工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)新模式的實(shí)踐與探索

■摘 要：為應(yīng)對(duì)“機(jī)器人+”新模式、新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)提出的挑戰(zhàn)，技師學(xué)院必須立足產(chǎn)教融合，創(chuàng)新適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形勢(shì)的人才培養(yǎng)模式，不斷深化與行業(yè)、企業(yè)的合作，解決好優(yōu)化工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)軟硬件環(huán)境、搭建提升工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用能力平臺(tái)的問題。本文以嘉興技師學(xué)院的實(shí)踐案例為樣本，探索產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)新模式，以供同行參考。

■關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)；產(chǎn)教融合；人才培養(yǎng)

2017年，浙江省人民政府出臺(tái)《浙江省“機(jī)器人+”行動(dòng)計(jì)劃》，指出要根據(jù)行業(yè)發(fā)展新業(yè)態(tài)推進(jìn)機(jī)器人應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在“中國(guó)制造2025”的框架下，用“機(jī)器人+”新模式、新業(yè)態(tài)促進(jìn)生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型升級(jí)，推動(dòng)提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展的智能化水平。目前，企業(yè)需要大量的機(jī)器人相關(guān)專業(yè)的高技能人才，為此學(xué)校工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)，不斷推進(jìn)產(chǎn)教融合向縱深發(fā)展，通過校行企三方聯(lián)合共建共育人才的方式為區(qū)域經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了強(qiáng)有力的人才支撐。

一、在“機(jī)器人+”時(shí)代立足產(chǎn)教融合培育高技能人才的重要性

（一）整合各類資源的需要

“機(jī)器人+”新模式、新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)現(xiàn)有的實(shí)訓(xùn)基地提出了新的要求，這就要求學(xué)校根據(jù)行業(yè)產(chǎn)業(yè)的新發(fā)展、新變化打造更加符合時(shí)代要求的新實(shí)訓(xùn)基地。在產(chǎn)業(yè)革命背景下，遵循信息教育的教育新形態(tài)發(fā)展要求，在產(chǎn)教融合的基礎(chǔ)上創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，以更好地滿足教師的教學(xué)需求和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。除此之外，為緊跟市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)，探索建立企業(yè)參與的資源共建共享機(jī)制勢(shì)在必行，學(xué)校需借助企業(yè)提升課程開發(fā)、專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)及應(yīng)用的水平。

（二）推動(dòng)教學(xué)改革的需要

“虛實(shí)結(jié)合、理實(shí)一體”是實(shí)訓(xùn)教學(xué)的指導(dǎo)方針，立足于產(chǎn)教融合，便于學(xué)校根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求創(chuàng)建教、學(xué)、做一體化的教學(xué)模式。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)項(xiàng)目，一般分為虛擬訓(xùn)練和真實(shí)操作兩部分，教師根據(jù)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程引進(jìn)虛擬仿真、數(shù)字孿生、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，堅(jiān)持以實(shí)帶虛、以虛助實(shí)、虛實(shí)并舉的原則，在實(shí)體教學(xué)與虛擬教學(xué)的實(shí)際教學(xué)過程中，提高教材設(shè)計(jì)、教法創(chuàng)新、學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)能力，全面提高教學(xué)效果。

（三）探索育人模式的需要

在產(chǎn)教融合協(xié)同育人的背景下，學(xué)校不斷擴(kuò)展與企業(yè)合作的深度與廣度，積極探索校企合作、訂單培養(yǎng)等多樣化的人才培養(yǎng)模式，創(chuàng)新企業(yè)課程學(xué)習(xí)模式，在專業(yè)建設(shè)、課程開發(fā)、技術(shù)研發(fā)、員工培訓(xùn)等諸多方面形成資源共享、人才共育的產(chǎn)教融合協(xié)同育人機(jī)制，實(shí)施多學(xué)段、工學(xué)交替的教學(xué)模式，完善學(xué)生定崗實(shí)習(xí)的制度。

二、學(xué)校人才培養(yǎng)面臨的挑戰(zhàn)

（一）學(xué)校需要良好的工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)軟硬件環(huán)境

隨著工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的快速發(fā)展，部分學(xué)校原有實(shí)訓(xùn)教學(xué)條件和實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式已無(wú)法適應(yīng)人才培養(yǎng)需求。面臨以下挑戰(zhàn)：一是原有實(shí)訓(xùn)工位數(shù)與學(xué)生數(shù)不匹配；二是原有實(shí)訓(xùn)設(shè)備功能與教學(xué)內(nèi)容不匹配；三是原有實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式與學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)不匹配。針對(duì)以上三個(gè)方面的問題，學(xué)校急需立足產(chǎn)教融合，依托數(shù)字校園平臺(tái)，借助信息化理念和虛擬仿真技術(shù)，促進(jìn)信息技術(shù)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)的有機(jī)融合，提升工業(yè)機(jī)器人高技能人才培養(yǎng)質(zhì)量。

（二）師生需要有效提升工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用能力的平臺(tái)

建立工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)建設(shè)和育人水平的提升有著重要作用。目前，建設(shè)工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還需要在以下兩個(gè)方面進(jìn)行突破：一是在提升資源利用率方面，雖然工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可以緩解大量設(shè)備的投入所帶來的經(jīng)濟(jì)壓力，但是目前該系統(tǒng)的設(shè)備安全性及使用效率仍需進(jìn)一步提高。二是在促進(jìn)學(xué)生參與性及學(xué)習(xí)效率提升方面，有待進(jìn)一步探索。

三、探索產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)新模式

（一）構(gòu)建“點(diǎn)面結(jié)合，一橫一縱”虛擬仿真實(shí)訓(xùn)體系

基于學(xué)校工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)的優(yōu)勢(shì)地位，整合智能制造、信息技術(shù)相關(guān)專業(yè)，構(gòu)建學(xué)校主導(dǎo)、企業(yè)共建、區(qū)域輻射，教學(xué)科研協(xié)同、行業(yè)、企業(yè)聯(lián)合育人的實(shí)訓(xùn)基地創(chuàng)新人才模式，服務(wù)兩廣地區(qū)加工制造類產(chǎn)業(yè)智能制造升級(jí)，培養(yǎng)企業(yè)急需的復(fù)合型、創(chuàng)新型技術(shù)技能人才。數(shù)字孿生應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室內(nèi)全面覆蓋有線、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，滿足實(shí)訓(xùn)設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)通信上的要求；每個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)不僅能夠滿足單獨(dú)實(shí)訓(xùn)臺(tái)的實(shí)訓(xùn)，也能夠進(jìn)行多個(gè)實(shí)訓(xùn)臺(tái)之間的連接，模擬真實(shí)機(jī)電設(shè)備及產(chǎn)線上不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳遞，也可與智能制造單元系統(tǒng)集成應(yīng)用平臺(tái)、智能控制數(shù)字雙胞應(yīng)用平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)同步。

（二）搭建“理、虛、實(shí)”一體化教學(xué)管理云平臺(tái)

以學(xué)校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)實(shí)訓(xùn)中心、工業(yè)機(jī)器人綜合工作站實(shí)訓(xùn)室、工業(yè)機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)室、機(jī)器人柔性制造生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)室、機(jī)電設(shè)備裝調(diào)維護(hù)技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)室已建載體為依托，新建虛擬仿真平臺(tái)。虛擬平臺(tái)與實(shí)體平臺(tái)互補(bǔ)互促，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，促進(jìn)了理論學(xué)習(xí)與實(shí)訓(xùn)的緊密結(jié)合。為提高管理水平，學(xué)校搭建了教學(xué)管理平臺(tái)，利用信息化手段集中管理基地，包括人（師生及企業(yè)人員）、教學(xué)資源、教學(xué)數(shù)據(jù)等要素，實(shí)現(xiàn)了信息共享，教學(xué)資源管理、學(xué)生學(xué)習(xí)考核得以同步進(jìn)行，滿足了師生雙向互動(dòng)的教學(xué)新需求，構(gòu)建理、虛、實(shí)一體化教學(xué)模式，提升基地的使用效率和課堂的教學(xué)效果。

（三）構(gòu)建完善的工業(yè)機(jī)器人跨企業(yè)培訓(xùn)中心運(yùn)行機(jī)制

為深度融合教學(xué)鏈、生產(chǎn)鏈，進(jìn)一步加強(qiáng)校企之間的全面合作，深入推進(jìn)企業(yè)新型學(xué)徒制工作，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，在行業(yè)協(xié)會(huì)的牽頭下，成立了工業(yè)機(jī)器人跨企業(yè)培訓(xùn)中心。工業(yè)機(jī)器人跨企業(yè)培訓(xùn)中心指導(dǎo)委員會(huì)成員由政府領(lǐng)導(dǎo)、行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)、行業(yè)專家、學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)等組成，為實(shí)現(xiàn)校企聯(lián)合管理、提供強(qiáng)有力的組織保障，分別在學(xué)校和企業(yè)內(nèi)部設(shè)立了機(jī)器人教學(xué)改革區(qū)和合作辦，負(fù)責(zé)制定跨企業(yè)培訓(xùn)中心運(yùn)行機(jī)制并實(shí)施工作。借助工業(yè)機(jī)器人跨企業(yè)培訓(xùn)中心，校企雙方共同審定工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，共商共議課程體系建設(shè)。依托工業(yè)機(jī)器人跨企業(yè)培訓(xùn)中心引進(jìn)企業(yè)的業(yè)務(wù)骨干和技術(shù)能手兼職教學(xué)，由學(xué)校的骨干教師聯(lián)合企業(yè)師傅重點(diǎn)討論實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開展情況。

（四）建設(shè)工業(yè)機(jī)器人跨企業(yè)培訓(xùn)中心校外場(chǎng)地

為進(jìn)一步提升學(xué)生的專業(yè)操作能力，在浙江加西貝拉科技服務(wù)股份有限公司內(nèi)規(guī)劃建設(shè)了1400平方米的工業(yè)機(jī)器人跨企業(yè)培訓(xùn)中心校外場(chǎng)地。配備工業(yè)機(jī)器人專業(yè)現(xiàn)有職業(yè)體驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地近2000平方米，實(shí)訓(xùn)設(shè)備價(jià)值4000多萬(wàn)元。其中，基礎(chǔ)體驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)中心主要涵蓋了機(jī)器人創(chuàng)客體驗(yàn)、虛擬仿真體驗(yàn)、人工智能虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室、傳感器實(shí)訓(xùn)室、機(jī)器人基礎(chǔ)體驗(yàn)與訓(xùn)練及拓展應(yīng)用展示等，應(yīng)用體驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)中心涵蓋了工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械拆裝與調(diào)試體驗(yàn)、電氣的安裝與調(diào)試體驗(yàn)及工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中的主要應(yīng)用案例等。在機(jī)器人體驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)中心，從機(jī)器人的認(rèn)知到機(jī)械機(jī)構(gòu)的搭建，從機(jī)器人的建模到運(yùn)動(dòng)仿真，從創(chuàng)新造型到三維打印，從機(jī)器人的拆裝到調(diào)試，從機(jī)器人的基礎(chǔ)應(yīng)用到企業(yè)里的綜合應(yīng)用都一一展現(xiàn)。

（五）建設(shè)“從魚到漁”的自主研發(fā)能力體系

為確保校企合作工作的高效開展，簽訂行業(yè)、企業(yè)、學(xué)校三方協(xié)議，提高企業(yè)參與人才培養(yǎng)的積極性，對(duì)此，政府相關(guān)部門給予了高度重視和大力支持，企業(yè)培養(yǎng)一個(gè)學(xué)生，政府給予4000元的補(bǔ)助。行業(yè)作為媒介，發(fā)揮牽線搭橋的作用；企業(yè)負(fù)責(zé)提供實(shí)訓(xùn)、培訓(xùn)場(chǎng)地及設(shè)備，為前來實(shí)訓(xùn)的學(xué)生專門配備了日常管理班主任，安排專業(yè)工程師對(duì)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)指導(dǎo)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)，設(shè)置總協(xié)調(diào)管理人員和技術(shù)指導(dǎo)監(jiān)督人員，對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)成效進(jìn)行監(jiān)督和評(píng)價(jià)；學(xué)校為參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生配備專職班主任和帶隊(duì)管理班主任，為使專業(yè)教師更好地掌握企業(yè)的實(shí)際工作內(nèi)容和學(xué)生實(shí)訓(xùn)具體情況，還配備了教學(xué)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師，同時(shí)，借助國(guó)際交流合作項(xiàng)目提升實(shí)訓(xùn)成效，為學(xué)生的實(shí)訓(xùn)教學(xué)配備了多名外籍教師。針對(duì)教學(xué)資源的個(gè)性化開發(fā)與持續(xù)更新的需要，組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)，形成集虛擬實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目定制化、特色化、創(chuàng)新性于一體的自主研發(fā)能力，與專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)、基地建設(shè)同步，拓展校企合作模式和途徑，滿足研發(fā)、建模、驗(yàn)證、數(shù)字孿生等項(xiàng)目需求，建立符合企業(yè)崗前培訓(xùn)、在職培訓(xùn)、能力提升培訓(xùn)等多元化人才提升需求的培訓(xùn)體系。

四.結(jié)束語(yǔ)

探索基于工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的教學(xué)，通過仿真解決設(shè)備、資金、場(chǎng)地、品種各種延伸問題，提升工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，更好更快地滿足企業(yè)的需求。工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真與實(shí)體實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)融合構(gòu)建，有利于達(dá)成虛實(shí)一體，使虛擬與現(xiàn)實(shí)零距離對(duì)接與融合，有利于師生依托系統(tǒng)搭建創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，為機(jī)器人的編程技術(shù)與方案設(shè)計(jì)打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)依托學(xué)校數(shù)字校園平臺(tái)，運(yùn)用信息化手段和理念，促進(jìn)信息技術(shù)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)的有機(jī)融合，有效提升工業(yè)機(jī)器人高技能人才培養(yǎng)質(zhì)量，讓學(xué)生了解實(shí)際崗位上操控機(jī)器人需要的真實(shí)技能，促進(jìn)教師提升專業(yè)技能、提高教學(xué)質(zhì)量，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)滿足多樣化需求的實(shí)訓(xùn)環(huán)境，最終為工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)人才培養(yǎng)提供了可復(fù)制的模式。

參考文獻(xiàn)

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（作者：周斌斌，嘉興技師學(xué)院副院長(zhǎng)）