基于OBE的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系研究與構(gòu)建

程萍

摘 要：實(shí)踐教學(xué)體系是專業(yè)人才培養(yǎng)方案的重要組成部分，影響著人才培養(yǎng)的質(zhì)量。針對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系中存在的問(wèn)題，筆者研究與探索了基于OBE理念下的體系建設(shè)思路、實(shí)施路徑等，重點(diǎn)對(duì)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)、校企雙平臺(tái)教學(xué)、校企雙導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)、評(píng)價(jià)機(jī)制等方面進(jìn)行了深入實(shí)踐探索，并取得了一定的成效。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 OBE 實(shí)踐教學(xué)體系 校企雙平臺(tái)

課 題：本文系浙江省“十三五”教學(xué)改革研究項(xiàng)目“成果導(dǎo)向的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)體系研究與實(shí)踐”（jg20180704）和紹興市教學(xué)改革課題“工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)中模擬機(jī)的研究及應(yīng)用”（SXSJG201733）的研究課題。

隨著工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大及市場(chǎng)增速的提升，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)相關(guān)崗位的人才需求問(wèn)題日漸突出。人才需求問(wèn)題主要集中在工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的中下游，即工業(yè)機(jī)器人制造、集成和應(yīng)用等企業(yè)。他們迫切需要具備工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用維護(hù)、組裝調(diào)試及系統(tǒng)集成等專業(yè)能力的人才。為順應(yīng)市場(chǎng)的人才需求，各大高校在政府的支持下相繼開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)或在原相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)方向，新的人才知識(shí)結(jié)構(gòu)逐漸成形。

對(duì)于高職院校來(lái)講，實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建非常重要。筆者在走訪調(diào)研中發(fā)現(xiàn)了許多問(wèn)題。第一，在進(jìn)行專業(yè)體系構(gòu)建時(shí)習(xí)慣依賴現(xiàn)有教材、設(shè)備、師資等，調(diào)研對(duì)象主要是兄弟院校，而忽略了更重要的企業(yè)需求和學(xué)生需求，從而導(dǎo)致部分專業(yè)學(xué)生核心能力培養(yǎng)缺少支撐課程。第二，教師授課習(xí)慣以自己為中心，授課地點(diǎn)基本都在校內(nèi)，不重視教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成情況。第三，利用機(jī)器人競(jìng)賽設(shè)備開(kāi)展實(shí)訓(xùn)，雖然有助于專業(yè)技能的訓(xùn)練，但臺(tái)套數(shù)較少，學(xué)生受益面窄，主要面向的是部分意向參加競(jìng)賽的學(xué)生。第四，部分生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)基地投入很大，雖然參觀性好，但所采購(gòu)的工業(yè)機(jī)器人公斤數(shù)大，且受生產(chǎn)周期影響，教學(xué)組織困難，無(wú)法較好地開(kāi)展技術(shù)技能培訓(xùn)，性價(jià)比不高。因此，從實(shí)際需求出發(fā)去建立科學(xué)的實(shí)踐教學(xué)體系，才是提升實(shí)踐教學(xué)效果的重要途徑。

一、基于OBE理念的建設(shè)思路

OBE（成果導(dǎo)向教育）的核心理念為成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn)。這里的成果是指學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。它是人才培養(yǎng)的目標(biāo)，同時(shí)也是構(gòu)建課程體系、開(kāi)展專業(yè)建設(shè)的起點(diǎn)和依據(jù)。

基于OBE的實(shí)踐教學(xué)體系是以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向進(jìn)行反向設(shè)計(jì)的。企業(yè)是學(xué)生畢業(yè)后的主要就業(yè)去向，是學(xué)生將要服務(wù)的對(duì)象。企業(yè)需要什么樣的人才，是學(xué)校確定人才培養(yǎng)目標(biāo)首先要考慮的因素。學(xué)校是人才培養(yǎng)的主要場(chǎng)地。學(xué)校的辦學(xué)規(guī)模、辦學(xué)層次、辦學(xué)類型等決定了人才培養(yǎng)的類型。專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該依據(jù)學(xué)校的定位和特色的確定。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體。以學(xué)生為中心的教學(xué)才是有效的教學(xué)。學(xué)校應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)、今后的發(fā)展方向等，從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，制定合理的人才培養(yǎng)目標(biāo)，并因材施教。因此，在制定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)從企業(yè)用人需求、學(xué)生發(fā)展需求、學(xué)校發(fā)展特色等方面出發(fā)，確保符合企業(yè)雇主、行業(yè)專家、畢業(yè)生、在校生以及老師等各方的需求，如圖1所示。

從專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，明確能支撐其達(dá)成的專業(yè)核心能力，并規(guī)劃能支撐專業(yè)核心能力達(dá)成的課程體系，從而構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)體系，優(yōu)化體系中每一個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)目標(biāo)和要求，設(shè)計(jì)能夠支撐教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、教學(xué)方法，建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地。注重開(kāi)展教學(xué)評(píng)價(jià)，掌握目標(biāo)達(dá)成度的情況，并以評(píng)價(jià)結(jié)果為依據(jù)，發(fā)現(xiàn)專業(yè)建設(shè)各個(gè)環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題，為專業(yè)建設(shè)指明方向，保證專業(yè)持續(xù)調(diào)整與改革、健康發(fā)展。這里的評(píng)價(jià)分三個(gè)層次，一是課程內(nèi)的實(shí)踐教學(xué)成果評(píng)價(jià)，明確教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度，并以此為依據(jù)，優(yōu)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)要求，改進(jìn)教學(xué)方法，推進(jìn)課程教學(xué)改革;二是專業(yè)內(nèi)的實(shí)踐教學(xué)成果評(píng)價(jià)，明確專業(yè)核心能力的達(dá)成度情況，并實(shí)時(shí)改進(jìn)并優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)體系;三是校內(nèi)外的實(shí)踐教學(xué)成果評(píng)價(jià)，由企業(yè)、學(xué)校、學(xué)生對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)的達(dá)成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并以此為依據(jù)，優(yōu)化人才培養(yǎng)目標(biāo)。

二、實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

基于上述思想，通過(guò)對(duì)20余家的工業(yè)機(jī)器人制造、集成、應(yīng)用企業(yè)以及15級(jí)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生、16-18級(jí)在校生的問(wèn)卷調(diào)查、走訪交流、座談等，結(jié)合教育部高等職業(yè)學(xué)校專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，確定了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)核心能力，即培養(yǎng)“有社會(huì)責(zé)任感、敬業(yè)精神、規(guī)范意識(shí)、創(chuàng)新思維、進(jìn)取意愿和合作能力，具備工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用維護(hù)、組裝調(diào)試和系統(tǒng)集成能力”的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才，并以此為目標(biāo)，反向設(shè)計(jì)與構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系，如圖2所示。

上圖中的基礎(chǔ)實(shí)踐主要指機(jī)電類專業(yè)的通用性能力訓(xùn)練。專項(xiàng)實(shí)踐是針對(duì)專業(yè)核心能力中的某幾項(xiàng)能力所開(kāi)展的專業(yè)性能力訓(xùn)練，分認(rèn)知實(shí)踐、模擬實(shí)踐、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐三個(gè)階段。Capstone綜合實(shí)踐主要是指畢業(yè)綜合作業(yè)，是覆蓋絕大部分專業(yè)核心能力的系統(tǒng)性和綜合性訓(xùn)練，其實(shí)踐評(píng)價(jià)結(jié)果將用于衡量學(xué)生專業(yè)核心能力的達(dá)成度。

三、實(shí)施路徑

實(shí)踐教學(xué)體系建成后，有效實(shí)施成了關(guān)鍵。上述中曾提到，學(xué)校、企業(yè)和學(xué)生三者關(guān)系密不可分，在研究與探索教學(xué)實(shí)施路徑的過(guò)程中，應(yīng)該將三者融合在一起，以學(xué)生為主體，整合校企雙方的資源和力量。

1.打造專業(yè)、課程兩個(gè)層面的校企雙導(dǎo)師隊(duì)伍

教師熟悉學(xué)生特點(diǎn)、教學(xué)方法，能夠根據(jù)設(shè)施條件、學(xué)生基礎(chǔ)制定課程標(biāo)準(zhǔn)，并有效地備課授課、引導(dǎo)輔導(dǎo)幫助學(xué)生學(xué)習(xí)、進(jìn)行課程考核等，但在實(shí)踐操作和解決問(wèn)題上卻缺少長(zhǎng)期的實(shí)踐積累。企業(yè)技術(shù)員有著豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，熟悉行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)學(xué)生在實(shí)踐中將會(huì)遇到什么樣的問(wèn)題及如何去解決非常清楚，缺點(diǎn)是缺少教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)如何去進(jìn)行有效教學(xué)缺少研究。因此，打造校企雙導(dǎo)師隊(duì)伍可以有效地形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，并將課程標(biāo)準(zhǔn)與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有機(jī)融合。如在工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程中，教師通過(guò)合理的教學(xué)方法將工業(yè)機(jī)器人的工作原理、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定方法、機(jī)器人示教方法及基本指令等傳授給學(xué)生，但在如何優(yōu)化程序提高生產(chǎn)率、如何與產(chǎn)品的生產(chǎn)周期相配合等方面缺少經(jīng)驗(yàn)，由企業(yè)技術(shù)員來(lái)授課將更貼合實(shí)際。

打造校企雙導(dǎo)師隊(duì)伍，可以從專業(yè)和課程兩個(gè)層面去開(kāi)展。專業(yè)層面重點(diǎn)從專業(yè)核心能力的培養(yǎng)及實(shí)踐教學(xué)體系的建設(shè)需要出發(fā)，從學(xué)生就業(yè)單位、訂單班企業(yè)、基地建設(shè)合作企業(yè)以及其他類型校企合作單位著手，選擇地處學(xué)校周邊、有一定影響力的綜合性企業(yè)進(jìn)行合作，組建專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會(huì)，明確核心課程的校企負(fù)責(zé)人，定期組織教師下企業(yè)鍛煉交流、企業(yè)導(dǎo)師進(jìn)學(xué)校參與教學(xué)研討等活動(dòng)，建立穩(wěn)定有效的專業(yè)導(dǎo)師隊(duì)伍;課程層面主要以提升課堂品質(zhì)、提高教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度為原則，以學(xué)校教師為主導(dǎo)，邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)員加入到課程建設(shè)中，在企業(yè)中拓展更多的教學(xué)資源，開(kāi)展教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，并共同實(shí)施實(shí)踐教學(xué)。

2.建設(shè)校企雙平臺(tái)實(shí)訓(xùn)基地，實(shí)施校企雙平臺(tái)教學(xué)

實(shí)訓(xùn)基地是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技能的主陣地，影響著教學(xué)質(zhì)量及專業(yè)核心能力目標(biāo)的達(dá)成。為了更好地達(dá)成OBE理念下的人才培養(yǎng)目標(biāo)，整合學(xué)校和企業(yè)兩個(gè)平臺(tái)的教學(xué)資源，從學(xué)生的認(rèn)知與學(xué)習(xí)規(guī)律出發(fā)去規(guī)劃和建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地，完善“認(rèn)知實(shí)踐—模擬實(shí)踐—現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐”“工業(yè)機(jī)器人單機(jī)—工業(yè)機(jī)器人工作站—工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線”的遞進(jìn)式學(xué)習(xí)條件，如圖3所示。

在認(rèn)知實(shí)踐中，通過(guò)校內(nèi)的工業(yè)機(jī)器人核心部件實(shí)訓(xùn)室、智能制造生產(chǎn)車間等實(shí)訓(xùn)室教學(xué)實(shí)訓(xùn)能讓學(xué)生有一定的認(rèn)知體驗(yàn)，但工業(yè)機(jī)器人的類型多種、應(yīng)用場(chǎng)合多樣，再加上技術(shù)的快速革新，實(shí)訓(xùn)室能提供的認(rèn)知是有限的，所以需要將企業(yè)參觀體驗(yàn)納入認(rèn)知實(shí)踐中。實(shí)踐證明，校企雙方能較好地達(dá)成共識(shí)。校企雙平臺(tái)能更好地幫助學(xué)生了解掌握這個(gè)專業(yè)和行業(yè)，提升教學(xué)目標(biāo)達(dá)成度。另外，在工業(yè)機(jī)器人組裝調(diào)試實(shí)訓(xùn)中，采用了“模擬+頂崗”的實(shí)踐方式。一方面因工業(yè)機(jī)器人價(jià)格昂貴，真機(jī)的拆裝費(fèi)用高且不安。通過(guò)校企合作，我們研制了一種專門(mén)用來(lái)拆裝的工業(yè)機(jī)器人模擬機(jī)，將相關(guān)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、各類工具的使用等融入模擬訓(xùn)練項(xiàng)目。另一方面，組裝調(diào)試中的問(wèn)題解決能力訓(xùn)練、履行崗位職責(zé)的意識(shí)形成等更適合在企業(yè)進(jìn)行頂崗訓(xùn)練。由企業(yè)導(dǎo)師將經(jīng)驗(yàn)傳授給學(xué)生，將更有助于學(xué)生職業(yè)能力的培養(yǎng)。

工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線集成實(shí)訓(xùn)采用了分層分類的校企雙平臺(tái)教學(xué)。一方面，生產(chǎn)線建設(shè)成本高，而每條線上能容納的實(shí)訓(xùn)學(xué)生數(shù)量少，教學(xué)組織較困難。另一方面，工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)線集成能力的難度相對(duì)較大、要求較高。在經(jīng)過(guò)了前期課程能力的訓(xùn)練后，每位學(xué)生的能力水平已經(jīng)有所區(qū)別。對(duì)于能力相對(duì)較好的學(xué)生，可以組織其赴企業(yè)參與實(shí)際項(xiàng)目的集成訓(xùn)練，促進(jìn)其專業(yè)水平進(jìn)一步的提升;而對(duì)學(xué)習(xí)情況相對(duì)一般的學(xué)生，可以留在校內(nèi)生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)踐。這樣既符合每位學(xué)生的需求，又解決了教學(xué)組織難的問(wèn)題。

3.引入企業(yè)項(xiàng)目，建設(shè)教學(xué)資源

在日常的實(shí)踐教學(xué)中，教師習(xí)慣依托實(shí)訓(xùn)教材、實(shí)訓(xùn)設(shè)備等。雖然教學(xué)內(nèi)容相對(duì)規(guī)范、成熟，但卻不一定完全對(duì)口專業(yè)需求，如SolidWorks課程，很多教材選擇了生活中的常見(jiàn)物品以及機(jī)械通用零件為例，增加了學(xué)習(xí)的趣味性，在專業(yè)應(yīng)用上卻不夠貼近實(shí)際，導(dǎo)致了學(xué)生部分專業(yè)技能的缺失。

因此，豐富專業(yè)的教學(xué)資源是非常有必要的，而引入企業(yè)項(xiàng)目是一個(gè)重要的手段。在校企雙導(dǎo)師隊(duì)伍構(gòu)建、雙平臺(tái)教學(xué)、實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)等工作中，要注意企業(yè)項(xiàng)目案例的收集及優(yōu)化，如將工業(yè)機(jī)器人的造型、組裝等納入了工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的SolidWorks課程標(biāo)準(zhǔn)中;如引入企業(yè)機(jī)器人的組裝標(biāo)準(zhǔn)，編寫(xiě)《工業(yè)機(jī)器人組裝與調(diào)試實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)》;拍攝教學(xué)視頻，如引入企業(yè)工業(yè)機(jī)器人末端執(zhí)行器的案例，用于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)訓(xùn)練等。

4.建立多元化評(píng)價(jià)機(jī)制，推進(jìn)教學(xué)改革

在推進(jìn)教學(xué)改革的過(guò)程中，教學(xué)評(píng)價(jià)是一個(gè)非常重要的依據(jù)。教學(xué)改革不應(yīng)該是盲目跟風(fēng)，而應(yīng)該是探尋教學(xué)問(wèn)題的解決辦法。合理的評(píng)價(jià)機(jī)制能有效地發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，從而推進(jìn)教學(xué)改革，形成持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量保障機(jī)制。

評(píng)價(jià)機(jī)制的建立要從專業(yè)和課程兩個(gè)層面進(jìn)行。課程層面主要評(píng)價(jià)課程目標(biāo)、單元目標(biāo)、行為目標(biāo)達(dá)成度，可采用多元化的評(píng)價(jià)方法，包括方式多元、情境多元和過(guò)程多元等，方式多元如PLC應(yīng)用技術(shù)，可采用“筆試+上機(jī)+報(bào)告+操作”的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，情境多元如工業(yè)機(jī)器人組裝與調(diào)試，可采用“教室+實(shí)訓(xùn)室+企業(yè)”的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)。專業(yè)層面主要評(píng)價(jià)人才培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)核心能力的達(dá)成度。專業(yè)核心能力的達(dá)成度可應(yīng)用Capstone課程評(píng)價(jià)、畢業(yè)生就業(yè)情況分析、綜合評(píng)價(jià)等方式。人才培養(yǎng)目標(biāo)的達(dá)成度可通過(guò)畢業(yè)生跟蹤調(diào)查、核心雇主的評(píng)價(jià)等來(lái)完成。

四、小結(jié)

梳理與構(gòu)建基于OBE的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，以成果為導(dǎo)向，從專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)核心能力出發(fā)，明確了實(shí)踐課程、師資隊(duì)伍及基地建設(shè)等的建設(shè)方向，優(yōu)化了每個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，并通過(guò)多元化的教學(xué)評(píng)價(jià)，保證各項(xiàng)建設(shè)工作的持續(xù)改進(jìn)，推動(dòng)專業(yè)健康發(fā)展。

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（作者單位：紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院）