“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”教學(xué)設(shè)計與研究

[摘? ? ? ? ? ?要]? 國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中明確提出：著力發(fā)展智能裝備，強(qiáng)力推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，促進(jìn)中國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級。基于智能制造背景對高職院校機(jī)械類專業(yè)教學(xué)改革的推動，分析“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”課程教學(xué)內(nèi)容，對課程教學(xué)進(jìn)行整體設(shè)計;以智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)電機(jī)軸加工項目為例構(gòu)建理實(shí)一體實(shí)訓(xùn)課堂;梳理課程教學(xué)過程中采用的方法及策略;總結(jié)課程實(shí)施成效。以期構(gòu)建“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”課程理實(shí)一體生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，打造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)高效課堂，培育高質(zhì)量智能制造裝備技能人才。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 智能制造產(chǎn)線;生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn);教學(xué)設(shè)計;教學(xué)實(shí)施

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2022）21-0058-03

智能制造是制造業(yè)的皇冠，是各國制造業(yè)搶占的戰(zhàn)略高地，智能制造產(chǎn)業(yè)也是湖北省十六條重點(diǎn)建設(shè)產(chǎn)業(yè)鏈之一。為了更好地服務(wù)湖北省智能制造業(yè)的發(fā)展，

我校機(jī)械制造及自動化專業(yè)依托我校智能制造實(shí)訓(xùn)基地——智能制造自動化生產(chǎn)線，開展理實(shí)一體綜合生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)教學(xué)研究，以期打造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)高效課堂，構(gòu)建理實(shí)一體智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，培育智能制造裝備高質(zhì)量技能型人才[1]。

一、“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”教學(xué)設(shè)計

（一）課程及教學(xué)內(nèi)容定位

“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”是我校智能制造專業(yè)群高層拓展課程，也是我校校本特色課程。前置課程有“機(jī)器人調(diào)試”“數(shù)控加工與編程”“PLC電氣控制”“智能制造設(shè)備裝調(diào)”，后續(xù)課程有“畢業(yè)設(shè)計”“頂崗實(shí)習(xí)”，其在機(jī)械制造及自動化專業(yè)課程體系中起承上啟下的作用。“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”課程教學(xué)目標(biāo)為培養(yǎng)學(xué)生智能制造單元維護(hù)實(shí)踐操作技能，是一門綜合型生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)課程[2]。

響應(yīng)教育部對職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的要求，課程貫徹“崗課賽證融通，綜合育人”的要求，分析課程智能制造單元維護(hù)崗位典型工作任務(wù)，對接機(jī)械制造及自動化專業(yè)課程體系，中國技能大賽智能制造單元維護(hù)賽項賽題和評分標(biāo)準(zhǔn)，“1+X”智能制造單元維護(hù)職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)方案，制訂了課程標(biāo)準(zhǔn)。整理整合本門課程的知識點(diǎn)與技能點(diǎn)，校企合作共同開發(fā)了五個智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)項目：項目一“智能制造產(chǎn)線認(rèn)知”，項目二“智能產(chǎn)線聯(lián)調(diào)電機(jī)軸加工”，項目三“智能產(chǎn)線聯(lián)調(diào)前端蓋加工”，項目四“智能產(chǎn)線聯(lián)調(diào)后端蓋加工”，項目五“智能產(chǎn)線中國技能大賽裝配件加工”。并與企業(yè)合作編寫《智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)》校本活頁式實(shí)訓(xùn)教材;建有課程教學(xué)數(shù)字化教學(xué)資源庫。

本次教學(xué)設(shè)計與教學(xué)實(shí)施內(nèi)容以項目二——智能產(chǎn)線聯(lián)調(diào)電機(jī)軸加工——故障排查環(huán)節(jié)為例，前序產(chǎn)線聯(lián)調(diào)軟件仿真，后續(xù)產(chǎn)線聯(lián)調(diào)聯(lián)動，是實(shí)現(xiàn)智能制造產(chǎn)線自動化規(guī)?；a(chǎn)的關(guān)鍵技能點(diǎn)。

（二）學(xué)情分析及教學(xué)目標(biāo)制訂

本課程授課對象是機(jī)械制造及自動化專業(yè)校企合作訂單班大二學(xué)生。為了更好地實(shí)施教學(xué)，我們從知識技能、能力素養(yǎng)、學(xué)習(xí)特點(diǎn)三個方面對學(xué)情進(jìn)行了分析。目前學(xué)生已經(jīng)具備一定的智能制造理論基礎(chǔ)，但工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足;部分學(xué)生經(jīng)過技能競賽集訓(xùn)，具備一定的自主探究學(xué)習(xí)能力，對智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)，具有較強(qiáng)烈的實(shí)踐愿望;但產(chǎn)線實(shí)戰(zhàn)、安全生產(chǎn)意識薄弱，設(shè)備規(guī)范操作意識不強(qiáng)，團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力、吃苦耐勞的品質(zhì)有待加強(qiáng)鍛煉。基于以上教學(xué)內(nèi)容與學(xué)情分析，結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)和崗位能力要求，制訂了本次課程的知識、能力、素養(yǎng)、思政四個教學(xué)目標(biāo)。知識目標(biāo)：掌握智能制造產(chǎn)線故障排查的方法與步驟;能力目標(biāo)：能夠進(jìn)行智能制造產(chǎn)線故障排查操作;素養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生愛崗敬業(yè)的工作態(tài)度和團(tuán)隊溝通協(xié)作能力;思政目標(biāo)：向?qū)W生浸潤精益求精的工匠精神，樹立智能制造職業(yè)自信[3]。

二、“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”教學(xué)組織與策略

（一）教學(xué)組織

我校的智能制造產(chǎn)線，占地面積大，生產(chǎn)流程長，生產(chǎn)模塊眾多，分為倉儲單元、加工單元、清洗單元、檢測單元、MES總控五個生產(chǎn)模塊。產(chǎn)線操作設(shè)備多，程序控制復(fù)雜，產(chǎn)線聯(lián)調(diào)涉及多模塊多崗位，課程實(shí)訓(xùn)難度大。基于產(chǎn)線五個生產(chǎn)模塊，課程實(shí)施過程中，將學(xué)生分組定崗，并輪流分組換崗，實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場由一名專業(yè)教師主講，兩名企業(yè)教師巡回指導(dǎo)，維護(hù)安全秩序，開展生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)[4]。

（二）教學(xué)策略

智能制造生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)，以行動導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動為教學(xué)策略主線。本次實(shí)訓(xùn)項目以C919國產(chǎn)大飛機(jī)電機(jī)軸加工為實(shí)訓(xùn)任務(wù)載體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情與愛國情懷;以學(xué)生為主體，將智能制造產(chǎn)線分模塊、分任務(wù)、分崗位、讓學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)做中學(xué)、做中思，完成產(chǎn)線聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

教學(xué)過程合理使用軟硬件資源，運(yùn)用數(shù)字化雙胞胎仿真軟件、云端U盤資源庫等軟件助力智能制造產(chǎn)線調(diào)試;采用排故口訣、小組討論、五星聯(lián)調(diào)能手評定等方法，層層遞進(jìn)，過程化激勵學(xué)生學(xué)習(xí)動力。

整個實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程采用五化融合教學(xué)手段——實(shí)訓(xùn)形式崗位化、實(shí)訓(xùn)模式合作化、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容任務(wù)化、實(shí)訓(xùn)場景企業(yè)化、實(shí)訓(xùn)評價過程化，開展理實(shí)一體實(shí)訓(xùn)教學(xué)。實(shí)訓(xùn)形式崗位化：我們的智能制造產(chǎn)線分為五個模塊，每個模塊為一組，每組三崗，每崗兩人。實(shí)訓(xùn)模式合作化：組內(nèi)分工協(xié)作完成單元模塊調(diào)試，組間團(tuán)結(jié)合作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線聯(lián)動聯(lián)調(diào)。實(shí)訓(xùn)內(nèi)容任務(wù)化：以國產(chǎn)C919民用大飛機(jī)電機(jī)軸加工-產(chǎn)線聯(lián)調(diào)為總?cè)蝿?wù)，以模塊調(diào)試為小組任務(wù)，以崗位為個人任務(wù)，分組定崗，全員驅(qū)動，解決產(chǎn)線調(diào)試重點(diǎn)。以數(shù)字化雙胞胎仿真軟件助力教學(xué)，以口訣規(guī)范故障排查，破解產(chǎn)線調(diào)試故障排查難點(diǎn)。實(shí)訓(xùn)場景企業(yè)化：實(shí)訓(xùn)項目對接企業(yè)訂單，產(chǎn)線調(diào)試對接企業(yè)生產(chǎn)模式，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)一體實(shí)訓(xùn)教學(xué)。實(shí)訓(xùn)評價過程化：我們采用第三課堂打卡，第一課堂評選五星聯(lián)調(diào)能手，第二課堂企業(yè)評價，實(shí)現(xiàn)過程化綜合考評。

三、“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”教學(xué)實(shí)施過程

（一）實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式

基于智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)綜合生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)，構(gòu)建校企共育第一實(shí)訓(xùn)課程，賽證促學(xué)第二拓展課堂，素質(zhì)養(yǎng)成第三線上課堂，“三課堂聯(lián)動”實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。

（二）實(shí)訓(xùn)實(shí)施過程

課前——第三課堂線上打卡

學(xué)生登錄云課堂，進(jìn)行智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)視頻打卡，并完成課前測試，進(jìn)行預(yù)習(xí)。教師根據(jù)課前測試和線上打卡考勤，調(diào)整教學(xué)方法和教學(xué)策略，聚焦本次實(shí)訓(xùn)教學(xué)重難點(diǎn)。本次課前測試結(jié)果顯示學(xué)生清楚產(chǎn)線結(jié)構(gòu)及各模塊功能，但故障排查方法不清楚，教師聚焦本次產(chǎn)線聯(lián)調(diào)重難點(diǎn)為智能制造產(chǎn)線系統(tǒng)故障排查。

課中——第一實(shí)訓(xùn)課堂導(dǎo)學(xué)

根據(jù)產(chǎn)線聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)任務(wù)，設(shè)計入產(chǎn)線—查產(chǎn)線—調(diào)產(chǎn)線—驗(yàn)產(chǎn)線四環(huán)節(jié)教學(xué)活動主線。

入產(chǎn)線：教師對學(xué)生進(jìn)行安全教育，學(xué)生背誦安全口訣，整理著裝，戴好安全帽，分組入崗，為產(chǎn)線聯(lián)調(diào)做好準(zhǔn)備。

查產(chǎn)線：教師指導(dǎo)學(xué)生開機(jī)，啟動產(chǎn)線，預(yù)設(shè)故障發(fā)生，引導(dǎo)學(xué)生小組討論，排查故障原因;學(xué)生進(jìn)行小組討論，分析故障原因;鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的探究能力。

調(diào)產(chǎn)線：教師講解理論知識，并逐步引導(dǎo)學(xué)生排除故障，歸納操作口訣，明確產(chǎn)線聯(lián)調(diào)的方法與步驟;學(xué)生通過云端U盤，進(jìn)行小組自查、互查、驗(yàn)證，逐步排除故障;鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力和規(guī)范操作意識。

驗(yàn)產(chǎn)線：教師巡回指導(dǎo)，規(guī)范學(xué)生安全操作;學(xué)生運(yùn)用所學(xué)，組內(nèi)分工協(xié)作，排除故障，組間團(tuán)結(jié)合作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線聯(lián)調(diào);鍛煉學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力及吃苦耐勞的勞動品質(zhì)。

課后——第二拓展課堂賽證促學(xué)

學(xué)生登錄云課堂，提交實(shí)訓(xùn)報告，并完成技能競賽及技能考證題庫測試。教師根據(jù)課前測、評星情況、實(shí)訓(xùn)報告、賽證題庫測試，對學(xué)生實(shí)訓(xùn)成績進(jìn)行綜合評定，評選五星聯(lián)調(diào)能手，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。

通過三課堂聯(lián)動，理實(shí)一體實(shí)訓(xùn)教學(xué)，鍛煉學(xué)生產(chǎn)線聯(lián)調(diào)綜合技能，提升學(xué)生技能修養(yǎng)，培育愛崗敬業(yè)的勞動態(tài)度，樹立精益求精的工匠精神。

四、“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”學(xué)習(xí)效果

（一）學(xué)有所得達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)

第一實(shí)訓(xùn)課堂，學(xué)生分組定崗，分組輪崗，基于五個智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)項目，夯實(shí)學(xué)生智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)綜合技能實(shí)訓(xùn)過程，學(xué)生參與度高，教學(xué)目標(biāo)有效達(dá)成。大數(shù)據(jù)顯示，課中實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)生參與度達(dá)95%，五星聯(lián)調(diào)能手獲評率達(dá)93%。

（二）學(xué)有所長提升職業(yè)技能

第二拓展課堂，學(xué)生通過參加職業(yè)技能競賽和“1+X”考證，鍛煉提升職業(yè)技能。大數(shù)據(jù)顯示，近三年來，學(xué)生技能競賽獲獎率和“1+X”考證通過率逐年攀升。

（三）學(xué)有所悟，樹立職業(yè)自信

三課堂聯(lián)動實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，崗課賽證綜合育人，通過產(chǎn)線聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)成果，讓學(xué)生體悟到團(tuán)結(jié)就是力量，勞動創(chuàng)造價值。培育學(xué)生愛崗敬業(yè)的勞動態(tài)度、精益求精的工匠精神，樹立學(xué)生對智能制造的職業(yè)自信。大數(shù)據(jù)顯示，近三年來，學(xué)生就業(yè)率及就業(yè)對口率顯著提升。

五、“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”教學(xué)反思與改進(jìn)

1.智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)過程中，由于設(shè)備較多，實(shí)訓(xùn)案例生產(chǎn)流程較長，產(chǎn)線運(yùn)行過程中可能會產(chǎn)生各種故障，故障排查困難。少數(shù)故障學(xué)生在實(shí)訓(xùn)手冊中查找不到原因或故障排除方案，造成在有限的教學(xué)課時內(nèi)，產(chǎn)線聯(lián)動難，課堂效率低。在今后教學(xué)中，計劃師生共同持續(xù)豐富優(yōu)化故障排查及操作手冊，形成云端U盤資源庫，豐富故障排查成功案例，提高課堂教學(xué)效率。

2.智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)過程中，故障排查學(xué)生在產(chǎn)線的操作規(guī)范性及安全意識方面薄弱;在今后教學(xué)過程中引入仿真軟件，鍛煉學(xué)生的操作能力;并加強(qiáng)安全教育，提升技能及崗位安全意識。

3.“智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)”教學(xué)過程中，內(nèi)容涉及PLC程序、機(jī)器人程序的編寫與調(diào)試以及產(chǎn)線搬運(yùn)單元調(diào)試與故障排查，綜合性較強(qiáng)，部分學(xué)生實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)參與度不高。在今后的教學(xué)中，將加強(qiáng)教師與學(xué)生的溝通，與輔導(dǎo)員一起做好學(xué)生思想工作，提升學(xué)習(xí)興趣，樹立職業(yè)自信。

六、“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”教學(xué)設(shè)計與實(shí)施的特色與創(chuàng)新

（一）崗課賽證綜合育人

智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容對接智能制造大賽賽題，實(shí)訓(xùn)技能對接“1+X”職業(yè)技能考證考點(diǎn)，實(shí)訓(xùn)崗位對接智能制造單元設(shè)備維修工，構(gòu)建崗課賽證綜合育人教學(xué)模式。

（二）校企合作協(xié)同育人

智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)實(shí)訓(xùn)，采用校企合作開發(fā)的實(shí)訓(xùn)項目，實(shí)訓(xùn)過程由專業(yè)教師與企業(yè)教師共同指導(dǎo)，實(shí)訓(xùn)產(chǎn)品對接企業(yè)生產(chǎn)訂單，打造校企合作協(xié)同育人實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式。

（三）三課堂聯(lián)動，五星激勵

三課堂聯(lián)動，將復(fù)雜的智能制造產(chǎn)線分模、分任務(wù)、分崗位聯(lián)調(diào)，化整為零;聯(lián)零為整，體現(xiàn)職教特色;五星激勵，層層遞進(jìn)，過程化激勵，凸顯學(xué)生主體[5]。

（四）勞動教育融入教學(xué)

在實(shí)操中，學(xué)生通過反復(fù)查找故障、團(tuán)隊合作糾錯、清掃和整理機(jī)器工作站等實(shí)踐活動，鍛煉吃苦耐勞的勞動精神;踐行6S職業(yè)素養(yǎng)的同時，對一個任務(wù)反復(fù)優(yōu)化，直至達(dá)到最優(yōu)調(diào)試結(jié)果，培養(yǎng)了學(xué)生精益求精的工匠精神;小組團(tuán)隊合作，成功調(diào)試程序，使學(xué)生養(yǎng)成“勞動創(chuàng)造價值”的價值觀和“團(tuán)結(jié)就是力量”的團(tuán)隊精神;教學(xué)設(shè)備全部為國產(chǎn)企業(yè)制造，樹立學(xué)生對中國智能制造的信心。

（五）技能匠師，示范操作

本次教學(xué)案例綜合性與實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)團(tuán)隊成員團(tuán)隊教師由企業(yè)技能名師與校內(nèi)名師共同擔(dān)任，操作規(guī)程熟悉，設(shè)備操作熟練，教師發(fā)揮技能優(yōu)勢，在教學(xué)過程中，有效示范工業(yè)機(jī)器人PLC、工業(yè)機(jī)器人編程、MES系統(tǒng)運(yùn)行及現(xiàn)場設(shè)備操作等專業(yè)知識與技能。

（六）貫徹“主導(dǎo)—主體”相結(jié)合教育思想，大膽進(jìn)行“三教”改革

教師根據(jù)技能優(yōu)勢有效教學(xué)，組織促進(jìn)學(xué)習(xí)，學(xué)生發(fā)揮自身性格特點(diǎn)優(yōu)勢，成為知識建構(gòu)主體。教材以國家規(guī)劃教材及融入職業(yè)崗位核心能力的校企合編活頁式教材為主，融入“1+X”職業(yè)技能等級證書考試內(nèi)容，校企合作開發(fā)豐富信息化教學(xué)資源配合。多種教學(xué)方法，凸顯學(xué)生主體，使學(xué)生學(xué)有所得、學(xué)有所長、學(xué)有

所悟。

七、“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”教學(xué)設(shè)計與實(shí)施總結(jié)

智能制造及高端裝備產(chǎn)業(yè)在實(shí)現(xiàn)中國制造由弱到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變中肩負(fù)著重要使命?！笆奈濉币?guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要中明確提出：著力發(fā)展智能裝備，強(qiáng)力推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略，促進(jìn)中國制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級。

本文深入分析“智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)性實(shí)訓(xùn)”課程教學(xué)內(nèi)容，對課程教學(xué)進(jìn)行了整體設(shè)計，并以智能制造產(chǎn)線聯(lián)調(diào)電機(jī)軸加工項目為例構(gòu)建了理實(shí)一體實(shí)訓(xùn)課堂，梳理了課程教學(xué)過程中采用的方法及策略;總結(jié)了課程實(shí)施成效，以期構(gòu)建校企合作訂單培養(yǎng)、師生同心、“崗課賽證融合，三課堂聯(lián)動”的智能制造產(chǎn)線生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式，培育高質(zhì)量智能制造裝備技能人才[6]。

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[4]韓志.我國工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的影響因素研究[D].北京：對外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)，2019.

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◎編輯 鄭曉燕

①基金項目：湖北省職業(yè)技術(shù)教育學(xué)會研究項目“智能制造背景下模具專業(yè)課程體系改革研究”（ZJGB2019085）。

作者簡介：肖志余（1982—），女，漢族，天津人，研究生，副教授，研究方向：高職職業(yè)教育。