依托技能競賽的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)一體化教學(xué)改革思路

陳忠厚

（安徽蕪湖技師學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

0 引言

從2008 年6 月開始，教育部提出了“普通教育有高考，職業(yè)院校有競賽”的口號，舉辦了第一屆全國職業(yè)院校技能競賽。2011 年，我國第一次組隊(duì)參加世界技能競賽，隨著國家和各級政府大力發(fā)展職業(yè)教育的各種利好政策以及我國選手在世界技能競賽屢獲殊榮，人們對職業(yè)教育有了新的認(rèn)識，各類技能競賽遍地開花，在全國范圍內(nèi)大力推動各行業(yè)技能競賽，技工院校更將此作為教學(xué)改革的方向標(biāo)，引領(lǐng)學(xué)校專業(yè)發(fā)展、推進(jìn)學(xué)校課程改革、優(yōu)化課堂教學(xué)模式、建設(shè)優(yōu)質(zhì)師資隊(duì)伍都有著積極意義。

人力資源社會保障部在《關(guān)于深化技工院校改革大力發(fā)展技工教育的意見》（人社部發(fā)〔2021〕30 號）和《技工教育“十四五”規(guī)劃》（人社部發(fā)〔2021〕86 號）中提出持續(xù)推進(jìn)工學(xué)一體化教學(xué)改革，并將其作為技工教育質(zhì)量提升計劃的重要內(nèi)容[1]。

作為技工類院校，其職責(zé)以提升學(xué)生的綜合職業(yè)能力為中心，以對接企業(yè)需求為導(dǎo)向，助力區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。不同于教育口學(xué)校專業(yè)相對固定，技工院校開設(shè)的專業(yè)更具有靈活性、前瞻性。通過對行業(yè)企業(yè)的用工需求，區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動向調(diào)研，技工院?？筛鶕?jù)調(diào)研、專家座談等形式判斷新增專業(yè)的可行性、必要性。在專業(yè)開展實(shí)施過程中，可通過企業(yè)訂單班、邀請行業(yè)企業(yè)專家學(xué)者指導(dǎo)、到企業(yè)跟班實(shí)訓(xùn)等形式來確保專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)成果，通過特色課程，深化推進(jìn)工學(xué)一體化工作，培養(yǎng)符合企業(yè)需要的高技能技術(shù)工人[2]。

如何將技能競賽作為突破口，將技能競賽更好融入專業(yè)的一體化教學(xué)改革之中，這是值得我們作為技工類院校老師去思考和研究的，以下為本人對技能競賽為引領(lǐng)的一體化課程教學(xué)改革的幾點(diǎn)看法。

1 工業(yè)機(jī)器人的特點(diǎn)

德國4.0 和中國制造2025 的相繼提出，各行各業(yè)掀起了智能制造熱潮，中國是全球第一大工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場，相比于傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)備，工業(yè)機(jī)器人憑借著其易用性、智能化水平高、生產(chǎn)效率及安全性高、易于管理且經(jīng)濟(jì)效益顯著等特點(diǎn)，在高頻、高危、有毒有害等環(huán)境下施工作業(yè)。

1.1 機(jī)器人的易用性

緊隨我國制造行業(yè)的突飛猛進(jìn)，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也不再局限于汽車領(lǐng)域，大到航母的建造，高鐵的開發(fā)，小到簽字筆的生產(chǎn)都有廣泛的應(yīng)用，如圖1 所示。由于機(jī)器人技術(shù)發(fā)展迅速，與傳統(tǒng)工業(yè)設(shè)備相比，工業(yè)機(jī)器人的使用不僅使產(chǎn)品的價格差距越來越小，而且產(chǎn)品的個性化程度高，因此在一些工藝復(fù)雜的產(chǎn)品制造過程中，可以讓工業(yè)機(jī)器人替代傳統(tǒng)設(shè)備，這樣就可以在很大程度上提高經(jīng)濟(jì)效益。

圖1 工業(yè)機(jī)器人行業(yè)應(yīng)用分析

1.2 機(jī)器人的智能化水平

隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)向高性能化、智能化、模塊化和系統(tǒng)化方向發(fā)展，其智能化水平更趨明顯，可以讓人們免除復(fù)雜的操作。特別是在深水探測、航空航天領(lǐng)域也見到機(jī)器人的身影。

1.3 生產(chǎn)效率高

隨著人們對產(chǎn)品需求及質(zhì)量要求越來越高，市場需求迫使工廠對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行升級，如何提高生產(chǎn)效率及保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，通過對工業(yè)機(jī)器人的有效管理，不僅解決用工問題，同時也能避免員工因長期高強(qiáng)度作業(yè)產(chǎn)生疲勞等造成產(chǎn)品質(zhì)量及能效問題，經(jīng)濟(jì)效益和安全性能得到進(jìn)一步加強(qiáng)。

2 工業(yè)機(jī)器人專業(yè)技能競賽技術(shù)特點(diǎn)

工業(yè)機(jī)器人技能競賽是一個搭建技能人才展示精湛技能、相互切磋技藝的平臺，充分展示技工院校本專業(yè)教學(xué)改革成果以及該專業(yè)崗位通用技術(shù)與職業(yè)能力，對搭建行業(yè)企業(yè)參與、技工院校專業(yè)教學(xué)改革、提升專業(yè)人才培養(yǎng)水平等，都有極大的促進(jìn)作用。同時，通過比賽，能夠營造全社會崇尚技能、尊重技能人才、重視技能人才工作的良好氛圍，激勵更多學(xué)生成為高技能人才努力[3]。

工業(yè)機(jī)器人專業(yè)技能競賽突出工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用特點(diǎn)，緊跟裝備制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，通過弘揚(yáng)愛崗敬業(yè)、精益求精的工匠精神，以培育支撐中國制造、中國創(chuàng)造的高技能人才隊(duì)伍精確定位，通過賽事平臺，重點(diǎn)考察工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)、機(jī)電一體化、自動化等專業(yè)學(xué)生對新知識、新工藝、新方法、新技能的掌握情況，注重專業(yè)知識的綜合性、能力的綜合性、動手動腦的能力、創(chuàng)新的能力以及現(xiàn)場隨機(jī)應(yīng)變的能力。以2019 年中國技能競賽——第三屆全國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用技能競賽為例，此次賽事具有以下技術(shù)特點(diǎn)：（1）緊密結(jié)合工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展要求，引入新的考核知識點(diǎn)。在此次賽事中，AGV 小車的引入，添加了物流機(jī)器人的技能考核，同時也重點(diǎn)考核AGV、SCARA 和傳統(tǒng)六軸機(jī)器人的協(xié)同配合。（2）覆蓋應(yīng)用廣。通過賽事平臺，將目前工業(yè)機(jī)器人的典型應(yīng)用搬運(yùn)、裝配、碼垛、打磨、檢測等有機(jī)融合編程應(yīng)用的全過程。（3）弘揚(yáng)工匠精神、更加注重細(xì)節(jié)。不僅要求選手從容獨(dú)立、踏實(shí)務(wù)實(shí)，還要擯棄浮躁、寧靜致遠(yuǎn)，更要做到精致精細(xì)、執(zhí)著專一。比賽中，工作站裝配尺寸誤差±2 mm，扎帶均勻分布、間隔5 cm 等都反映出細(xì)節(jié)的重要性。（4）超前性、開放性。智能物料傳送平臺不僅展示在5G 環(huán)境下AGV 小車調(diào)度和控制，而且可實(shí)現(xiàn)基于給定任務(wù)下系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計。

3 依托技能競賽的技術(shù)方案實(shí)施專業(yè)教學(xué)改革的思路

3.1 以技能競賽的技術(shù)方案修訂專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)

一個專業(yè)的課程標(biāo)準(zhǔn)決定了該專業(yè)發(fā)展的軌跡，一項(xiàng)技能競賽的技術(shù)方案，往往需要結(jié)合本省、本地區(qū)的企業(yè)、行業(yè)相關(guān)職業(yè)崗位的實(shí)際情況，通過調(diào)查研究，綜合分析，能夠體現(xiàn)出該區(qū)域該職業(yè)的最高的職業(yè)技能水平及綜合素養(yǎng)能力。而這一點(diǎn)，與一體化的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的建立不謀而合，在開發(fā)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)時，我們首先需要調(diào)研，了解區(qū)域行業(yè)企業(yè)的崗位需求，培養(yǎng)目標(biāo)，并將職業(yè)崗位能力、課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)習(xí)任務(wù)等環(huán)節(jié)貫穿全過程。各技工院?？筛鶕?jù)區(qū)域發(fā)展情況，進(jìn)行更加符合的本土化實(shí)施的方案調(diào)整。

以技能競賽為抓手，進(jìn)行人才培養(yǎng)模式改革，不斷探索專業(yè)設(shè)置、課程設(shè)置、教學(xué)模式和教學(xué)評估機(jī)制的改革，做到技能競賽貼近行業(yè)企業(yè)實(shí)際，技能與生產(chǎn)實(shí)際相一致，不斷提高培養(yǎng)符合企業(yè)要求高素質(zhì)技術(shù)技能型人才的能力。

近些年來，隨著制造產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，智能制造產(chǎn)業(yè)列為國家重點(diǎn)發(fā)展的對象，以工業(yè)機(jī)器人為代表的專業(yè)技能競賽全面爆發(fā)式增長，諸如全國人工智能技能競賽、全國服務(wù)制造性技能競賽、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)技能競賽等。而這些技能競賽的舉辦，加快了技工院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)一體化教學(xué)推進(jìn)的步伐。專業(yè)從無到有，從有到強(qiáng)，從強(qiáng)到精，某種意義上技能競賽一直陪伴走來。我院于2013 年在安徽省率先在汽車維修專業(yè)開設(shè)工業(yè)機(jī)器人操作實(shí)訓(xùn)課程，2016 年正式開設(shè)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)，從開始沒有教材只能通過設(shè)備說明書講解到后來參與課程標(biāo)準(zhǔn)制定，課程開發(fā)，無不與多年參加工業(yè)機(jī)器人技能競賽戚戚相關(guān)，多次邀請機(jī)器人行業(yè)專家、設(shè)備集成技術(shù)骨干、評審專家、設(shè)備應(yīng)用廠商到校召開座談，對課程標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)提出改進(jìn)意見。充分發(fā)揮技能競賽成果引領(lǐng)作用，積極將技能競賽相關(guān)的技能理念、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和評價體系引入到課程教學(xué)體系，促進(jìn)專業(yè)課程體系建設(shè)，2022 年工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)入選國家人社部一體化課改專業(yè)。

3.2 根據(jù)競賽模塊設(shè)計專業(yè)教學(xué)模塊

一體化典型任務(wù)的提煉在一體化課改中扮演著十分重要的角色，一般一體化教學(xué)使用的案例應(yīng)從企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用和維修過程中進(jìn)行提煉，如6 軸伺服電機(jī)的安裝，TCP 點(diǎn)的校驗(yàn)等，同時在教學(xué)過程中，也可以結(jié)合技能競賽考察點(diǎn)的設(shè)計，充分考慮設(shè)計的案例是否符合具體的生產(chǎn)實(shí)際具有典型性。技能競賽的項(xiàng)目設(shè)計代表了企業(yè)實(shí)際崗位的需求，其模塊設(shè)計往往體現(xiàn)該崗位需求的技能水平，其先進(jìn)性和前瞻性更多要求各技工院校進(jìn)行深入的研究，并將競賽的模塊與專業(yè)教學(xué)的一體化任務(wù)有機(jī)結(jié)合起來，使專業(yè)教學(xué)內(nèi)容更加貼近生產(chǎn)實(shí)際，專業(yè)教師可根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，將企業(yè)的具體生產(chǎn)任務(wù)與專業(yè)技能點(diǎn)有機(jī)結(jié)合，二次開發(fā)典型性任務(wù)，既調(diào)動專業(yè)教師參與行業(yè)積極性，又促進(jìn)專業(yè)教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際的有機(jī)融合。在教學(xué)實(shí)施工程中，對開機(jī)報警這一案例進(jìn)行剖析挖掘，教師應(yīng)考慮到圍繞這一現(xiàn)象，學(xué)生應(yīng)該掌握哪些知識點(diǎn)，如何在教學(xué)過程中使學(xué)生掌握以上知識點(diǎn)。一般在省賽中，會有涉及以上現(xiàn)象，其實(shí)是考察學(xué)生綜合能力的一種形式，但大部分學(xué)生在技能訓(xùn)練中都容易忽視或沒有加以訓(xùn)練。在日常教學(xué)中，教師可以將其作為一個微任務(wù)或者衍生任務(wù)進(jìn)行講解，就要求教師在平時教學(xué)中注意找出兩個不相干的任務(wù)的共同點(diǎn)。同時技能競賽的評價體系也為教師在日常教學(xué)中了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握提供一個動態(tài)參考，促進(jìn)理論和技能的雙結(jié)合。專業(yè)老師可通過技能競賽的評價體系，參考其評價的先進(jìn)方式和理念，突出“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，各種教學(xué)手段結(jié)合，構(gòu)建“以學(xué)生為主體”的評價體系和方法。

3.3 將競賽訓(xùn)練與素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合

通過技能競賽，將技能競賽與學(xué)習(xí)方法和積極性有機(jī)結(jié)合，在訓(xùn)練中端正態(tài)度，競賽辦和系部共同管理競賽項(xiàng)目，在日常技能競賽中融入工匠精神，培養(yǎng)學(xué)生自我管理能力，鍛煉毅力、刻苦鉆研以及良好的職業(yè)道德情操。我們知道，技能競賽訓(xùn)練過程中，不論是強(qiáng)度還是知識儲備較日常教學(xué)的學(xué)習(xí)數(shù)倍關(guān)系，不光是量的積累更是質(zhì)的飛躍，通過技能訓(xùn)練，在專業(yè)操作上更加專業(yè)、更加規(guī)范，相互學(xué)習(xí)過程中更能促進(jìn)技能的快速進(jìn)步。工匠精神的融入，絕對不是一句口號，而是要落到實(shí)處，在日常教學(xué)實(shí)訓(xùn)、技能比賽中都需要將其常規(guī)化、制度化、規(guī)范化。從容獨(dú)立、腳踏實(shí)地、專一精技是每一個勞動者的工作準(zhǔn)則，在教學(xué)中，我們要將素質(zhì)培養(yǎng)與技能水平提高齊頭并進(jìn)，兩手都要硬。

3.4 將競賽內(nèi)容融入課堂教學(xué)

由于技能競賽所涉及到內(nèi)容豐富，不僅需要比較全面的理論知識、較強(qiáng)的實(shí)踐操作水平和綜合應(yīng)用能力，而且還需要良好的職業(yè)素養(yǎng)和現(xiàn)場應(yīng)變能力，而這些就需要在日常教學(xué)中老師進(jìn)行必要的滲透，在典型任務(wù)中去剖析，分解到各個微任務(wù)中去。工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的老師在日常教學(xué)中可以將一體化任務(wù)細(xì)化，如工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)技能實(shí)訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人操作技能實(shí)訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人編程技能實(shí)訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人仿真實(shí)訓(xùn)等，同時將職業(yè)素養(yǎng)、勞動規(guī)范等融合典型任務(wù)中去，進(jìn)一步在日常教學(xué)過程中幫助學(xué)生提升技能水平的同時樹立自信。

一些新知識、新設(shè)備要及時補(bǔ)充到日常教學(xué)中去，教學(xué)資源不斷更新，力求學(xué)生能學(xué)到專業(yè)最前沿知識和應(yīng)用。同時在日常訓(xùn)練中也要加強(qiáng)綜合性訓(xùn)練，智能制造產(chǎn)業(yè)升級，多學(xué)科交叉是必然，在日常教學(xué)教學(xué)中，隨時補(bǔ)充交叉學(xué)科知識也大有必要。

3.5 通過技能競賽促進(jìn)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)

一體化實(shí)訓(xùn)室是職業(yè)學(xué)校開展一體化教學(xué)的重要場所，技能競賽的前瞻性不僅體現(xiàn)在其技術(shù)要求代表行業(yè)發(fā)展的最新趨勢，更加引領(lǐng)專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的一體化建設(shè)，很多技能競賽都是建立在實(shí)訓(xùn)設(shè)備、平臺基礎(chǔ)之上。而專業(yè)的發(fā)展不僅需要專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)習(xí)任務(wù)，還要依賴教學(xué)平臺去實(shí)施。許多技工院校往往根據(jù)自身發(fā)展規(guī)劃及專業(yè)教學(xué)實(shí)際需要，將實(shí)訓(xùn)場地建設(shè)成一個集教學(xué)、技能競賽、培訓(xùn)、技能鑒定等多緯的人才培訓(xùn)場所，實(shí)訓(xùn)室不再作為一個實(shí)訓(xùn)場所的形式存在，而是一個載體，滲透著職業(yè)特點(diǎn)，促進(jìn)整個專業(yè)建設(shè)，畢竟能夠參加技能競賽的學(xué)生只是很小的那一部分，而我們培養(yǎng)的重點(diǎn)是絕大部分想成為高技能的學(xué)生。有了高屋建瓴的實(shí)訓(xùn)室，優(yōu)秀的師資隊(duì)伍，一體化的教學(xué)模式、良好的校企合作、產(chǎn)教結(jié)合等方式讓專業(yè)更精更強(qiáng)[4]。

技能競賽也是校企合作、工學(xué)結(jié)合的另一種體現(xiàn)形式，學(xué)院與眾多行業(yè)企業(yè)進(jìn)行專業(yè)合作，通過共商專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)，共建師資隊(duì)伍，共同打造實(shí)訓(xùn)場所，共評教學(xué)效果等，進(jìn)一步深化校企合作機(jī)制，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)一體化實(shí)訓(xùn)室在眾多行業(yè)企業(yè)的參與下，更好地發(fā)揮引領(lǐng)帶頭作用，發(fā)揮著基地培養(yǎng)高技能人才的重要使命。

4 結(jié)語

技能競賽對技工院校以賽促教，創(chuàng)新一體化課程體系，制定工廠與學(xué)校相融合、知識與技能并駕齊驅(qū)的課程標(biāo)準(zhǔn)，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。以賽促練，突出技工教育教學(xué)內(nèi)容改革的針對性、實(shí)用性、操作性要求。以賽促學(xué)，通過深化產(chǎn)教結(jié)合、校企合作，把企業(yè)的理念、文化、技術(shù)需求融入到教學(xué)過程中，培養(yǎng)更能適合企業(yè)需求的高技能人才，進(jìn)而促進(jìn)一體化教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)變。