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校企合作工业机器人专业实训体系构建

  [摘要]目前,为更好地整合资源,国内各地区的职业院校纷纷开始着手搭建校企合作体系,针对自身教学资源的不足,围绕工业机器人领域吸收社会优质资源,进而构建专业化的实训体系。简要分析校企合作的模式,重点探究校企合作模式下工业机器人专业实训体系的构建策略,以期强化职业院校工业机器人专业的教学与实训效果。
  
  [关键词]工业机器人;校企合作;实训项目
  
  随着“工业4.0”时代愈发临近,我国战略规划也持续强调智能制造行业的重要性;在智能制造领域,工业机器人极具代表性且承受了多方关注。国内职业院校的主要任务是向社会与企业输送高素质的技能型人才,但是当前国内大部分职业院校的工业机器人教学实训体系仍不完善。基于此,围绕校企合作背景下工业机器人专业实训体系的构建进行探究有着重要意义。
  
  1.校企合作模式
  
  校企合作即是指学校与企业构建的合作模式。近些年,国内各行业竞争日趋激烈,为增加办学特色,增强院校吸引力,切实提高人才质量,国内各地区的职业院校纷纷与区域内的头部企业共建合作关系,根据企业岗位需求培养高层次人才,进而增强培养人才的实用性,为社会输送充足的人力资源。简单而言,校企合作办学模式能够充分调动企业资源,发挥职业院校的教学优势,取得一定效果。常见的校企合作模式主要包括以下几类:第一,企业走进学校,具体是指学校引进企业资源,吸收企业的部分生产线;这种模式的优势在于充分利用职业院校的场地条件,在一定程度上解决企业场地不足的问题,有效缓解职业院校资金缺口以及设备不足、更新速度慢等教学困境,为职业院校学生创造充足的实训机会,有助于校企共享资源并实现互利共赢。第二,订单式培养,具体是指企业结合岗位需求,将明确的岗位技能与招工要求提供给职业院校;由学校遵循企业生产的相关标准与要求、人员需求数量,制定招生计划,制定人才培养方案。该种合作模式的优势在于为职业院校学生提供了更为充足的就业机会,能够满足企业的用工需求。在该模式背景下,学校与企业共同制定教学内容以及考核方式,有效地实现了学校课程与企业课程的无缝衔接,实现了学生职业岗位从业能力以及应具有的匠人品质的培养,大幅提高职业院校对口就业率,增强职业院校毕业生的专项素养与适应能力。第三,互动式办学,具体是指企业结合学校的教学计划与教学进度,为学校提供实训设备以及实习场地。在实际的教学进程中,职业院校的教师与企业专业技术人员共同开展专业教学活动,增强职业院校专业课程的有效性。与此同时,企业也组织员工参与职业院校提供的教学服务,全方位地提升企业员工的综合素养。互动式教学能够将企业先进的实训设备转移给学校,丰富实训内容,增强实训项目的多样性,充分锻炼学生的操作技能,为企业生产提供有力支持。通过开展互动式办学,企业能够逐渐打磨出操作技能过硬且文化素养较高的员工队伍,进而大幅提高企业的生产效率。
  
  2.校企合作模式下工业机器人专业实训体系的构建策略
  
  2.1基本构建原则
  
  当前,国内绝大多数职业院校要求学生参与重复性的操作练习活动;相应地,企业在生产效益、操作安全、企业管理等多方面客观因素的影响下,也很难将充足的训练机会提供给职业院校,这就充分凸显出专业实训的重要性。简单而言,实训体系的合理性、科学性直接关乎职业院校的整体实践教学效果。专业负责人在构建实训体系时应严格遵循以下原则:第一,整体性原则,国内职业教育主要围绕具体的岗位技能需求设置实训项目,但并非全部的技能需求项目都可被列为实训项目;因此,专业负责人应多方面考量学生能力素质、企业生产需求以及学校的教学资源,再确定具体的实训项目。简单而言,在构建实训体系时,应充分考虑学生、企业、校方三者的实际状况,结合岗位技能的具体教学目标,科学合理地设置实训设备、实训项目、实训师资。第二,合理性原则,国内职业教育的核心目标在于引导学生参与训练活动,确保学生的操作技能符合岗位需求;严格遵循合理性、科学性的基本原则,确保实训体系能够符合行业标准、教师执教能力、学生学习能力以及实训教学目标。
  
  2.2实训体系的要素
  
  在校企合作背景下构建工业机器人专业实训体系的主要依据为以下几点:第一,企业对于社会的实际用人需求,通过调查研究企业岗位需求,咨询用人单位,归纳人才交流市场招聘的相关资料,能够总结出现阶段国内各地区工业机器人企业的主要招聘岗位。这些岗位具体包括:工业机器人装调员,主要负责工业机器人本体安装与测试;工业机器人操作调试员,主要负责装配工业机器人工作站、完成作业准备,依托操作面板与示教器等交互设备开展程序切换与选择、菜单配置与选择、参数修改与设定等活动;工业机器人维护员,主要负责检查、更换、确认机器人系统装置,围绕工业机器人周边装置、末端执行器和本体开展常规性的诊断检查活动,依照维护保养手册从事更换润滑油、更换电池、防尘处理、零位校准等维护保养活动。第二,教学资源,通过研究职业院校人才培养方案,可以发现各校电工、电子等基础实训设备还是比较充足,大部分学生在校训练后基本能胜任企业要求;但是,传感器安装与调试是工业机器人应用岗位的重要技能,只是单纯地介绍传感器知识,则不利于学生系统性地了解传感器功能、应用场所和安装方式。在选择实训设备时,负责人应做好分类、归纳工作。例如,在专业基础类课程中,专业负责人应充分调动学校现有资源,开展各项基础实训;在专业核心类实训课程中,开展工业机器人实训、PLC与传感器实训等。同时,专业负责人应尽可能优化操作系统与操作设备,规避财政费用、场地、应用等多方面客观因素的负面影响,积极引进满足企业需求的设备。此外,学校还应在保障教学目标、教学活动顺利推进的前提下,有序更换同类型教学设备,切实提升实训教学质量。第三,学生综合素养,职业院校的学生普遍只拥有高中甚至初中层次的文化素养,不具备系统性的知识储备。因此,在参与工业机器人实训活动时,学生很难完全掌握专用工具使用与操作规范、外围电气设备应用等模块知识;这就导致大部分学生很难顺利完成相关课程教学活动。与此同时,绝大多数的职业院校没有充足的参照样本,无法参考本科、专科层次的实训体系构建实训体系,不能很好地匹配职业院校学生的综合素养。基于此,专业负责人应立足于本校学生的综合素养,构建实训体系并强化实训活动的适应性、有效性。
  
  2.3实训体系项目规划
  
  工业机器人专业实训体系中的实训项目具体包括以下几项:第一,电工综合实训项目,其实训目的为:具备电器元件接线和电器元件布置图、原理图的绘制能力,了解三相异步电动机的应用,具备电动机控制电路的初步应用与设计能力,能够熟练使用基本电工实训设备;实训项目细节包括:照明线路接线,声控开关、触摸延时开关接线,三相异步电动机点动控制、长动控制、能耗制动控制、正反转控制、工作台自控线路的连接。第二,电子工艺实训项目,其实训目的为:能够对电子元器件准确识别,熟练测试电子元器件性能;了解电子仪器操作方法;掌握焊接技术,焊接电子电路板;能规范安全地运用组装工具,装配电子产品;实训项目细节包括:电子元器件分类并识别电子元器件符号,使用组装工具,使用常规电子仪器,电子电路读图,PCB板焊接训练,绘制PCB板,电子产品装配。第三,传感器实训项目,其实训目的为:识别传感器元件,了解传感器原理,了解嵌入单元与传感器元件的对接方式,学会传感器安装与调试、故障判别与检修方法。实训项目细节包括传感器应用知识介绍,温度传感器、光电传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、人体红外感应传感器等传感器的应用范围与安装注意事项。第四,PLC综合实训项目,其实现目的为:掌握基本指令使用方法,熟悉程序写入、读出、插入、删除等操作方法,了解PLC各模块的控制方法以及与外围电路的接线方法;实训项目细节包括:编程软件使用,门铃的控制、自动扶梯连续运行的控制、垂直电梯升降的控制、供水水泵起动的控制、智能洗衣机的控制、洗衣液装置的控制、快递物件分拣系统的控制、智能交通系统的控制等。第五,工业机器人技术应用实训,其实训目的为:工业机器人模块组成,相关硬件模块的调试与安装方法,工业机器人电路与电器的调试与安装,认知各种按键功能,了解界面操作方法,掌握保养与维护方法;实训项目细节为:机器人设备构成,硬件调试与安装,电器调试与安装,机器人基础操作介绍,机器人设备保养与维护。
  
  2.4实训体系的师资力量
  
  国内职业教育领域共有专业教师85.2万人,其中双师型教师约27.6万人,约占教师总数的31.41%。在校企合作背景下,企业与院校通过将双方资源利用整合能够充分发挥生产与育人效率,实现双方的利益最大化,进而推动自身的稳定长久发展。工业机器人属于新兴专业,因此在相关教学进程中,师资队伍的教学素养、专业技能水准也直接关系到整体的教学效果。在充分分析实训课程难度、院校师资力量以及企业人才资源等多方面因素后,专业负责人可将工业机器人领域的师资力量划分为以下几大类型,强化师资配备的针对性、有效性:第一,企业技术人员,主要负责传感器安装与调试实训、工业机器人技术应用实训教学;第二,专业实训指导老师,具体负责电工综合实训、电子综合实训、PLC综合实训活动。第三,理论课程教师,具体负责电子技术、传感器应用、机器人操作与应用、机器人仿真技术等理论教学。
  
  3.结语
  
  在国家政策扶持下,国内智能制造行业发展迅猛,行业的工业机器人领域去年被纳入职业院校的专业目录;在短时间内国内多数职业院校很难建立完善的工业机器人实训体系。为更好地适应新时代发展,职业院校应与区域内企业建立联系,依托校企合作模式,从实训体系构建原则与依据、实训项目、师资配备等多个细节着手,搭建健全的工业机器人专业实训体系,进而强化职业院校的教学实训效果。
  
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  作者:蔡基锋 单位:广州市轻工职业学校
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