侯躍云
[摘? ? ? ? ? ?要]? 先對現(xiàn)階段中職工業(yè)機器人專業(yè)的實際教學現(xiàn)狀進行分析,之后,通過對現(xiàn)今工業(yè)機器人專業(yè)崗位對人才能力的具體要求進行調研,以此明確本專業(yè)的教學目標,基于此,研究本專業(yè)學習領域與實際工作過程銜接的方法,構建情境化的崗位學習領域,推動學生專業(yè)素質以及能力的發(fā)展,并最終形成“課崗通融,學做一體”的教學模式。
[關? ? 鍵? ?詞]? 工業(yè)機器人;專業(yè)崗位情境化;建設策略
[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603(2019)21-0182-02
機器人可以幫助人們分擔很多繁重、復雜的體力勞動,同時還能使產品的生產效率以及質量獲得較為顯著的提升。因此,隨著我國科學技術的發(fā)展,目前在我國,機器人的應用已經愈來愈普遍。在這一背景之下,機器人服務、設備維護、編程和操作等一線崗位對相關人才的需求越來越大。目前,我國中職學生專門針對工業(yè)機器人應用的專業(yè)比較少,與此同時,面向中職層次的相關課程也幾乎是空白的。而這,必然會給中職學校輸出相關人才帶來很大阻礙,同時也無法保證人才的專業(yè)素質能夠與市場需求充分契合。因此,基于中職工業(yè)機器人專業(yè)建設和研究完善的教學體系是迫在眉睫的。
一、中職工業(yè)機器人專業(yè)的實際教學現(xiàn)狀
(一)人才培養(yǎng)定位和課程設置不兼容
目前來講,本科以及高職學校是為我國輸出工業(yè)機器人人才的主要陣地,其培養(yǎng)人才的主要專業(yè)多為機電一體化、機械自動化專業(yè),且設有與課程設置相對契合的人才培養(yǎng)定位,即:高級應用、機器人設計。相比較于上述兩種學校,中職所開設的工業(yè)機器人專業(yè)在人才培養(yǎng)定位與課程設置上尚且處在摸索階段,相關參考經驗較少,所以很多中職學校的工業(yè)機器人專業(yè)都存在課程內容設置不夠合理、教學目標不明確、人才培養(yǎng)定位模糊、學生職業(yè)能力和各課程知識銜接不夠順暢等問題。
(二)專業(yè)課程建設有待進一步完善
迄今為止,僅有少部分中職學校開設了工業(yè)機器人這一專業(yè),而且沒有形成統(tǒng)一、完善的與課程建設有關的標準,與此同時,多數(shù)中職學校會直接沿用高職所用的教材,不過,由于受學生在認知上存在一定差異性、課程內容體系比較繁雜等因素的影響,高職所用的教材與中職生的學習習慣以及知識儲備并不是十分契合。此外,在許多中職學校,立體化教材、與教學內容向匹配的設備等又是非常缺乏的,因此,在這一背景之下,中職學校加強開發(fā)與本校學生特點相契合的專業(yè)課程是迫在眉睫的。
(三)實踐教學難以同實際崗位精準對接
由于現(xiàn)階段中職學校的工業(yè)機器人專業(yè)在理論課程以及實踐課程的專業(yè)化、系統(tǒng)化建設上還有很大不足,所以其課程體系往往會暴露很多問題,這直接導致的一個結果,就是理論課程與實踐課程的銜接不順暢,繼而會對學生職業(yè)素質以及能力的發(fā)展產生十分消極的影響。此外,工業(yè)機器人專業(yè)是近些年新興起的一個專業(yè),許多中職學校建設該專業(yè)的時間較短,校外的實訓基地開發(fā)得較少,頂崗、跟崗等實踐活動開展得也比較少,基于此,許多學生的實踐能力無法在企業(yè)崗位中得到驗證,也正因為此,多數(shù)學生在參加工作后,往往需要參與企業(yè)的重新培訓,而且相比較于本科、高職等學校,工業(yè)機器人專業(yè)的中職生在職業(yè)發(fā)展上存在后勁不足的問題。
二、利用專業(yè)崗位情境化提高中職工業(yè)機器人專業(yè)實效的策略
(一)明確崗位能力需求,確定課程建設的目標
明確相應崗位對人才能力的需求,中職學校才能更有針對性地對學生進行教育,繼而才能較好地培養(yǎng)和提升學生的專業(yè)素質以及能力。在撰寫本文之前,筆者翻閱了大量的相關研究資料,并結合自身經驗以及互聯(lián)網(wǎng)上的一些資訊,對工業(yè)機器人專業(yè)學生應當習得的素質、能力以及知識進行了界定。值得一提的是,由于現(xiàn)階段,我國制造業(yè)以及高新科技的發(fā)展十分迅速,所以下文所總結的內容或許有部分存在滯后性,因此,僅供其他教師同行以及中職學校參考使用。
1.具備較好的工匠精神以及職業(yè)理念,能夠正確認識與工業(yè)機器人有關的各種崗位的行為規(guī)范和工作職責。
2.能夠切實掌握工業(yè)機器人的工作原理、結構組成以及各種零件的用途等最基本的理論知識,能夠對機器人進行熟練操作,且具備能夠實時運行、管理、維護與工業(yè)機器人相關的周邊設備的能力。
3.語言表達能力要好,且能較好地與他人進行溝通,與此同時,還要具備扎實的人文科學、社會科學以及自然科學基礎以及一些常識性的社交禮儀。
4.能夠切實掌握與工業(yè)機器人運用有關的專業(yè)技能與基礎知識,如使用示教器、操作面板等人機交互設備及相關機械工具,對工業(yè)機器人、工業(yè)機器人工作站或系統(tǒng)進行裝配、編程、調試、工藝參數(shù)更改、工裝夾具更換。
5.具備應用工業(yè)機器人所必需的能力,如書面表達、測量計算、信息處理、信息搜集、看圖識圖等以及對工業(yè)機器人、工業(yè)機器人工作站或系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、故障分析與診斷、維修及預防性維護和保養(yǎng)。
6.熟悉工作站間的通信、機器人I/O通信及視覺、PLC簡單編程和調試等。
7.切實掌握常見集成電路、單片機、傳感器、電器元件的基礎知識,且熟悉工業(yè)機器人和組態(tài)軟件控制技術、觸摸屏、變頻器、PLC間的綜合應用。
8.切實掌握與本專業(yè)有關的技術規(guī)范以及行業(yè)標準,依循現(xiàn)今先進制造業(yè)的發(fā)展趨勢,有針對性地不斷填充自身的知識與技能空白,并基于此,形成良好的終身學習意識以及自主學習能力。
(二)將學習領域和實際的工作過程連接在一起
將學習領域和實際工作過程連接在一起,是指教師應當基于企業(yè)崗位的實際需求,將相關職業(yè)能力和常規(guī)的工作任務整理歸納成行動領域,繼而分析如何基于學習領域的課程去培養(yǎng)學生在行動領域所必備的素質、能力,擴充學生的專業(yè)知識儲備。結合(一)中所述的內容,筆者按照“主要崗位”和“相關崗位”整理出了如下內容。
1.主要崗位
安裝調試員。安裝調員的常規(guī)工作任務主要有5項:(1)電氣圖與機械圖的識讀;(2)電氣圖與機械圖的繪制;(3)裝配機械部件;(4)工作站通信;(5)電氣的接線。從行動領域的視角去看,這一崗位總共包括5部分內容,即(1)識讀圖樣與繪制圖樣;(2)對機械進行安裝和調試;(3)對電氣進行安裝和調試;(4)針對工作站的安裝與調試;(5)針對自動化生產線的安裝與調試。學習領域由7部分組成:(1)識讀圖樣與繪制圖樣;(2)機械裝配與實施;(3)安裝和運行電工與電子產品;(4)PLC的應用及其原理;(5)觸摸屏應用與人機界面設計;(6)傳感器的應用和檢測;(7)機器人工作站的安裝和調試。
保養(yǎng)維護員。保養(yǎng)維護員的常規(guī)工作任務主要有4項:(1)定期對工作站進行維護和保養(yǎng);(2)上下料自動化工作站的維護和保養(yǎng);(3)弧焊工作站的維護和保養(yǎng);(4)自動分揀工作站的維護和保養(yǎng)。從行動領域的視角去看,這一崗位總共包括2部分,即(1)機器人工作站的維護和保養(yǎng);(2)氣液傳動系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)。學習領域有2部分:(1)機器人工作站的維護與保養(yǎng);(2)氣液傳動系統(tǒng)維護與應用。
操作員。操作員的常規(guī)工作任務主要有3項:(1)錄入程序;(2)操作機器人;(3)調試程序。從行動領域的視角去看,這一崗位總共包括2部分,即(1)離線編程工業(yè)機器人;(2)現(xiàn)場操作工業(yè)機器人。學習領域有3部分:(1)設計C語言程序;(2)機器人虛擬仿真;(3)機器人的操作和編程。
2.相關崗位
銷售員。銷售員的常規(guī)工作任務主要有4個:(1)搜集信息;(2)發(fā)展客戶并對客戶需求進行分析;(3)營銷策劃;(4)商業(yè)談判。從行動領域的視角去看,這一崗位主要涵蓋的內容是“產品宣傳與銷售”;學習領域是“機電設備營銷”。
生產線維修工。生產線維修工的常規(guī)工作任務是“維修操作”。從行動領域的視角去看,這一崗位主要涵蓋的內容是“機械和電氣維修”。學習領域有兩部分,即:機械與鉗工修理和電氣檢測和維修。
焊接操作員。焊接操作員的常規(guī)工作任務主要有4項:(1)整體認識工作站;(2)對點焊工藝工序進行調整;(3)弧焊工藝工序調整;(4)激光焊接工藝工序調整。從行動領域的視角去看,這一崗位主要涵蓋的內容是“工業(yè)機器人焊接技術應用以及相關工藝的優(yōu)化”;學習領域是“工業(yè)機器人焊接技術的運用”。
綜合上述內容,筆者認為,針對中職工業(yè)機器人專業(yè),我們可以確定出如下十二個核心內容學習領域,即識讀圖樣與繪制圖樣、機械裝配與實施、安裝和運行電工與電子產品、PLC的應用及其原理、觸摸屏應用與人機界面設計、傳感器的應用和檢測、機器人工作站的安裝和調試、機器人工作站的維護與保養(yǎng)、氣液傳動系統(tǒng)維護與應用、設計C語言程序、機器人虛擬仿真、機器人的操作和編程。
三、基于崗位實際需求的情境化學習領域設計
情境化學習領域設計有利于促使學生將理論與崗位的實際需求結合在一起,這對學生專業(yè)素質以及能力的提升非常有益。一般來說,不同的學習情境都設有若干工作任務,基于此,教師需依據(jù)任務的信息、計劃、最終的決策、實施、檢查以及評測這六個步驟對教學內容進行規(guī)劃、整理和組織,基于此,去選擇適宜的教學手段以及方法。需要注意的是,在設置任務的過程中,教師應盡可能地減少各任務間的重疊部分,與此同時,還要確保各任務之間具有關聯(lián)性以及這些任務中所涉及的知識與技能的總量,與該學習領域所涉及的知識與技能總量相等。相對于整個學科體系來說,這樣做可以在保持知識總量不發(fā)生改變的同時,對課程的排序作出適宜的調整。以“機器人工作站的安裝和調試”這一學習領域為例,教師可將其劃分成八個情境,即機器人本體、機器人末端工裝夾具、變頻器的應用、PLC的應用、傳感器的應用、電氣功能部件的裝配、電氣裝配準備、機械裝配準備及功能部件組裝?;诖?,再進一步對各情境的任務進行設置,如,“機器人本體”可設置四個任務,即說明書識讀、系統(tǒng)圖識讀、機器人系統(tǒng)參數(shù)設置、機器人系統(tǒng)調試;“機械裝配準備”可設置三個任務,即工藝文件和裝配圖識讀、工裝和工具的選擇、待裝零件的選擇等。
四、結語
崗位情境化教學能夠有效提升中職機器人專業(yè)學生的學習興趣,并錘煉和提升他們的專業(yè)素質與能力。因此,廣大中職學校應當對崗位情境化教學的設計與運用予以充分重視,加強相關研究,積極地在后續(xù)的教學中踐行、反思和優(yōu)化,以便能充分利用這一教學方式去提升中職機器人專業(yè)的教學質量。
參考文獻:
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