羅志成

一、工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)高技能人才培養(yǎng)背景

工信部下發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出：要在2020年建成較完善的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)體系，機(jī)器人密度達(dá)到100（每萬(wàn)名員工使用機(jī)器人臺(tái)數(shù)）以上。

不同于大專(zhuān)院校偏重高精尖的研發(fā)和前沿創(chuàng)新，技工院校應(yīng)根據(jù)自身情況，貼近市場(chǎng)，注重行業(yè)一線技能型人才的培養(yǎng)。當(dāng)下，工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)技能人才嚴(yán)重短缺，已經(jīng)成為我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的掣肘。技工院校建立一套工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)的高技能人才培養(yǎng)模式，設(shè)計(jì)有效且合理的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案，刻不容緩。

二、工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)高技能人才培養(yǎng)目標(biāo)

（一）生源要求

工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)不同于電工、鉗工等基礎(chǔ)技能專(zhuān)業(yè)，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)、理解能力有較高要求，不太適合初中畢業(yè)生。因此，高級(jí)工專(zhuān)業(yè)主要招收高中畢業(yè)生，進(jìn)行三年制的“一體化”培養(yǎng)。

（二）培養(yǎng)目標(biāo)

技工院校應(yīng)派出師生，對(duì)多家工業(yè)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)進(jìn)行走訪調(diào)研和駐廠培訓(xùn)。結(jié)合這些企業(yè)關(guān)于工業(yè)機(jī)器人技能型應(yīng)用人才的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和培養(yǎng)建議，確立了工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)：培養(yǎng)從事工業(yè)機(jī)器人設(shè)備安裝、調(diào)試、編程、維護(hù)的高技能人才。

三、工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)高技能人才培養(yǎng)課程設(shè)計(jì)

（一）專(zhuān)業(yè)課程體系設(shè)計(jì)

確定人才培養(yǎng)目標(biāo)后，技工院校應(yīng)結(jié)合行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以畢業(yè)生的工作崗位及技能要求為核心，以“從易到難、循序漸進(jìn)”為原則，同時(shí)保證教學(xué)的可操作性，進(jìn)行開(kāi)發(fā)、整合工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)課程體系。

整個(gè)專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)大致分為三個(gè)階段:

第一階段（第1、2、3學(xué)期）：學(xué)習(xí)文化理論知識(shí)和專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。

第二階段（第2、3、4學(xué)期）：培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)實(shí)操技能、了解行業(yè)規(guī)范。在仿真電腦教室、理實(shí)“一體化”實(shí)習(xí)車(chē)間教會(huì)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)示教編程、機(jī)器人設(shè)備故障診斷、機(jī)器人設(shè)備系統(tǒng)的安裝、調(diào)試及維護(hù)等各項(xiàng)專(zhuān)業(yè)技能，同時(shí)初步了解、體驗(yàn)實(shí)訓(xùn)車(chē)間類(lèi)似企業(yè)車(chē)間的6S現(xiàn)場(chǎng)管理。

第三階段（第5、6學(xué)期）：培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)綜合能力。利用校企合作單位提供的校外實(shí)習(xí)基地，開(kāi)展下企業(yè)培訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)，從而大大提高學(xué)生的機(jī)器人實(shí)際技能水平，同時(shí)完善學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

（二）實(shí)訓(xùn)科目課程設(shè)計(jì)

技工院校學(xué)生的技能學(xué)習(xí)，實(shí)訓(xùn)課是重點(diǎn)。確立了總的專(zhuān)業(yè)課程體系后，對(duì)具體的實(shí)訓(xùn)課科目進(jìn)行模塊化課程設(shè)計(jì)。

例如，在對(duì)“工業(yè)機(jī)器人焊接工作站系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)”進(jìn)行課程設(shè)計(jì)時(shí)，首先可以將課程結(jié)構(gòu)劃分成幾個(gè)大的教學(xué)模塊；其次，根據(jù)每個(gè)模塊所需的知識(shí)技能開(kāi)發(fā)出若干小的教學(xué)項(xiàng)目；最后，再根據(jù)實(shí)際的實(shí)訓(xùn)工序把每個(gè)項(xiàng)目再分成若干子教學(xué)任務(wù)。

這一過(guò)程，要以任務(wù)教學(xué)為核心，理論學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練相融合，增添學(xué)習(xí)的趣味性和挑戰(zhàn)性。

（三）課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

課程經(jīng)模塊劃分到項(xiàng)目，再由項(xiàng)目細(xì)分到任務(wù)后，要對(duì)具體的一堂課進(jìn)行任務(wù)教學(xué)設(shè)計(jì)，讓教學(xué)過(guò)程程序化、規(guī)范化。以下通過(guò)一個(gè)具體的任務(wù)教學(xué)案例進(jìn)行說(shuō)明。

本案例來(lái)自專(zhuān)業(yè)核心課程中“模塊化積木式可拆裝串聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)”這門(mén)實(shí)訓(xùn)課的一個(gè)任務(wù)，用4個(gè)課時(shí)進(jìn)行講授。

1.任務(wù)描述

該任務(wù)以模塊化積木式可拆裝串聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)為載體，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)模塊化機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，最后利用系統(tǒng)的控制面板和示教軟件操作機(jī)器人完成“積木搬運(yùn)”任務(wù)。

任務(wù)完成要達(dá)到以下目的：

（1）了解模塊化串聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)。

（2）熟悉模塊化串聯(lián)機(jī)器人的控制面板和示教軟件。

（3）掌握模塊化串聯(lián)機(jī)器人的操作方法，完成給定的搬運(yùn)任務(wù)。

2.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

（1）首先帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察、了解模塊化串聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)的主要組成：模塊化串聯(lián)機(jī)器人本體（6模塊）、機(jī)器人實(shí)驗(yàn)臺(tái)、末端工具與其他附件、靜音氣泵與氣動(dòng)元件、獨(dú)立運(yùn)動(dòng)控制器、基于PC104總線嵌入式運(yùn)動(dòng)控制器。讓學(xué)生對(duì)該機(jī)器人系統(tǒng)各個(gè)組成結(jié)構(gòu)有個(gè)初步認(rèn)識(shí)，再簡(jiǎn)要地講解整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。

（2）讓學(xué)生查閱模塊化機(jī)器人的基本參數(shù)。學(xué)生了解相關(guān)參數(shù)后，授課教師演示操作模塊化機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，幫助學(xué)生了解機(jī)器人的動(dòng)作范圍、運(yùn)動(dòng)速度和末端額定負(fù)載。

（3）帶領(lǐng)學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)多控制面板和示教軟件操作界面，初步講解各鍵位功能。要求學(xué)生通過(guò)閱讀機(jī)器人設(shè)備的《實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)》和《使用說(shuō)明書(shū)》進(jìn)一步了解其各種鍵位功能。

（4）按課程任務(wù)要求，提出指引性問(wèn)題——怎樣制定模塊化機(jī)器人的最優(yōu)關(guān)節(jié)控制順序？在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中怎樣控制模塊化機(jī)器人繞開(kāi)障礙物？怎樣實(shí)現(xiàn)模塊化機(jī)器人末端的最短路徑精確定位？ 要求學(xué)生以分組的形式，帶著問(wèn)題討論學(xué)習(xí)，用書(shū)面報(bào)告的形式將問(wèn)題的解決方案呈現(xiàn)出來(lái)，最后由教師集體點(diǎn)評(píng)。點(diǎn)評(píng)完后，讓學(xué)生制定出搬運(yùn)任務(wù)的書(shū)面示教方案。

（5）實(shí)際示教操作——對(duì)機(jī)器人的示教操作，是指對(duì)機(jī)器人發(fā)出指示，操作機(jī)器人按設(shè)定的軌跡進(jìn)行作業(yè)，最終完成動(dòng)作和任務(wù)的過(guò)程。學(xué)生制定出的示教方案后，教師進(jìn)行把關(guān)，在得到教師認(rèn)可后，方能進(jìn)行示教操作。開(kāi)始讓學(xué)生操作控制平臺(tái)，設(shè)置好參數(shù)，操作機(jī)器人工作，按各自制定的示教方案完成積木搬運(yùn)任務(wù)，授課教師要在一旁觀察全過(guò)程，隨時(shí)指導(dǎo)、糾錯(cuò)。

（6）最后，根據(jù)任務(wù)完成結(jié)果對(duì)學(xué)生進(jìn)行任務(wù)評(píng)價(jià)。遇到個(gè)別問(wèn)題，當(dāng)場(chǎng)說(shuō)明；普遍問(wèn)題，全班講解。

3.教學(xué)效果

本案例經(jīng)過(guò)試點(diǎn)教學(xué)，從學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)反饋和技能掌握情況來(lái)看，達(dá)到了預(yù)期效果。按任務(wù)教學(xué)法設(shè)計(jì)出的授課方案，使學(xué)生從被動(dòng)受教轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。

四、工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)高技能人才培養(yǎng)評(píng)價(jià)機(jī)制

（一）教學(xué)考核評(píng)價(jià)機(jī)制

對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)考核，是檢查教學(xué)效果的重要環(huán)節(jié)。以往，對(duì)學(xué)生的教學(xué)考核較為單一，主要是以考試成績(jī)?yōu)橹鞯淖罱K考核，期末成績(jī)和單元成績(jī)共占總成績(jī)的90%，平時(shí)成績(jī)只占10%。

只重視考試成績(jī)的考核方法，忽略了學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，運(yùn)用到工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)是不合適的。作為一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，往往沒(méi)有唯一確定的答案，應(yīng)該建立注重過(guò)程化的考核評(píng)價(jià)機(jī)制。

工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)有三類(lèi)成績(jī)考核：理論課考核、實(shí)訓(xùn)課考核和其他考核。

1.理論課考核

關(guān)注學(xué)生的出勤、紀(jì)律、作業(yè)、課堂提問(wèn)及小組討論，將這一部分分?jǐn)?shù)比例由10%提高到50%，考試成績(jī)占50%。

2.實(shí)訓(xùn)課考核

根據(jù)專(zhuān)業(yè)技能要求，確定相應(yīng)的考核項(xiàng)目，貫穿在日常教學(xué)模塊中。根據(jù)事先制定好的項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)學(xué)生在平時(shí)上課完成的實(shí)訓(xùn)課題任務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，累計(jì)到期末。這一部分分?jǐn)?shù)比例占總成績(jī)的 50%，其他考試成績(jī)占50%。

3.其他考核

主要指駐廠培訓(xùn)和頂崗實(shí)習(xí)的成績(jī)考核：由學(xué)校帶隊(duì)老師和企業(yè)指導(dǎo)師傅共同考核，最終成績(jī)，企業(yè)指導(dǎo)師傅所給成績(jī)占70%，學(xué)校帶隊(duì)老師所給成績(jī)占30%。

（二）競(jìng)賽評(píng)價(jià)機(jī)制

積極開(kāi)展校內(nèi)競(jìng)賽，將工業(yè)機(jī)器人納入我校每年一次的“專(zhuān)業(yè)技能月競(jìng)賽”活動(dòng)，達(dá)到“以賽促學(xué)、賽練結(jié)合”的目的。同時(shí)為技能水平突出的學(xué)生提供參加全省、全國(guó)工業(yè)機(jī)器人比賽的機(jī)會(huì)。

通過(guò)參加機(jī)器人競(jìng)賽，學(xué)生獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力可以得到很好地鍛煉。團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目還能促進(jìn)同學(xué)之間的相互協(xié)作，實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)的共同進(jìn)步。

賽后，將競(jìng)賽結(jié)果以輔助成績(jī)加入專(zhuān)業(yè)成績(jī)，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和學(xué)生的集體榮譽(yù)感。

（三）畢業(yè)評(píng)價(jià)機(jī)制

工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)實(shí)行“雙證”制度。除了畢業(yè)證書(shū)，還要取得相應(yīng)專(zhuān)業(yè)的職業(yè)資格證書(shū)，才能成為合格畢業(yè)生。

今后，隨著行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展和完善，還有可能引入行業(yè)工業(yè)機(jī)器人程序員認(rèn)證方案，進(jìn)一步提高學(xué)生的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

五、結(jié)語(yǔ)

中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人需求已經(jīng)呈爆炸性增長(zhǎng)，企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才的需求也將不斷增加。如何培養(yǎng)高素質(zhì)、高水平的工業(yè)機(jī)器人高技能人才是所有技工院校共同面臨的問(wèn)題。本文對(duì)工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)高技能人才培養(yǎng)的背景、目標(biāo)、課程設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià)機(jī)制，進(jìn)行了一系列探討，目的是希望為培養(yǎng)本專(zhuān)業(yè)優(yōu)秀人才打下一定基礎(chǔ)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人教學(xué)工作的開(kāi)展起到促進(jìn)作用。但是，工業(yè)機(jī)器人專(zhuān)業(yè)作為一門(mén)新開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)，其專(zhuān)業(yè)建設(shè)是一個(gè)需要長(zhǎng)期積累、不斷深化的過(guò)程，只有不斷地建立好培養(yǎng)模式和培養(yǎng)方案，提高專(zhuān)業(yè)教學(xué)質(zhì)量，才能培育出更多、更好的高技能專(zhuān)業(yè)專(zhuān)業(yè)人才，為我國(guó)的制造業(yè)提供高質(zhì)量、高水平的服務(wù)。