智能制造的自动化技术专业课程探索

智能制造的自动化技术专业课程探索

摘要:我院电气自动化技术专业是省级现代学徒制试点专业,根据我国《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》和《中国制造2025》的国家战略,我国职业教育围绕智能制造发展的战略制订了目标和重点任务,以数字化制造为支撑,智能化制造为引领,围绕实施智能制造工程,提升关键技术装备,增强软件、标准等基础支撑能力,提升集成应用水平等多方面探索培育人才新模式。

关键词:智能制造;专业综合能力;信息化技术;实践教学

目前在我国制造业自动化水平还不高,尤其是体现在人才的匮乏。由于地区经济发展的不平衡,西部地区制造业都是一些中小企业,从事的是低端制造,技术落后,工人中高级技能型人才不多。各职业院校的电气自动化技术专业一直在努力培养技能出众的人才,但多年的教育理念形成的惯性思维,造成人才的综合技能不强,所学知识不贴近岗位,需要企业再次培训或降级使用,究其原因在于我们职业院校课程设置脱离了企业实际需要,知识陈旧,不能领先于制造业的发展,我们通过对电气自动化综合实践课程的设置开发对这一现状进行解剖,破解,开发出一套适应智能制造发展的专门课程,融合多学科、多技能、集现代信息技术与制造于一体的综合课程,尝试一条改善人才培养模式的方法。

1智能制造综合实训课程的实施要素

(1)“智造”专业综合实训基地建设“智造”专业综合实训基地建设和开发的模式有新建和改建整合两大模式。项目立项后在项目资金的支持下在原有的实训室基础上新建了机器人应用技术实训室,配置了五套模块化机器人及二套六轴机器人本体,能够完成整班学生进行拆装实训;成立了液压与气动实训室,容纳45人进行机电设备连接和装配;改建了电气装调车间,配置了电气安装实训台(此实训台已申请新型实用专利)48台,可以进行电气控制线路的设计及按调;整修了机床电器柜,更新了电气元器件和内部电路,更贴近新的实践教学内容;自动生产线做了整合和维修改造,用于专业技能大赛参赛选手训练和考核;改造了可编程控制器应用技术实训室,采用仿真加模拟技术完成现代电气控制的设计和安装调试。在此硬件条件逐步完善的基础上构建合理的“智造”类大综合实训课程。

(2)“智造”专业综合实训课程的开发通过研究学生完成的主要专业课程的理论学习和各主要技能专项实训后,综合运用电气自动化技术专业和机电一体化技术专业、机器人应用技术专业(智造岗位)的主要知识和技能,确定了智造岗前训练的三大模块,其目的是通过“智造”课程形成一个完整的项目链,将项目各个主要阶段有机串联起来,让学生能实际感受企业的项目操作流程和规范,熟悉企业团队协作开发环境及方法,逐步积累制造岗位的项目经验,养成良好的职业素质,实现基本能力的整合、迁移,使学生能够胜任电气自动化技术和机电一体化技术生产岗位的各项工作。目前围绕“智造”主题从电气自动化技术专业核心课中选取《可编程控制器应用技术》、《电气控制系统设计与安装》、《自动线安装与调试》、《工业机器人控制技术应用》等课程的核心实训项目,分三个模块对课程信息化资源进行整合,以实操来巩固理论知识。《三菱系列可编程序控制器程序设计》是基于现代电气控制系统岗位群的需要而设置,是数字制造的核心,也是我国智能制造发展战略推广的第一步,此模块采用了仿真技术来完成设计和安装调试,通过此模块的实践训练学生可以对数控设备进行熟练的使用;模块二《电气控制线路的安装调试》是基于工厂自动化和机电一体化设备维修和技术管理等岗位群的要求而确定,通过对工厂常用机械设备的电气控制系统进行安装调试训练,熟悉了各个设备环节,动手能力得到了很大提高,岗位群的技能要求得到满足,学生可以对常用机电设备的电气控制部分进行检查维修,胜任相关工作;模块三《机床电气控制线路的故障排查》是针对工厂设备维修和技术管理岗位而设置,通过常用机械加工设备如:万能铣床、万能镗床、磨床等机械加工设备的电气控制系统排故训练,掌握实战技能和技巧,积累工作经验,快速提高技能。

(3)“智造”综合实训课程教学方法设计以“智造”职业岗位工作为载体创设学习情境,设计教学方法,重组教学内容。一是设计因材施教原则的教学方法对学生进行分层次教育,实行实训室的全面开放管理,从而进行教学改革和创新。二是服务技能竞赛的原则设计教学方法对学生进行精英教育,技能大赛是促进人才培养模式和教学改革的重要途径,是检验职业教育教学质量和办学水平的重要手段。“智造”专业综合实训课程开发要在吃透大赛赛程和技术规范的基础上,不断调整实践教学标准。夯实理论基础,强化整体训练,以点带面,分组合作共同完成任务,以项目任务为目标,培养合作精神,锻炼领导能力;三是引入信息化教学方法和手段,在实践教学过程中,采用多媒体、网络教学、微课等多种教学方法全面提高学生信息化技术水平,将“智”融入知识和技能的构成体系。

(4)“智造”综合实训课程“双师型”师资队伍的建设围绕“智造”综合实训课程的师资队伍建设采用了”走出去”和“引进来”相结合的方法,一用实践工作锻炼教师,通过组织实训平台教师外出挂职、培训研讨、联合开发、讨论综合实训课程标准、顶岗实践等多方式全方位培养“双师型”师资队伍。二是联合组队参加技能大赛,老带新,新教师通过老教师的帮带积累大赛经验,完成实践课程教学方法的积累。三是外聘企业兼职教师进行部分实践课程教学环节的设计和指导,尤其是在关键技术和岗位职能等内容。

2“智造”综合实训基地的运行和升级

为了“智造”综合实训基地建设有个健康的发展方向,保证正常教学的开展,必须:

(1)加强领导,强化责任意识。实行实训基地建设责任制,形成学校主导、院系主抓、负责人主建、教研室主管的“四主”运行体制。和企业间更是多点开花,重点落实,与企业多渠道的联系沟通,与企业的合作上了一个新台阶,确保综合实训基地建设工作不断推进。

(2)不断总结,加强过程控制。负责人根据建设规划,加强与企业合作,不断改善外部条件,定期开展建设工作总结,进行自我评价和学院考核,确保综合实训课程的总体建设水平和实施顺利进行。同时,学院和系部积极协调实训基地建设中遇到的问题和困难,积极宣传、展示基地建设成果,推广基地建设成果的应用。

3“智造”综合实训课程的试点和推行

本课题2018年5月开题,经过企业调查、岗位职能分析、问卷了解、学生知识结构调查等一系列的前期研究探讨,通过选取电气自动化技术专业和机电一体化技术专业核心课程实训项目、融入职业技能竞赛标准和规范进行资源整合,设计出“智造”综合实训课程,确定了具体的实训内容和环节,完成制订了课程标准、编制了实训指导书和考试题库。2018年下半学年在16-城轨机电01、02、05班进行试点,为时六周。这种模糊了学科界限,以实作为主的,强化现代信息技术教学手段的新型课程极大的提高了学生的学习积极性,大大的提升了学生的技能,学生以可见的速度迅速掌握了一定的职业能力,初步能够胜任一些相关工作岗位。一些学生得以参加部级区级技能大赛,获工业机器人技术应用大赛国赛二等奖。经过应用试点实施,仔细分析全部观察效果继续推进项目完成。一是继续利用综合实训课程项目进行分层次教学,其中现代电气控制系统按调参赛训练和机器人应用技术参赛训练延续了综合实训项目的进程;通过全面实行实训室开放式管理,为培养技能大赛参赛选手创造条件;二是调整综合实训内容,修订课程标准和实训指导书,增加题库数量,根据实训内容的调整和使用现代信息技术教学的要求对实训室设备进行升级改造。三是通过项目推进促进完成师资队伍的双师建设,多名教师完成了三个月到半年不等的挂职和企业实践,多次到苏州、上海、深圳等地高科技企业进行参观培训,不断进行继续教育和自我提高,2018年本项目负责人和参与人共四名教师完成了高级技师培训取得高级技师证书。四是项目对1+X证书的推进有了落实,,2019年下半年,“智造”综合实训课程在自动化技术和机电一体化技术、城轨机电技术专业全面开设,学生通过六周左右的教学时段完成三个模块内容的实训,再参加广西职业资格鉴定中心组织的考试,以获得中级电工证书。

4“智造”综合实训课程体系推广及效果

根据专业人才培养目标,构建了基于电气自动化技术岗位维护工作任务、工作过程引领的“教、学、做”一体的教学体系,教学内容以行业标准、规划教材及基于行业标准、规划教材开发的多媒体课件为载体,采用典型工作案例等形式呈现给学生。

4.1教学方式的变化。通过共建的综合实训基地进行实际生产任务作为教学载体,教学过程则按照维修电工职业岗位的工作过程进行,使学生规范操作形成良好的职业工作习惯,90%以上的教学环节安排在生产性实训基地。

4.2教学方法与手段改革情况。

(1)采用与生产性实训课程相匹配的教学手法,强化实践环节。通过把每个工作任务落实到课程教学内容中,学生学会了知识能融会贯通了,通过训练提高完成了生产任务,产品质量达标,就完成了我们的教学目标。

(2)充分利用网络资源进行课程教学建设。通过进一步完善课程网站,丰富课程资源,课程既能满足课程教学,也为学生自主学习提供了方便。借助于多媒体教学课件,新增和修订实习实训项目和教学录像4个,并对课程标准、情境讲义、情境任务书、教学动画等内容进行修订和改版。

4.3教学效果。

(1)经过多次对学生的调查,95%以上的学生增强了课程的学习兴趣,动手能力普遍提高,夯实了理论基础。对实训中心指导老师和课程组教师的教学效果给予了肯定和赞扬。

(2)精英教育得到一定程度的执行,部分学生经过实训,参加了国赛和区赛,分别获得国赛一、二等奖,区赛多次获得一、二、三等奖。

(3)校外专家对课程的建设理念和建设成效给予了教高评价,企业及学生就业实习单位对课程的教学效果给予了充分肯定。

5存在的问题及原因分析

(1)受市场及经济面影响,与企业合作力度达不到预期,一些更为先进的技术和装备得不到配置。

(2)受经费和场地限制,综合实训基地智能化程度不高,需要更为先进的技术和仿真技术如VR技术。

(3)课程建设的主要目的、建设主体应该是课程本身,应运用网络技术,采用“高科技”、“网络化”教学手段。在综合实训基地建设和课程开发的同时应完成精品课程建设,同时完成精品课程网站作为课程教学体系在互联网上的延伸。

(4)证书的获得率不够理想,部分学生不主动积极的报名,对证书的重视程度不够,使得1+X证书的推进速度不够理想。

6进一步推进改进项目的有关建议

(1)继续坚持以学生为本的教育观念,以精品课程、精品课程网站的建设作为促进实训教学质量的手段,不断深化专业教育教学改革,切实提人才培养质量。

(2)在专业综合实训基地建设的过程中,加强与同类高校和企业的交流与合作,使资源最大限度的共享,扩大学习者的受益面。

(3)争取更多的课程教师培训计划和企业实践计划,全面提高教师的课程开发能力和执教水平。

作者:展明星 单位:柳州铁道职业技术学院