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工业机器人技术专业课程体系重构探析

2021-10-14 09:42 来源:技术专业论文 人参与在线咨询

[摘要]在“1+X证书制度”背景下,探讨工业机器人技术专业课程体系重构。解析了课程体系结构与教学现状,分析了现有课程体系存在的主要问题。针对这些问题,结合1+X证书制度,对工业机器人技术专业的教学标准和职业技能标准进行了融合,提出新的课程体系结构,在此基础上对课程体系进一步优化,并将教师与企业挂钩,让教师走进企业,了解企业最新前沿,更加精确地培养出企业需要的人才,真正做到教、学、产相融合。

[关键词]工业机器人技术专业;1+X证书制度;课程体系;职业教育

1+X证书制度于2019年在《国家职业教育改革实施方案》中被明确提出,即在高职院校等启动“学历+若干职业技能等级证书”(1+X证书)制度的试点工作[1],明确要求1+X试点院校在教育过程中,加强对学生职业技能和创业能力的培养[2]。而据IFR统计,我国工业机器人密度在2017年达到97台/万人,已经超过全球平均水平,预计我国机器人密度将在2021年突破130台/万人,达到发达国家平均水平[3]。工业机器人技术的飞速发展,使我们有必要对现有的工业机器人专业人才培养方案进行探索,如何将1+X证书制度与工业机器人技术专业课程体系相结合,提升学生职业技能素养,增强就业创业本领成为一个值得探讨的问题[4]。

一、工业机器人技术专业课程体系分析

(一)当前课程体系结构

以扬州市职业大学为例,我校的工业机器人技术专业课程设置主要分为两部分:一是公共基础知识的掌握,二是专业技能的提高。其中公共基础知识部分注重使学生掌握必备的思想政治理论、科学文化素养以及与本专业相关的法律及环境保护、安全消防等知识。而专业技能的提高主要分为三个层次进行,首先,学习专业基础课程,使学生能识读各类零件图和装配图、液压、气动、电气系统图,会使用电工、电子常用工具和仪表,能安装、调试工业机器人机械、电气系统等。其次,通过专业核心课程的学习,可以进行工业机器人现场、离线编程的学习,能够掌握按照工艺要求对工业机器人典型应用系统进行集成、编程、调试、运行和维护。最后,在专业拓展课程的引导下,学生能够组建工控网络、编写基本人机界面程序,同时具备阅读本专业相关英文技术手册的能力。通过相关资料[5]的查阅,目前大部分高职院校开设的工业机器人技术专业课程基本大同小异,都是以理论教学为主,配合相应的实践课程,而由于工业机器人技术专业兴起的时间较晚,相对于其他成熟专业,各个学校投入本专业的资金设备有限,缺乏充分的实践教学环节,且市面上出现的机器人种类多、更新速度快,使学生很难在有限的实践教学环节掌握本专业的基本技能。

(二)工业机器人专业课程教学现状

随着工业4.0和中国制造2025的提出,工业机器人的培养在工业控制领域变得越来越重要。因此,新增工业机器人技术专业的大中专院校越来越多。但是由于工业机器人种类繁多,例如Fanuc、ABB、KUKA、Yaskawa等,各厂家操作系统及界面均有区别,且市场占有率也相对平均,导致在选择教学上出现一定困难。此外,学生理论课程较多,如何在有限的时间里尽量让学生掌握更多的知识技能同样也是一个亟须解决的问题。

(三)现有课程体系存在的主要问题

由于教育与职业技能培养的目的不同,导致课程体系和职业技能标准之间也不是一一对应关系,这就需要从更深层次挖掘二者之间的关联,以便更好地为培养高素质劳动者和技术技能人才服务。经过分析,笔者认为目前课程体系主要涉及两个层面的问题:一是从课程体系的构建出发,工业机器人技术专业课程的顺序、内容和时长上存在一定缺陷,例如工业机器人技术专业本身含有大量的专业课程,还需进行机械、电气等相关知识的学习,贯穿整个大学课程较多,学生学习过于吃力,教学质量很难得到保证;二是课程标准建设欠缺,教学内容设计、课程与课程之间的逻辑关系和内容衔接等关联不够紧密,如何在机械、电气、机器人三者之间构建合理的教学模式也是关乎学生掌握知识技能程度的考量。

二、工业机器人技术专业课程体系重构

针对上述问题,结合我校实际以及实地考察前期高校建设1+X证书制度的调研,现将工业机器人技术专业做如下调整。

(一)从工作岗位(群)的职业技能需求角度出发构

建课程体系及教学标准根据调研报告结果和专业教学标准的划分,从专业标准角度出发,工作岗位适用度更宽,适用面更广;而从职业技能标准角度、工作岗位均进行了分类,工作领域和内容更加具体,更适合企业人才培养的需要。所以,在建设课程体系时应从适用度更宽的工作岗位(群)需求入手,照顾到系统的全面性,构建一个完整的专业教学体系。同时,按照职业技能标准的规定,加强相关重点课程的建设,突出实践技能的培养,例如在学习“工业机器人维护”这门课时,对其课程标准要更加突出职业技能标准的从业资格要求的培养,着重培养学生的动手能力,结合企业需要培养适合相应岗位的人才。

(二)对标职业技能培养要求优化课程体系

通过对标职业技能标准,优化课程顺序、内容和时长,做到层次分明、重点突出,为学生掌握相应的就业技能服务。以工业机器人操作与运维职业技能等级标准中级中的工业机器人应用系统安装(搬运码垛)为例,将其涉及的技能知识点:安装工业机器人系统、安装工业机器人末端执行器并对其进行调整、安装工业机器人系统的电气控制线路等转化为专业课程中的电工、电气控制等课程,教学中更加侧重于机器人方面的电工、电气等知识讲解,在后期的教学计划中将尝试对该模块进行单独成书,以期减少学生的学习压力,同时由于需要进行技能中级考试,学校新引进4台机器人设备,学生可在实践中进行教学,进一步增加了学生学习和掌握机器人技术的机会。另外,其他与职业技能标准挂钩的课程与专业教学标准进行类似处理,分析职业技能标准对应的课程主要集中在电工技术、电气控制、PLC、在线编程、离线编程、传感器、机械基础等9门课程上。而专业总共设置了44门课程(不含实践课程),课程设置过多,有些课程涉及机器人方面仅一节或一章,而学生需要学习一门课程。不同课程之间内容存在重复、知识点讲解存在不衔接等问题,通过对标职业技能标准,可将相应课程进行删减、重组,进而转化为学生需要的职业技能知识。

(三)教师技能培养与企业需求相关联

学生知识技能的掌握离不开教师的教导,这就要求教师要有足够的知识、经验去应对教学过程中出现的各种实际问题。因此,对教师的职业技能要求也越来越高,而企业本身就是对知识技能的一个应用,将教师与企业挂钩,教师走进企业现场进行近距离学习,将有助于教师职业技能的培养。在此基础上,对标企业要求,可以更加精确地培养出企业需要的人才,真正做到教、学、产相融合。

三、结语

1+X证书制度是当前职业教育研究的一个重要课题,如何使职业教育、技能证书与企业相协调,促进学生就业创业成为一个亟须解决的问题。随着工业机器人行业的兴起,机器人专业课程体系的建设也应该与现有市场相适应,针对现有课程体系结构,本文从课程体系与教学现状入手,分析了目前现有课程体系的不足,进而结合1+X证书制度提出对标职业技能发展的课程体系建设,同时将企业与教师挂钩,教师进入企业学习,了解最新的技术前沿,培养出更适合当下社会发展的人才。

作者:周中升 冯晋 游名扬 单位:扬州市职业大学

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