智能制造背景下工业机器人技术专业培养方案探析

张艳霞，王登峰

智能制造背景下工业机器人技术专业培养方案探析

张艳霞，王登峰

摘要：通过对企业实地走访调研，文章归纳了工业机器人专业学生应有的就业岗位及职业能力，确立了该专业的人才培养目标，阐述了“合理设置课程体系、把相关课程模块化、开展理实一体化教学、注重教学过的考核评价、把实践技能和职业资格融入毕业制度中”的人才培养方案和培养机制。

关键词：工业机器人技术专业；培养方案；专业课程模块；双证毕业制度

一、机器人产业发展需要大量的工业机器人应用人才

2013年工信部《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》，要在2020年形成较为完善的工业机器人产业体系，机器人密度(每万名员工使用机器人台数)达到100 以上，工业机器人装机量将达到100万台。国家下一步的发展思路将发展以工业机器人为代表的智能制造，以高端装备制造业重大产业长期发展工程为平台和载体，系统推进智能技术、智能装备和数字制造的协调发展，实现我国高端装备制造的重大跨越。

以“机器换人”“无人工厂”为引导的智能制造时代需要大量的工业机器人技能型人才。目前，在国内高职院校中，机器人专业的发展才刚刚起步，工业机器人技术人才的培养也仅仅处于现用现突击培养阶段，人才技能也比较单一。而专门的从事工业机器人机电安装、自动化生产线调试、现场编程和作业单元维护等岗位的人员大部分来自机械制造、机电一体化和电气自动化等专业的人才，只经过短期的二次培训，况且还没有现场的实践，短期的培训几乎不能达到岗位要求的技能。工业机器人应用技能型人才的短缺已经成为制约高端装备制造业发展瓶颈。研究智能制造背景下工业机器人应用技能型人才的培养模式，建立合理有效的人才培养方案，形成专业人才的长效培养机制，是高职院校工业机器人专业建设的当务之急。

二、工业机器人技能应用型人才的岗位要求

通过对上海ABB工程有限公司、广州数控集团、郑州科慧科技股份有限公司、广州东风江森座椅有限公司等企业的走访调研，结合这些公司对技术人员的实践经验和对工业机器人技能型应用人才的建议，我们确立目前工业机器人技能应用型人才的培养目标是培养掌握工业机器人应用专业的基础理论和操作技能，具备机械结构设计、电气控制、传感技术、智能控制等专业技能,能独立从事大型机电设备、工业机器人应用系统的安装、调试、编程、维修、运行与管理等方面的工作任务；具有较好的实践经验，能进行生产管理具有创新精神和创业意识的高技能应用型人才。工业机器人主要应用在高端制造行业，其典型岗位及对应职业技能要求如下(见表1)。

表1　毕业生就业岗位及职业能力要求分析

三、以岗位需求为本，合理设置课程体系

以岗位需求为本，遵循“以职业活动为导向，以职业技能为核心”的指导方针，根据工业机器人专业及相关企业对人才培养规格的要求，通过由企业专家参与的专业指导委员会分析本专业的职业岗位及能力要求，构建以工业机器人技术为主线、机电一体化技术能力为支承的“模块化、进阶式、创新型”专业课程体系。结合行业、企业标准，制定专业课程标准，以本专业毕业生就业岗位及职业能力要求为核心，根据工作任务的系统性和学生职业能力的形成规律，按照由易到难、循序渐进的原则，同时充分考虑教学的可实施性，开发、整合课程，形成由素质平台课程、专业平台课程、专业核心课程、专业实践课程、专业拓展课程组成的课程体系(见图1)。

图1　机电一体化技术专业(机器人方向)课程体系

四、课程模块化与教学开展

理论课程的教学原则是以项目引领为核心、以任务驱动为主线，实行理实一体化教学。

以项目引领为核心就是学校专业课老师与企业技术人员合作，首先确立专业课程，宏观上把机器人技术专业的相关专业课程按照知识板块先进行柔和，再划分成若干个的知识技能模块，比如可以按照表2分成若干个专业课程模块，以岗位技能培养为目标，共同研讨制定课程标准，围绕自动化生产线上工业机器人应用共同开发课程实施项目；以任务驱动为主线就是根据实际应用时的工序，微观上把每个项目制定成的若干个子任务，组织实施教学时，模拟企业实景，采用理实一体化教学方法。整个教学运作模式是：首先，企业技术人员和在校教师组成教学团队，企业技术员根据实际应用及岗位需求开发大项目，模块大项目引领模块内的每一门课程，设定课程责任教师；其次，教师再根据完成大项目所需的知识技能开发出每门课程的若干个小教学项目；最后，技术人员和教师再根据实际的工序把小项目再分成若干个子教学任务，设立情景教学计划。每学期，每个责任教师完成课程教学项目后，再在本模块内教学团队的配合下集中完成大项目。其前提是必须具备相应的情景实训设备即“校中厂”模式或校企合作模式下“厂中校”，能将理论与实践教学内容进行融合，将知识与技能有机结合。

表2　专业课程模块设置分配表

人才培养过生大致分为三个段：第一阶段(第一、二学期)培养专业基础知识、基本技能和职业素质的培养。在理实一体化教室培养学生的仪器仪表使用、绘图识图、基本的电路检测、机械结构安装能力，以及职业认知体验和企业6S现场管理。利用寒暑假带领学生进行社会实践、志愿活动，引导他们认识社会，定位自我，进一步培养服务意识和吃苦精神。第二阶段(第三、四学期)培养专业技能培养和职业规范。在理实一体化教室、仿真车间或合作企业培养学生的现场编程、故障诊断、机器人生产线的安装、调试及维护等专业技能，由企业技术人员和教师相互配合，利用金工实习实践机会，以自动化成套设备中的典型工业机器人工作站系统为教学内容，以典型工作任务为载体，将职业资格标准、安全生产规范、行业企业标准融入课程。[1]第三阶段(第五、六学期)培养专业综合能力培养和适应工作。利用校企合作建立的校外实训基地，开展顶岗实习工作。由系学生管理办公室征求学生岗位意见、结合学生专业兴趣点以及专业技能的优劣与企业商议制定顶岗实习方案，实习期间企业和学校共同管理学生，共同监督顶岗实习过程、实施考核评价，顶岗实习是工业机器人专业工学结合培养的一个重要环节，实习结束每个学生撰写合格的顶岗实习报告，方可取得相应的学分，通过顶岗实习，提升学生分析解决问题的能力和完善其职业素养。

五、注重教学过程的考核评价机制

对学生的学习成绩进行考核，是检查教学效果，督促学生学习，评定学习成绩的重要环节，必须严肃认真地进行。成绩考核分为理论课考核、实践环节考核和其他考核三部分。

在理论课程考核上，关注学生的出勤率、作业、提问及期末课程项目设计，这一部分大概占50%的比例；在实践考核上，根据岗位技能需求，确定相应的考核项目，贯穿在日常教学实践项目中，可根据事先制定好的项目评分标准对所做的项目进行评价，累计到期末，这一部分占50%。其他考核主要指企业见习和顶岗实习，由实训指导教师和企业指导教师共同组成考核小组考核，内容包括综合技能和工作态度，成绩按优秀、良好、及格、不及格评定。学生学习质量评定采用学期成绩分。

六、把实践技能和职业资格共同融入毕业制度中

在实践教学体系的设计上，以培养学生利用所学知识进行综合工程应用的能力和集成创新能力为目标。实践教学体系由课内实践环节、集中实践和综合素质培养三部分组成，具有由课程实验和相对独立设置的实践环节相结合，从认识、操作到综合创新逐层深入的实践教育特色。通过课程实验、上机等实践环节加深对理论课基本概念的理解和提高基础实践技能；通过课程设计、实习、综合实训和毕业设计等环节实现对学生综合工程能力的培养；以电子设计竞赛、大学生科技创新、实践创新、机器人大赛、职业资质证书的获得等课外实践环节培养学生的工程设计与创新实践综合能力。

此外，依照高职教育以职业能力培养为核心的特点，引入行业企业工业机器人程序员认证项目，并与国家职业技能鉴定项目“维修电工技师”、“计算机绘图中级证书”、“数控车床操作中级证书” “PLC设计师”等职业资格标准一同融入教学项目中，实行“双证毕业”制度。

七、结语

我系开展该专业近四年，依照以上由岗位职业能力——课程体系——专业教学模块——注重过程的评价体系——实践双证毕业制度的培养方案，培养了一届毕业生，学生能利用所学的技能，迅速适应工作岗位。这说明该方案能使学生的学习过程与工作岗位无缝对接，不但实现了既定的培养目标，而且使该专业专门人才的培养更有针对性。不过在学生的培养过程中也出现了不少问题，比如，教学上采用教、学、做一体化时，学生的基本理论知识掌握不牢，在工作岗位上缺乏灵活应变、举一反三的能力；课程开发没有系统化，导致相关联的各门课程之间有重复考核的内容；毕业双证制度贯彻得不深入，等等。

参考文献：

[1]陈小艳，沈洁.高职工业机器人技术专业人才培养模式研究与实践[J].吉林工程技术师范学院报，2014，(3)：21-22.

(责任编校：马小军，田旭)

(作者单位：河南广播电视大学 机电工程系)