基于OBE的工业机器人技术专业实践教学体系研究与构建

程萍

摘 要：实践教学体系是专业人才培养方案的重要组成部分，影响着人才培养的质量。针对工业机器人技术专业实践教学体系中存在的问题，笔者研究与探索了基于OBE理念下的体系建设思路、实施路径等，重点对实训基地建设、校企双平台教学、校企双导师队伍建设、评价机制等方面进行了深入实践探索，并取得了一定的成效。

关键词：工业机器人 OBE 实践教学体系 校企双平台

课 题：本文系浙江省“十三五”教学改革研究项目“成果导向的工业机器人技术专业人才培养体系研究与实践”（jg20180704）和绍兴市教学改革课题“工业机器人课程教学中模拟机的研究及应用”（SXSJG201733）的研究课题。

随着工业机器人市场规模的扩大及市场增速的提升，工业机器人行业相关岗位的人才需求问题日渐突出。人才需求问题主要集中在工业机器人产业链的中下游，即工业机器人制造、集成和应用等企业。他们迫切需要具备工业机器人应用系统的应用维护、组装调试及系统集成等专业能力的人才。为顺应市场的人才需求，各大高校在政府的支持下相继开设了工业机器人技术专业或在原相关专业的基础上开设了工业机器人技术方向，新的人才知识结构逐渐成形。

对于高职院校来讲，实践教学体系的构建非常重要。笔者在走访调研中发现了许多问题。第一，在进行专业体系构建时习惯依赖现有教材、设备、师资等，调研对象主要是兄弟院校，而忽略了更重要的企业需求和学生需求，从而导致部分专业学生核心能力培养缺少支撑课程。第二，教师授课习惯以自己为中心，授课地点基本都在校内，不重视教学目标的达成情况。第三，利用机器人竞赛设备开展实训，虽然有助于专业技能的训练，但台套数较少，学生受益面窄，主要面向的是部分意向参加竞赛的学生。第四，部分生产性实训基地投入很大，虽然参观性好，但所采购的工业机器人公斤数大，且受生产周期影响，教学组织困难，无法较好地开展技术技能培训，性价比不高。因此，从实际需求出发去建立科学的实践教学体系，才是提升实践教学效果的重要途径。

一、基于OBE理念的建设思路

OBE（成果导向教育）的核心理念为成果导向、以学生为中心、持续改进。这里的成果是指学生的学习成果。它是人才培养的目标，同时也是构建课程体系、开展专业建设的起点和依据。

基于OBE的实践教学体系是以学生学习成果为导向进行反向设计的。企业是学生毕业后的主要就业去向，是学生将要服务的对象。企业需要什么样的人才，是学校确定人才培养目标首先要考虑的因素。学校是人才培养的主要场地。学校的办学规模、办学层次、办学类型等决定了人才培养的类型。专业的人才培养目标应该依据学校的定位和特色的确定。学生是学习的主体。以学生为中心的教学才是有效的教学。学校应重点关注学生的学习特点、今后的发展方向等，从学生的实际情况出发，制定合理的人才培养目标，并因材施教。因此，在制定专业人才培养目标时，应从企业用人需求、学生发展需求、学校发展特色等方面出发，確保符合企业雇主、行业专家、毕业生、在校生以及老师等各方的需求，如图1所示。

从专业的人才培养目标出发，明确能支撑其达成的专业核心能力，并规划能支撑专业核心能力达成的课程体系，从而构建相应的实践教学体系，优化体系中每一个环节的教学目标和要求，设计能够支撑教学目标达成的实训项目、教学方法，建设实训基地。注重开展教学评价，掌握目标达成度的情况，并以评价结果为依据，发现专业建设各个环节中存在的问题，为专业建设指明方向，保证专业持续调整与改革、健康发展。这里的评价分三个层次，一是课程内的实践教学成果评价，明确教学目标达成度，并以此为依据，优化实训教学要求，改进教学方法，推进课程教学改革;二是专业内的实践教学成果评价，明确专业核心能力的达成度情况，并实时改进并优化实践教学体系;三是校内外的实践教学成果评价，由企业、学校、学生对专业人才培养的达成度进行评价，并以此为依据，优化人才培养目标。

二、实践教学体系构建

基于上述思想，通过对20余家的工业机器人制造、集成、应用企业以及15级工业机器人技术专业毕业生、16-18级在校生的问卷调查、走访交流、座谈等，结合教育部高等职业学校专业教学标准，确定了工业机器人技术专业的人才培养目标和专业核心能力，即培养“有社会责任感、敬业精神、规范意识、创新思维、进取意愿和合作能力，具备工业机器人应用系统的应用维护、组装调试和系统集成能力”的高素质技术技能型人才，并以此为目标，反向设计与构建实践教学体系，如图2所示。

上图中的基础实践主要指机电类专业的通用性能力训练。专项实践是针对专业核心能力中的某几项能力所开展的专业性能力训练，分认知实践、模拟实践、现场实践三个阶段。Capstone综合实践主要是指毕业综合作业，是覆盖绝大部分专业核心能力的系统性和综合性训练，其实践评价结果将用于衡量学生专业核心能力的达成度。

三、实施路径

实践教学体系建成后，有效实施成了关键。上述中曾提到，学校、企业和学生三者关系密不可分，在研究与探索教学实施路径的过程中，应该将三者融合在一起，以学生为主体，整合校企双方的资源和力量。

1.打造专业、课程两个层面的校企双导师队伍

教师熟悉学生特点、教学方法，能够根据设施条件、学生基础制定课程标准，并有效地备课授课、引导辅导帮助学生学习、进行课程考核等，但在实践操作和解决问题上却缺少长期的实践积累。企业技术员有着丰富的实践经验，熟悉行业、企业标准，对学生在实践中将会遇到什么样的问题及如何去解决非常清楚，缺点是缺少教学经验，对如何去进行有效教学缺少研究。因此，打造校企双导师队伍可以有效地形成优势互补，并将课程标准与职业标准进行有机融合。如在工业机器人现场编程中，教师通过合理的教学方法将工业机器人的工作原理、系统参数设定方法、机器人示教方法及基本指令等传授给学生，但在如何优化程序提高生产率、如何与产品的生产周期相配合等方面缺少经验，由企业技术员来授课将更贴合实际。

打造校企双导师队伍，可以从专业和课程两个层面去开展。专业层面重点从专业核心能力的培养及实践教学体系的建设需要出发，从学生就业单位、订单班企业、基地建设合作企业以及其他类型校企合作单位着手，选择地处学校周边、有一定影响力的综合性企业进行合作，组建专业建设指导委员会，明确核心课程的校企负责人，定期组织教师下企业锻炼交流、企业导师进学校参与教学研讨等活动，建立稳定有效的专业导师队伍;课程层面主要以提升课堂品质、提高教学目标达成度为原则，以学校教师为主导，邀请企业技术员加入到课程建设中，在企业中拓展更多的教学资源，开展教学项目设计，并共同实施实践教学。

2.建设校企双平台实训基地，实施校企双平台教学

实训基地是培养学生专业技能的主阵地，影响着教学质量及专业核心能力目标的达成。为了更好地达成OBE理念下的人才培养目标，整合学校和企业两个平台的教学资源，从学生的认知与学习规律出发去规划和建设实训基地，完善“认知实践—模拟实践—现场实践”“工业机器人单机—工业机器人工作站—工业机器人生产线”的递进式学习条件，如图3所示。

在认知实践中，通过校内的工业机器人核心部件实训室、智能制造生产车间等实训室教学实训能让学生有一定的认知体验，但工业机器人的类型多种、应用场合多样，再加上技术的快速革新，实训室能提供的认知是有限的，所以需要将企业参观体验纳入认知实践中。实践证明，校企双方能较好地达成共识。校企双平台能更好地帮助学生了解掌握这个专业和行业，提升教学目标达成度。另外，在工业机器人组装调试实训中，采用了“模拟+顶岗”的实践方式。一方面因工业机器人价格昂贵，真机的拆装费用高且不安。通过校企合作，我们研制了一种专门用来拆装的工业机器人模拟机，将相关国家、行业标准、各类工具的使用等融入模拟训练项目。另一方面，组装调试中的问题解决能力训练、履行岗位职责的意识形成等更适合在企业进行顶岗训练。由企业导师将经验传授给学生，将更有助于学生职业能力的培养。

工业机器人生产线集成实训采用了分层分类的校企双平台教学。一方面，生产线建设成本高，而每条线上能容纳的实训学生数量少，教学组织较困难。另一方面，工业机器人生产线集成能力的难度相对较大、要求较高。在经过了前期课程能力的训练后，每位学生的能力水平已经有所区别。对于能力相对较好的学生，可以组织其赴企业参与实际项目的集成训练，促进其专业水平进一步的提升;而对学习情况相对一般的学生，可以留在校内生产线进行实践。这样既符合每位学生的需求，又解决了教学组织难的问题。

3.引入企业项目，建设教学资源

在日常的实践教学中，教师习惯依托实训教材、实训设备等。虽然教学内容相对规范、成熟，但却不一定完全对口专业需求，如SolidWorks課程，很多教材选择了生活中的常见物品以及机械通用零件为例，增加了学习的趣味性，在专业应用上却不够贴近实际，导致了学生部分专业技能的缺失。

因此，丰富专业的教学资源是非常有必要的，而引入企业项目是一个重要的手段。在校企双导师队伍构建、双平台教学、实训基地建设等工作中，要注意企业项目案例的收集及优化，如将工业机器人的造型、组装等纳入了工业机器人专业的SolidWorks课程标准中;如引入企业机器人的组装标准，编写《工业机器人组装与调试实训指导书》;拍摄教学视频，如引入企业工业机器人末端执行器的案例，用于机械结构设计训练等。

4.建立多元化评价机制，推进教学改革

在推进教学改革的过程中，教学评价是一个非常重要的依据。教学改革不应该是盲目跟风，而应该是探寻教学问题的解决办法。合理的评价机制能有效地发现教学中存在的问题，从而推进教学改革，形成持续改进的质量保障机制。

评价机制的建立要从专业和课程两个层面进行。课程层面主要评价课程目标、单元目标、行为目标达成度，可采用多元化的评价方法，包括方式多元、情境多元和过程多元等，方式多元如PLC应用技术，可采用“笔试+上机+报告+操作”的方式进行评价，情境多元如工业机器人组装与调试，可采用“教室+实训室+企业”的方式进行评价。专业层面主要评价人才培养目标、专业核心能力的达成度。专业核心能力的达成度可应用Capstone课程评价、毕业生就业情况分析、综合评价等方式。人才培养目标的达成度可通过毕业生跟踪调查、核心雇主的评价等来完成。

四、小结

梳理与构建基于OBE的工业机器人技术专业实践教学体系，以成果为导向，从专业人才培养目标和专业核心能力出发，明确了实践课程、师资队伍及基地建设等的建设方向，优化了每个实训项目的教学目标和教学内容，并通过多元化的教学评价，保证各项建设工作的持续改进，推动专业健康发展。

参考文献：

[1]唐万鹏，张元等.高等职业院校工业机器人专业人才培养创新研究[J].中国职业技术教育，2019（4）.

[2]周洪波，周平等.基于OBE理念的应用型人才培养策略[J].中国成人教育，2018（14）.

[3]白凤臣，马文姝等.基于成果导向的高职教育课程设计——以黑龙江职业学院为例[J].职业技术教育， 2018（2）.

[4]刘衍聪，李军.基于OBE理念的应用技术型人才培养方案的设计[J].中国职业技术教育，2018（5）.

[5]周春月，刘颖等.基于产出导向OBE的阶梯式实践教学研究[J].实验室研究与探索，2016（11）.

（作者单位：绍兴职业技术学院）