方正华
(浙江长征职业技术学院 浙江·杭州 310023)
教育部发布《教育信息化2.0行动计划》,顺应信息社会人才培养需要,提出了以信息化构建学习者为中心教育发展新理念,标志着教育信息化从强调应用驱动、融合发展,向注重创新引领、生态变革转变。昭示教育与信息技术深度融合,引领教育理念创新,支撑教育现代化发展,促进高等职业人才培养模式变革,加快课程体系改造,优化教学资源配置,迭代更新实训基地建设,重构教育新生态。
我校中小企业机器人应用开放式实训基地建设项目,2017年9月获浙江省教育厅“十三五”高等职业教育示范性实训基地建设立项。面对风起潮涌“互联网+高职教育”大变革时代背景,围绕如何充分运用教育信息技术发展新成果,建设实训教学增益多,科学研究支撑能力强,社会服务效果好的高职教育实训基地育人新生态课题,我们以浙江省高等教育“十三五”第一批教学改革研究项目,“教育信息化2.0视域下实训基地育人生态营造创新研究——以工业机器人技术省示范实训基地建设为例”开展了研究与实践。
贯彻落实《教育信息化2.0行动计划》,建设线上线下互联互通,实训教学信息资源扁平传输、泛在易得,实训时空间受限少,能够体现信息技术时代特征的高职教育示范实训基地。满足工业机器人技术专业培养技术技能人才实训教学需要,服务学生成长成才。
以工业机器人柔性自动生产线等系列实训室为载体,引进中小企业工业机器人柔性自动组装生产线以及产品项目、技术标准、管理制度和专业文化,在线下构建工业机器人工作站应用实操实训育人生态圈。以工业机器人技术应用实训云平台为载体,建设机器人技术专业线上实训育人生态圈。线下线上两个育人生态圈有机结合,建设项目引领,任务驱动,理实一体,虚实相济、和谐共生,能够实现有效实训教学和管理,促进学生专业知识增长,职业能力增强,工程素养和信息素养提高的高职教育实训育人新生态环境和资源。
采用经典ABBIRB120-3/0.6六自由度多功能机器人工作站,作为工业机器人技术线下实训平台核心主体,把应用工业机器人工作站集成柔性自动组装生产线,完成LED手电筒组装操作和运行维护,作为贯穿工业机器人技术专业职业能力和人才培养全过程的综合实训项目。
分析工业机器人自动生产线工艺过程,组装LED手电筒作业分为供料、定位、装配和检验入库4个生产工序,完成这4个工序生产作业任务,需要操作和运维技术人员掌握176项操作技能要领,以此要领为线下实操实训项目,按照“能实不虚、虚实结合、相互补充”的原则,分别安排在机械传动、电气控制、软件应用和系统集成等4个系统模块13个实训室(见图1)实操实训。
图1
线上实训育人生态圈,以工业机器人技术实训云平台为载体,建设实训教学资源库、实训教学管理系统和虚拟仿真实训系统等3个实训教学环境和资源。
实训教学资源库。主要包括(1)工业机器人技术专业基础课程和专业课程教学用课程资源。包括课程标准、课程教案、新形态教材、教学进程表、教学软件等。(2)13个线下实训室176个实操实训教学项目的实训教学标准、实训操作指导书、实训教学示范视频等。(3)互联网上开放共享实训软件,教学资源库链接,精品在线开放课程教学平台课程资源。(4)主流五大品牌工业机器人工作站产品使用说明书、编程软件安装包、技术标准规范等资料。(6)ABBIRB120-3/0.6六自由度多功能机器人集成柔性自动生产线附带的相关实训软件和技术资料。
实训教学管理系统。运用虚拟技术在教学资源云平台上,搭建线上实训教学管理系统,为教师和学生分别设置实训教学空间。按照课程对学生完成的实训项目、实训时间、实训报告等进行跟踪记录和评价,通过实训过程日志,对学生形成过程性评价考核。
虚拟仿真实训教学系统。主要包括(1)桌面级虚拟仿真。例如《电工电子技术》课程实训软件Multisim计算机仿真等。(2)沉浸性虚拟仿真。例如虚拟工业机器人软件工业机器人柔性自动生产线系统三维动图、动画、场景视频。(3)增强型虚拟仿真。例如工业机器人系统安装与维护虚拟仿真操作实训。(4)分布式虚拟仿真。虚拟工业机器人技术综合实训室与机房互联,实现RobotStudio多点离线编制和分布式远程验证实训。
为把线上和线下两个生态圈建设成为能够全员全过程全方位有效育人示范性实训基地,主要从实训项目、职业场景、网络空间、制度规范、专业文化、线上资源等六项育人要素入手,着力建设虚实互济,和谐共生,基于教育信息化2.0行动计划视域下实训基地育人新生态。
(1)实训项目。以工业机器人操作和运维职业岗位176项操作技能为脉络,分别按基础技能、专业技能和综合技能的三种形式,映射到工业机器人技术专业12门主干课程中,根据课程实训教学标准和实训基地条件建设标准,逐一对接配置实训资源。
(2)职业场景。在线下实训场所环境条件建设和设备硬件资源配置时,首先把实训室安全健康、环保节能放在首要位置。其次实训设备选型时,将生产领域应用广泛的经典机型引进实训室。第三安排生产线上工业机器人工作站工艺布置,工位器具摆放,物料流转路径等环节时,着力营造工业机器人自动生产车间工作氛围。第四综合实训室使用的工艺文件、质量标准和检测方法、设备操作指导书等与企业生产车间保持相同或相近。
(3)网络与空间。实训室采用千兆光纤接入,室内局域网组建采用千兆交换机,实现千兆带宽进实训室,百兆带宽到桌面,无线网络4G/5G双模全覆盖。保持宽带与无线网络泛在易得,畅通高效。为每名师生在实训云平台上配置20G实训教学空间。
(4)线上资源。在线上实训教学云平台,汇聚课程学习资源、实训教学项目资源、虚拟仿真实训资源、专业实训教学软件、校外实训资源汇编与链接、工业机器人行业技术标准规范汇编等优质资源。
(5)制度规范。分别制定有面向教师的实训室使用管理规定、实训教学安全操作规程等。面向学生的实训守则、实训室安全操作规程、实训室“5S”管理规范等。面向实训室专职管理人员的实训室安全管理规定、实训室设备资产管理办法。面向全体实训教学参与人员的实训室安全准入管理规定等。
(6)专业文化。首先是通过工业机器人柔性制造车间“5S”现场管理的规划设计,精益生产管理设备和工位器具的布局,呈现工业机器人技术专业物态文化特色。其次是通过系列教学管理、生产管理制度和技术文件构建自身特有的制度文化。第三是通过RobotStudio编程竞赛、创新设计竞赛等活动,打造工业机器人实训教学特色行为文化。第四是通过实训环境中走廊文化展板,引导学生正确价值取向,增强劳动意识,提高专业荣誉感和自信心。
高职教育实训基地育人新生态建设,(1)配置了8台专用服务器及其相应辅助设备,运用虚拟技术搭建了校级私有实训云平台,安装工业机器人技术专业实训软件36套,为集成校级信息系统大平台发挥了示范引领作用。(2)通过线上线下实训育人生态圈建设,参与建设的教师和学生得到了实践锻炼,增强了业务能力,提高了教师和学生信息化素养。(3)建成使用两年,学生通过项目任务驱动,利用开放共享平台,在自己网络空间,线上线下交互实训,自主完成实训教学任务,增强了学习自觉性、主动性,促进了机器人技术专业的教育教学改革。(4)作为数字校园实训云平台先试先建示范案例,为其他高职教育专业实训基地建设,提供了可复制推广应用方案。