“智能制造产线生产性实训”教学设计与研究

[摘           要]  国家“十四五”规划和2035年远景目标纲要中明确提出：着力发展智能装备，强力推进制造强国战略，促进中国制造业智能化转型升级。基于智能制造背景对高职院校机械类专业教学改革的推動，分析“智能制造产线生产性实训”课程教学内容，对课程教学进行整体设计;以智能制造产线联调电机轴加工项目为例构建理实一体实训课堂;梳理课程教学过程中采用的方法及策略;总结课程实施成效。以期构建“智能制造产线生产性实训”课程理实一体生产性实训教学模式，打造生产性实训高效课堂，培育高质量智能制造装备技能人才。

[关    键   词]  智能制造产线;生产性实训;教学设计;教学实施

[中图分类号]  G712                    [文献标志码]  A                  [文章编号]  2096-0603（2022）21-0058-03

智能制造是制造业的皇冠，是各国制造业抢占的战略高地，智能制造产业也是湖北省十六条重点建设产业链之一。为了更好地服务湖北省智能制造业的发展，

我校机械制造及自动化专业依托我校智能制造实训基地——智能制造自动化生产线，开展理实一体综合生产性实训教学研究，以期打造生产性实训高效课堂，构建理实一体智能制造产线生产性实训教学模式，培育智能制造装备高质量技能型人才[1]。

一、“智能制造产线生产性实训”教学设计

（一）课程及教学内容定位

“智能制造产线生产性实训”是我校智能制造专业群高层拓展课程，也是我校校本特色课程。前置课程有“机器人调试”“数控加工与编程”“PLC电气控制”“智能制造设备装调”，后续课程有“毕业设计”“顶岗实习”，其在机械制造及自动化专业课程体系中起承上启下的作用。“智能制造产线生产性实训”课程教学目标为培养学生智能制造单元维护实践操作技能，是一门综合型生产性实训课程[2]。

响应教育部对职业教育教学质量的要求，课程贯彻“岗课赛证融通，综合育人”的要求，分析课程智能制造单元维护岗位典型工作任务，对接机械制造及自动化专业课程体系，中国技能大赛智能制造单元维护赛项赛题和评分标准，“1+X”智能制造单元维护职业技能标准，结合专业人才培养方案，制订了课程标准。整理整合本门课程的知识点与技能点，校企合作共同开发了五个智能制造产线联调实训项目：项目一“智能制造产线认知”，项目二“智能产线联调电机轴加工”，项目三“智能产线联调前端盖加工”，项目四“智能产线联调后端盖加工”，项目五“智能产线中国技能大赛装配件加工”。并与企业合作编写《智能制造产线联调》校本活页式实训教材;建有课程教学数字化教学资源库。

本次教学设计与教学实施内容以项目二——智能产线联调电机轴加工——故障排查环节为例，前序产线联调软件仿真，后续产线联调联动，是实现智能制造产线自动化规模化生产的关键技能点。

（二）学情分析及教学目标制订

本课程授课对象是机械制造及自动化专业校企合作订单班大二学生。为了更好地实施教学，我们从知识技能、能力素养、学习特点三个方面对学情进行了分析。目前学生已经具备一定的智能制造理论基础，但工程实践经验不足;部分学生经过技能竞赛集训，具备一定的自主探究学习能力，对智能制造产线生产实训，具有较强烈的实践愿望;但产线实战、安全生产意识薄弱，设备规范操作意识不强，团结协作的能力、吃苦耐劳的品质有待加强锻炼。基于以上教学内容与学情分析，结合课程标准和岗位能力要求，制订了本次课程的知识、能力、素养、思政四个教学目标。知识目标：掌握智能制造产线故障排查的方法与步骤;能力目标：能够进行智能制造产线故障排查操作;素养目标：培养学生爱岗敬业的工作态度和团队沟通协作能力;思政目标：向学生浸润精益求精的工匠精神，树立智能制造职业自信[3]。

二、“智能制造产线生产性实训”教学组织与策略

（一）教学组织

我校的智能制造产线，占地面积大，生产流程长，生产模块众多，分为仓储单元、加工单元、清洗单元、检测单元、MES总控五个生产模块。产线操作设备多，程序控制复杂，产线联调涉及多模块多岗位，课程实训难度大。基于产线五个生产模块，课程实施过程中，将学生分组定岗，并轮流分组换岗，实训现场由一名专业教师主讲，两名企业教师巡回指导，维护安全秩序，开展生产实训教学[4]。

（二）教学策略

智能制造生产性实训，以行动导向、任务驱动为教学策略主线。本次实训项目以C919国产大飞机电机轴加工为实训任务载体，激发学生的学习热情与爱国情怀;以学生为主体，将智能制造产线分模块、分任务、分岗位、让学生在生产实践中实现做中学、做中思，完成产线联调实训任务。

教学过程合理使用软硬件资源，运用数字化双胞胎仿真软件、云端U盘资源库等软件助力智能制造产线调试;采用排故口诀、小组讨论、五星联调能手评定等方法，层层递进，过程化激励学生学习动力。

整个实训教学过程采用五化融合教学手段——实训形式岗位化、实训模式合作化、实训内容任务化、实训场景企业化、实训评价过程化，开展理实一体实训教学。实训形式岗位化：我们的智能制造产线分为五个模块，每个模块为一组，每组三岗，每岗两人。实训模式合作化：组内分工协作完成单元模块调试，组间团结合作，实现产线联动联调。实训内容任务化：以国产C919民用大飞机电机轴加工-产线联调为总任务，以模块调试为小组任务，以岗位为个人任务，分组定岗，全员驱动，解决产线调试重点。以数字化双胞胎仿真软件助力教学，以口诀规范故障排查，破解产线调试故障排查难点。实训场景企业化：实训项目对接企业订单，产线调试对接企业生产模式，进行产学一体实训教学。实训评价过程化：我们采用第三课堂打卡，第一课堂评选五星联调能手，第二课堂企业评价，实现过程化综合考评。

三、“智能制造产线生产性实训”教学实施过程

（一）实训教学模式

基于智能制造产线联调综合生产实训，构建校企共育第一实训课程，赛证促学第二拓展课堂，素质养成第三线上课堂，“三课堂联动”实训教学模式。

（二）實训实施过程

课前——第三课堂线上打卡

学生登录云课堂，进行智能制造产线联调视频打卡，并完成课前测试，进行预习。教师根据课前测试和线上打卡考勤，调整教学方法和教学策略，聚焦本次实训教学重难点。本次课前测试结果显示学生清楚产线结构及各模块功能，但故障排查方法不清楚，教师聚焦本次产线联调重难点为智能制造产线系统故障排查。

课中——第一实训课堂导学

根据产线联调实训任务，设计入产线—查产线—调产线—验产线四环节教学活动主线。

入产线：教师对学生进行安全教育，学生背诵安全口诀，整理着装，戴好安全帽，分组入岗，为产线联调做好准备。

查产线：教师指导学生开机，启动产线，预设故障发生，引导学生小组讨论，排查故障原因;学生进行小组讨论，分析故障原因;锻炼学生发现问题、分析问题的探究能力。

调产线：教师讲解理论知识，并逐步引导学生排除故障，归纳操作口诀，明确产线联调的方法与步骤;学生通过云端U盘，进行小组自查、互查、验证，逐步排除故障;锻炼学生的实践操作能力和规范操作意识。

验产线：教师巡回指导，规范学生安全操作;学生运用所学，组内分工协作，排除故障，组间团结合作，实现产线联调;锻炼学生的团结协作能力及吃苦耐劳的劳动品质。

课后——第二拓展课堂赛证促学

学生登录云课堂，提交实训报告，并完成技能竞赛及技能考证题库测试。教师根据课前测、评星情况、实训报告、赛证题库测试，对学生实训成绩进行综合评定，评选五星联调能手，激发学生的学习动力。

通过三课堂联动，理实一体实训教学，锻炼学生产线联调综合技能，提升学生技能修养，培育爱岗敬业的劳动态度，树立精益求精的工匠精神。

四、“智能制造产线生产性实训”学习效果

（一）学有所得达成学习目标

第一实训课堂，学生分组定岗，分组轮岗，基于五个智能制造产线联调实训项目，夯实学生智能制造产线联调综合技能实训过程，学生参与度高，教学目标有效达成。大数据显示，课中实践环节学生参与度达95%，五星联调能手获评率达93%。

（二）学有所长提升职业技能

第二拓展课堂，学生通过参加职业技能竞赛和“1+X”考证，锻炼提升职业技能。大数据显示，近三年来，学生技能竞赛获奖率和“1+X”考证通过率逐年攀升。

（三）学有所悟，树立职业自信

三课堂联动实训教学模式，岗课赛证综合育人，通过产线联调实训成果，让学生体悟到团结就是力量，劳动创造价值。培育学生爱岗敬业的劳动态度、精益求精的工匠精神，树立学生对智能制造的职业自信。大数据显示，近三年来，学生就业率及就业对口率显著提升。

五、“智能制造产线生产性实训”教学反思与改进

1.智能制造产线联调过程中，由于设备较多，实训案例生产流程较长，产线运行过程中可能会产生各种故障，故障排查困难。少数故障学生在实训手册中查找不到原因或故障排除方案，造成在有限的教学课时内，产线联动难，课堂效率低。在今后教学中，计划师生共同持续丰富优化故障排查及操作手册，形成云端U盘资源库，丰富故障排查成功案例，提高课堂教学效率。

2.智能制造产线联调过程中，故障排查学生在产线的操作规范性及安全意识方面薄弱;在今后教学过程中引入仿真软件，锻炼学生的操作能力;并加强安全教育，提升技能及岗位安全意识。

3.“智能制造产线联调实训”教学过程中，内容涉及PLC程序、机器人程序的编写与调试以及产线搬运单元调试与故障排查，综合性较强，部分学生实践教学环节参与度不高。在今后的教学中，将加强教师与学生的沟通，与辅导员一起做好学生思想工作，提升学习兴趣，树立职业自信。

六、“智能制造产线生产性实训”教学设计与实施的特色与创新

（一）岗课赛证综合育人

智能制造产线联调实训内容对接智能制造大赛赛题，实训技能对接“1+X”职业技能考证考点，实训岗位对接智能制造单元设备维修工，构建岗课赛证综合育人教学模式。

（二）校企合作协同育人

智能制造产线联调实训，采用校企合作开发的实训项目，实训过程由专业教师与企业教师共同指导，实训产品对接企业生产订单，打造校企合作协同育人实训教学模式。

（三）三课堂联动，五星激励

三课堂联动，将复杂的智能制造产线分模、分任务、分岗位联调，化整为零;联零为整，体现职教特色;五星激励，层层递进，过程化激励，凸显学生主体[5]。

（四）劳动教育融入教学

在实操中，学生通过反复查找故障、团队合作纠错、清扫和整理机器工作站等实践活动，锻炼吃苦耐劳的劳动精神;践行6S职业素养的同时，对一个任务反复优化，直至达到最优调试结果，培养了学生精益求精的工匠精神;小组团队合作，成功调试程序，使学生养成“劳动创造价值”的价值观和“团结就是力量”的团队精神;教学设备全部为国产企业制造，树立学生对中国智能制造的信心。

（五）技能匠师，示范操作

本次教学案例综合性与实践性强，教学团队成员团队教师由企业技能名师与校内名师共同担任，操作规程熟悉，设备操作熟练，教师发挥技能优势，在教学过程中，有效示范工业机器人PLC、工业机器人编程、MES系统运行及现场设备操作等专业知识与技能。

（六）贯彻“主导—主体”相结合教育思想，大胆进行“三教”改革

教师根据技能优势有效教学，组织促进学习，学生发挥自身性格特点优势，成为知识建构主体。教材以国家规划教材及融入职业岗位核心能力的校企合编活页式教材为主，融入“1+X”职业技能等级证书考试内容，校企合作开发丰富信息化教学资源配合。多种教学方法，凸显学生主体，使学生学有所得、学有所长、学有

所悟。

七、“智能制造产线生产性实训”教學设计与实施总结

智能制造及高端装备产业在实现中国制造由弱到强的转变中肩负着重要使命。“十四五”规划和2035年远景目标纲要中明确提出：着力发展智能装备，强力推进制造强国战略，促进中国制造业智能化转型升级。

本文深入分析“智能制造产线生产性实训”课程教学内容，对课程教学进行了整体设计，并以智能制造产线联调电机轴加工项目为例构建了理实一体实训课堂，梳理了课程教学过程中采用的方法及策略;总结了课程实施成效，以期构建校企合作订单培养、师生同心、“岗课赛证融合，三课堂联动”的智能制造产线生产实训教学模式，培育高质量智能制造装备技能人才[6]。

参考文献：

[1]王天凯.牢牢抓住创新驱动加快推进纺织产业升级转型[J].成都纺织高等专科学校学报，2015（2）：1-5.

[2]段宜学.智能制造与职业教育发展[J].商品与质量，2015（41）：259-260.

[3]肖志余.智能制造背景下高职院校模具专业3+2招生教学衔接研究[J].教育教学论坛，2018（47）：260-261.

[4]韩志.我国工业高质量发展的影响因素研究[D].北京：对外经济贸易大学，2019.

[5]邱福明.高职专业群与产业链协同创新的价值与路径探索[J].中国高等教育，2020（8）：1-5.

[6]师慧丽，张文娟.面向“中国制造2025”的技能型人才培养模式[J].中国工程机械学报，2017（1）：90-94.

◎编辑 郑晓燕

①基金项目：湖北省职业技术教育学会研究项目“智能制造背景下模具专业课程体系改革研究”（ZJGB2019085）。

作者简介：肖志余（1982—），女，汉族，天津人，研究生，副教授，研究方向：高职职业教育。