“智能制造產線生產性實訓”教學設計與研究

[摘? ? ? ? ? ?要]? 國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要中明確提出：著力發(fā)展智能裝備，強力推進制造強國戰(zhàn)略，促進中國制造業(yè)智能化轉型升級。基于智能制造背景對高職院校機械類專業(yè)教學改革的推動，分析“智能制造產線生產性實訓”課程教學內容，對課程教學進行整體設計;以智能制造產線聯(lián)調電機軸加工項目為例構建理實一體實訓課堂;梳理課程教學過程中采用的方法及策略;總結課程實施成效。以期構建“智能制造產線生產性實訓”課程理實一體生產性實訓教學模式，打造生產性實訓高效課堂，培育高質量智能制造裝備技能人才。

[關? ? 鍵? ?詞]? 智能制造產線;生產性實訓;教學設計;教學實施

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2022）21-0058-03

智能制造是制造業(yè)的皇冠，是各國制造業(yè)搶占的戰(zhàn)略高地，智能制造產業(yè)也是湖北省十六條重點建設產業(yè)鏈之一。為了更好地服務湖北省智能制造業(yè)的發(fā)展，

我校機械制造及自動化專業(yè)依托我校智能制造實訓基地——智能制造自動化生產線，開展理實一體綜合生產性實訓教學研究，以期打造生產性實訓高效課堂，構建理實一體智能制造產線生產性實訓教學模式，培育智能制造裝備高質量技能型人才[1]。

一、“智能制造產線生產性實訓”教學設計

（一）課程及教學內容定位

“智能制造產線生產性實訓”是我校智能制造專業(yè)群高層拓展課程，也是我校校本特色課程。前置課程有“機器人調試”“數控加工與編程”“PLC電氣控制”“智能制造設備裝調”，后續(xù)課程有“畢業(yè)設計”“頂崗實習”，其在機械制造及自動化專業(yè)課程體系中起承上啟下的作用。“智能制造產線生產性實訓”課程教學目標為培養(yǎng)學生智能制造單元維護實踐操作技能，是一門綜合型生產性實訓課程[2]。

響應教育部對職業(yè)教育教學質量的要求，課程貫徹“崗課賽證融通，綜合育人”的要求，分析課程智能制造單元維護崗位典型工作任務，對接機械制造及自動化專業(yè)課程體系，中國技能大賽智能制造單元維護賽項賽題和評分標準，“1+X”智能制造單元維護職業(yè)技能標準，結合專業(yè)人才培養(yǎng)方案，制訂了課程標準。整理整合本門課程的知識點與技能點，校企合作共同開發(fā)了五個智能制造產線聯(lián)調實訓項目：項目一“智能制造產線認知”，項目二“智能產線聯(lián)調電機軸加工”，項目三“智能產線聯(lián)調前端蓋加工”，項目四“智能產線聯(lián)調后端蓋加工”，項目五“智能產線中國技能大賽裝配件加工”。并與企業(yè)合作編寫《智能制造產線聯(lián)調》校本活頁式實訓教材;建有課程教學數字化教學資源庫。

本次教學設計與教學實施內容以項目二——智能產線聯(lián)調電機軸加工——故障排查環(huán)節(jié)為例，前序產線聯(lián)調軟件仿真，后續(xù)產線聯(lián)調聯(lián)動，是實現智能制造產線自動化規(guī)模化生產的關鍵技能點。

（二）學情分析及教學目標制訂

本課程授課對象是機械制造及自動化專業(yè)校企合作訂單班大二學生。為了更好地實施教學，我們從知識技能、能力素養(yǎng)、學習特點三個方面對學情進行了分析。目前學生已經具備一定的智能制造理論基礎，但工程實踐經驗不足;部分學生經過技能競賽集訓，具備一定的自主探究學習能力，對智能制造產線生產實訓，具有較強烈的實踐愿望;但產線實戰(zhàn)、安全生產意識薄弱，設備規(guī)范操作意識不強，團結協(xié)作的能力、吃苦耐勞的品質有待加強鍛煉。基于以上教學內容與學情分析，結合課程標準和崗位能力要求，制訂了本次課程的知識、能力、素養(yǎng)、思政四個教學目標。知識目標：掌握智能制造產線故障排查的方法與步驟;能力目標：能夠進行智能制造產線故障排查操作;素養(yǎng)目標：培養(yǎng)學生愛崗敬業(yè)的工作態(tài)度和團隊溝通協(xié)作能力;思政目標：向學生浸潤精益求精的工匠精神，樹立智能制造職業(yè)自信[3]。

二、“智能制造產線生產性實訓”教學組織與策略

（一）教學組織

我校的智能制造產線，占地面積大，生產流程長，生產模塊眾多，分為倉儲單元、加工單元、清洗單元、檢測單元、MES總控五個生產模塊。產線操作設備多，程序控制復雜，產線聯(lián)調涉及多模塊多崗位，課程實訓難度大。基于產線五個生產模塊，課程實施過程中，將學生分組定崗，并輪流分組換崗，實訓現場由一名專業(yè)教師主講，兩名企業(yè)教師巡回指導，維護安全秩序，開展生產實訓教學[4]。

（二）教學策略

智能制造生產性實訓，以行動導向、任務驅動為教學策略主線。本次實訓項目以C919國產大飛機電機軸加工為實訓任務載體，激發(fā)學生的學習熱情與愛國情懷;以學生為主體，將智能制造產線分模塊、分任務、分崗位、讓學生在生產實踐中實現做中學、做中思，完成產線聯(lián)調實訓任務。

教學過程合理使用軟硬件資源，運用數字化雙胞胎仿真軟件、云端U盤資源庫等軟件助力智能制造產線調試;采用排故口訣、小組討論、五星聯(lián)調能手評定等方法，層層遞進，過程化激勵學生學習動力。

整個實訓教學過程采用五化融合教學手段——實訓形式崗位化、實訓模式合作化、實訓內容任務化、實訓場景企業(yè)化、實訓評價過程化，開展理實一體實訓教學。實訓形式崗位化：我們的智能制造產線分為五個模塊，每個模塊為一組，每組三崗，每崗兩人。實訓模式合作化：組內分工協(xié)作完成單元模塊調試，組間團結合作，實現產線聯(lián)動聯(lián)調。實訓內容任務化：以國產C919民用大飛機電機軸加工-產線聯(lián)調為總任務，以模塊調試為小組任務，以崗位為個人任務，分組定崗，全員驅動，解決產線調試重點。以數字化雙胞胎仿真軟件助力教學，以口訣規(guī)范故障排查，破解產線調試故障排查難點。實訓場景企業(yè)化：實訓項目對接企業(yè)訂單，產線調試對接企業(yè)生產模式，進行產學一體實訓教學。實訓評價過程化：我們采用第三課堂打卡，第一課堂評選五星聯(lián)調能手，第二課堂企業(yè)評價，實現過程化綜合考評。

三、“智能制造產線生產性實訓”教學實施過程

（一）實訓教學模式

基于智能制造產線聯(lián)調綜合生產實訓，構建校企共育第一實訓課程，賽證促學第二拓展課堂，素質養(yǎng)成第三線上課堂，“三課堂聯(lián)動”實訓教學模式。

（二）實訓實施過程

課前——第三課堂線上打卡

學生登錄云課堂，進行智能制造產線聯(lián)調視頻打卡，并完成課前測試，進行預習。教師根據課前測試和線上打卡考勤，調整教學方法和教學策略，聚焦本次實訓教學重難點。本次課前測試結果顯示學生清楚產線結構及各模塊功能，但故障排查方法不清楚，教師聚焦本次產線聯(lián)調重難點為智能制造產線系統(tǒng)故障排查。

課中——第一實訓課堂導學

根據產線聯(lián)調實訓任務，設計入產線—查產線—調產線—驗產線四環(huán)節(jié)教學活動主線。

入產線：教師對學生進行安全教育，學生背誦安全口訣，整理著裝，戴好安全帽，分組入崗，為產線聯(lián)調做好準備。

查產線：教師指導學生開機，啟動產線，預設故障發(fā)生，引導學生小組討論，排查故障原因;學生進行小組討論，分析故障原因;鍛煉學生發(fā)現問題、分析問題的探究能力。

調產線：教師講解理論知識，并逐步引導學生排除故障，歸納操作口訣，明確產線聯(lián)調的方法與步驟;學生通過云端U盤，進行小組自查、互查、驗證，逐步排除故障;鍛煉學生的實踐操作能力和規(guī)范操作意識。

驗產線：教師巡回指導，規(guī)范學生安全操作;學生運用所學，組內分工協(xié)作，排除故障，組間團結合作，實現產線聯(lián)調;鍛煉學生的團結協(xié)作能力及吃苦耐勞的勞動品質。

課后——第二拓展課堂賽證促學

學生登錄云課堂，提交實訓報告，并完成技能競賽及技能考證題庫測試。教師根據課前測、評星情況、實訓報告、賽證題庫測試，對學生實訓成績進行綜合評定，評選五星聯(lián)調能手，激發(fā)學生的學習動力。

通過三課堂聯(lián)動，理實一體實訓教學，鍛煉學生產線聯(lián)調綜合技能，提升學生技能修養(yǎng)，培育愛崗敬業(yè)的勞動態(tài)度，樹立精益求精的工匠精神。

四、“智能制造產線生產性實訓”學習效果

（一）學有所得達成學習目標

第一實訓課堂，學生分組定崗，分組輪崗，基于五個智能制造產線聯(lián)調實訓項目，夯實學生智能制造產線聯(lián)調綜合技能實訓過程，學生參與度高，教學目標有效達成。大數據顯示，課中實踐環(huán)節(jié)學生參與度達95%，五星聯(lián)調能手獲評率達93%。

（二）學有所長提升職業(yè)技能

第二拓展課堂，學生通過參加職業(yè)技能競賽和“1+X”考證，鍛煉提升職業(yè)技能。大數據顯示，近三年來，學生技能競賽獲獎率和“1+X”考證通過率逐年攀升。

（三）學有所悟，樹立職業(yè)自信

三課堂聯(lián)動實訓教學模式，崗課賽證綜合育人，通過產線聯(lián)調實訓成果，讓學生體悟到團結就是力量，勞動創(chuàng)造價值。培育學生愛崗敬業(yè)的勞動態(tài)度、精益求精的工匠精神，樹立學生對智能制造的職業(yè)自信。大數據顯示，近三年來，學生就業(yè)率及就業(yè)對口率顯著提升。

五、“智能制造產線生產性實訓”教學反思與改進

1.智能制造產線聯(lián)調過程中，由于設備較多，實訓案例生產流程較長，產線運行過程中可能會產生各種故障，故障排查困難。少數故障學生在實訓手冊中查找不到原因或故障排除方案，造成在有限的教學課時內，產線聯(lián)動難，課堂效率低。在今后教學中，計劃師生共同持續(xù)豐富優(yōu)化故障排查及操作手冊，形成云端U盤資源庫，豐富故障排查成功案例，提高課堂教學效率。

2.智能制造產線聯(lián)調過程中，故障排查學生在產線的操作規(guī)范性及安全意識方面薄弱;在今后教學過程中引入仿真軟件，鍛煉學生的操作能力;并加強安全教育，提升技能及崗位安全意識。

3.“智能制造產線聯(lián)調實訓”教學過程中，內容涉及PLC程序、機器人程序的編寫與調試以及產線搬運單元調試與故障排查，綜合性較強，部分學生實踐教學環(huán)節(jié)參與度不高。在今后的教學中，將加強教師與學生的溝通，與輔導員一起做好學生思想工作，提升學習興趣，樹立職業(yè)自信。

六、“智能制造產線生產性實訓”教學設計與實施的特色與創(chuàng)新

（一）崗課賽證綜合育人

智能制造產線聯(lián)調實訓內容對接智能制造大賽賽題，實訓技能對接“1+X”職業(yè)技能考證考點，實訓崗位對接智能制造單元設備維修工，構建崗課賽證綜合育人教學模式。

（二）校企合作協(xié)同育人

智能制造產線聯(lián)調實訓，采用校企合作開發(fā)的實訓項目，實訓過程由專業(yè)教師與企業(yè)教師共同指導，實訓產品對接企業(yè)生產訂單，打造校企合作協(xié)同育人實訓教學模式。

（三）三課堂聯(lián)動，五星激勵

三課堂聯(lián)動，將復雜的智能制造產線分模、分任務、分崗位聯(lián)調，化整為零;聯(lián)零為整，體現職教特色;五星激勵，層層遞進，過程化激勵，凸顯學生主體[5]。

（四）勞動教育融入教學

在實操中，學生通過反復查找故障、團隊合作糾錯、清掃和整理機器工作站等實踐活動，鍛煉吃苦耐勞的勞動精神;踐行6S職業(yè)素養(yǎng)的同時，對一個任務反復優(yōu)化，直至達到最優(yōu)調試結果，培養(yǎng)了學生精益求精的工匠精神;小組團隊合作，成功調試程序，使學生養(yǎng)成“勞動創(chuàng)造價值”的價值觀和“團結就是力量”的團隊精神;教學設備全部為國產企業(yè)制造，樹立學生對中國智能制造的信心。

（五）技能匠師，示范操作

本次教學案例綜合性與實踐性強，教學團隊成員團隊教師由企業(yè)技能名師與校內名師共同擔任，操作規(guī)程熟悉，設備操作熟練，教師發(fā)揮技能優(yōu)勢，在教學過程中，有效示范工業(yè)機器人PLC、工業(yè)機器人編程、MES系統(tǒng)運行及現場設備操作等專業(yè)知識與技能。

（六）貫徹“主導—主體”相結合教育思想，大膽進行“三教”改革

教師根據技能優(yōu)勢有效教學，組織促進學習，學生發(fā)揮自身性格特點優(yōu)勢，成為知識建構主體。教材以國家規(guī)劃教材及融入職業(yè)崗位核心能力的校企合編活頁式教材為主，融入“1+X”職業(yè)技能等級證書考試內容，校企合作開發(fā)豐富信息化教學資源配合。多種教學方法，凸顯學生主體，使學生學有所得、學有所長、學有

所悟。

七、“智能制造產線生產性實訓”教學設計與實施總結

智能制造及高端裝備產業(yè)在實現中國制造由弱到強的轉變中肩負著重要使命。“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要中明確提出：著力發(fā)展智能裝備，強力推進制造強國戰(zhàn)略，促進中國制造業(yè)智能化轉型升級。

本文深入分析“智能制造產線生產性實訓”課程教學內容，對課程教學進行了整體設計，并以智能制造產線聯(lián)調電機軸加工項目為例構建了理實一體實訓課堂，梳理了課程教學過程中采用的方法及策略;總結了課程實施成效，以期構建校企合作訂單培養(yǎng)、師生同心、“崗課賽證融合，三課堂聯(lián)動”的智能制造產線生產實訓教學模式，培育高質量智能制造裝備技能人才[6]。

參考文獻：

[1]王天凱.牢牢抓住創(chuàng)新驅動加快推進紡織產業(yè)升級轉型[J].成都紡織高等專科學校學報，2015（2）：1-5.

[2]段宜學.智能制造與職業(yè)教育發(fā)展[J].商品與質量，2015（41）：259-260.

[3]肖志余.智能制造背景下高職院校模具專業(yè)3+2招生教學銜接研究[J].教育教學論壇，2018（47）：260-261.

[4]韓志.我國工業(yè)高質量發(fā)展的影響因素研究[D].北京：對外經濟貿易大學，2019.

[5]邱福明.高職專業(yè)群與產業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新的價值與路徑探索[J].中國高等教育，2020（8）：1-5.

[6]師慧麗，張文娟.面向“中國制造2025”的技能型人才培養(yǎng)模式[J].中國工程機械學報，2017（1）：90-94.

◎編輯 鄭曉燕

①基金項目：湖北省職業(yè)技術教育學會研究項目“智能制造背景下模具專業(yè)課程體系改革研究”（ZJGB2019085）。

作者簡介：肖志余（1982—），女，漢族，天津人，研究生，副教授，研究方向：高職職業(yè)教育。