基于產教融合的中高職五維一體化貫通人才培養的實踐研究
——以工業機器人技術應用專業為例

文/東莞市教育局教研室 周淑彥 東莞理工學校 羅梓杰

一、引言

職業教育作為連接企業和教育的橋梁，其發展必須通過產教融合的方式來實現。國內外的實踐充分證明良好的校企合作是職業教育的根本出路。但從實踐來看，真正實施“校企合作、工學結合”還有較大的困難，松散型、淺層次、隨機性的校企合作仍然隨處可見。[1]

為此，2019年1月，國務院印發《國家職業教育改革實施方案》,提出要促進產教融合校企“雙元”育人，推動校企全面加強深度合作；2019年10月，廣東省出臺《廣東省建設培育產教融合型企業工作方案》，深化產教融合，旨在建設培育產教融合企業。在國家大力推動校企合作的背景下，通過產教融合，培養以工業機器人技術專業為代表的高層次、高技能人才，對破解東莞市智能制造產業人才緊缺難題尤為關鍵。

東莞市結合“完善中職教育與高職教育溝通銜接”的創建要求，先后在多對中、高職院校開展三二分段中高職貫通培養模式試點，其內涵為由中、高職院校共同承擔五年一體化教學的課程設計和教學工作，學生學習年限為五年，“五年一貫制”試點班學生五年都在中職學習。旨在促進中高職教育一體化，提高培育效能，加速培養適合經濟發展需求的高素質技能型人才。[2]

2015年起，東莞理工學校作為東莞市首批開設工業機器人技術專業方向的學校，在工業機器人技術專業的實訓設備、師資力量及教學資源等方面不斷投入。2017年，引入智能制造裝備企業東莞宏友智能科技有限公司，企業在學校里開展生產經營活動。2018年，學校成立ABB應用人才實訓中心及認證考點，完成了“基礎實訓——仿真生產線——場景應用”實訓一體化建設。由于工業機器人技術具有知識和技術密集、多學科綜合交叉、學習周期長的特點，針對這些特點，學校在2018年與東莞職業技術學院合作開辦工業機器人技術專業的五年一貫制培養班，以五年作為學習周期，培養工業機器人技術專業人才。且培養班學生五年均在東莞理工學校完成中、高職階段學業學習，學生畢業后可獲高職文憑。

二、存在問題

工業機器人技術應用專業作為一個新興專業，涉及電子技術、計算機技術與機械技術等，技術附加值高、綜合性強、學習周期長，基于專業的特點和專業人才的要求，該專業多集中開設于高職及應用型本科院校。近年來，在中職開設該專業的學校逐漸增加，中職的工業機器人技術應用專業建設在探索中尚待完善，目前專業建設主要存在的困難有專任師資不足、教學資源缺乏、人才培養模式不成熟、可借鑒的建設樣例較少。這些因素制約著專業的發展，同時，工業機器人技術應用專業的人才培養數量和質量都還不能滿足我國工業機器人產業迅速發展對高質量人才的需求。通過“中國知網”平臺，以“中高職貫通”和“工業機器人技術”為組合關鍵詞進行檢索，未搜到相關文獻。由此可知，工業機器人技術應用專業的中高職貫通人才培養的相關研究不多，基于產教融合背景下的工業機器人技術專業中高職貫通人才培養模式的探索更少。

三、思路和方法

打通產教融合背景下的中高職貫通人才培養模式的核心通道在于能否明確界定中職、高職兩個不同階段培養目標的遞進、延展和銜接關系[3]，才可以解決中職、高職相近專業的口徑不一、銜接效能低等問題。

基于當前的政策背景，同時著眼于東莞地區的實際情況，根據中高職工業機器人技術應用專業開辦現狀，從學校、企業之間的關系出發，明確學校角色、企業作用，構建“培養目標、課程、教材、考核評價、實訓實習”五維一體化貫通，通過中職、高職和企業三方融合貫穿五年人才培養鏈條，發揮各方資源優勢，從崗位需求、教學目標、就業情況等層面探討實踐路徑，參照行業企業標準共同確定專業課程標準，構建中高職貫通人才培養方案。

1.目標一體化貫通

工業機器人產業由上游核心零部件制造(減速器、伺服電機和控制器)、中游工業機器人本體制造(機器人機械傳動系統，是機器人系統的執行機構)、下游系統集成及應用(為終端客戶提供整套解決方案，負責系統開發和集成，滿足用戶需求)三大部分組成。通過對工業機器人相關企業進行調研后，明確面向本體制造企業、系統集成商、終端用戶三類企業，針對六項核心工作崗位進行人才培養(見圖1)。

圖1 面向企業及相關崗位職責

從工業機器人技術專業人才層次分布來看，中職畢業生主要側重于操作和裝配，適合從事的崗位有工業機器人操作與維護人員(日常維護)、工業機器人裝配工、工業機器人銷售服務人員等。高職畢業生主要側重于能完成機器人自動化改造和升級改造工作，適合從事的崗位有工業機器人集成開發工程師、技術支持工程師等(見圖2)。

圖2 工業機器人技術專業人才層次分布

2.課程一體化貫通

建立融入企業元素的新型中高職一體化人才培養課程體系，在“中職為基礎、高職為提升”的原則下，突出中職重視“實操”、高職強化“理論”，開發以崗位、職業能力為核心的“模塊化”課程體系。

(1)課程群制定流程——工學結合一體化

課程群的基本特點是知識的關聯與交叉，一個專業的課程體系分為多個課程類別，每個課程類別下又分為橫向、縱向關聯的課程群。[4]課程群建設比單門課程建設涉及面大，在此基礎上建設精品課程，又以精品課程促進課程群建設，對其他課程的改革起到示范作用，對整體教學效果起到引領作用。[5]

工業機器人技術專業從課程體系連續性和完整性出發，按照分層遞進的思路，以產業崗位群的能力要求為標準，開發以崗位需求為核心的“模塊化”課程體系。以工學結合一體化為特征的課程群制定流程如圖3所示。

圖3 工學結合一體化課程群制定過程

(2)課程內容——對接崗位，模塊教學

通過調研工業機器人領域應用人才崗位典型工作任務，分析各崗位需要的能力并轉化為教學內容。課程模塊對接教學內容，既包括機械類、電氣類基礎知識，又包括工業機器人基礎應用、典型應用和綜合生產線調試與應用等專業技能。這意味著不管員工處于工業機器人安裝、調試，還是售后維護等崗位，均需要掌握機械電子、液氣壓、PLC控制、自控、機器人運動學等理論知識和實踐經驗，方能勝任崗位的要求。

需開設的專業基礎課程群包括傳感器應用、機械制圖、電工電子實訓、液壓與氣動傳動技術等課程。中職階段開設的專業核心課程群有機電一體化設備組裝與調試、單片機原理與應用、機器人技術基礎、機器人軟件應用、機器人組裝與調試、機器人工作站組建與維護等課程。而高職階段開設的專業核心課程群包括工業機器人應用系統三維建模、先進組態技術、PLC控制系統安裝與調試、機器視覺應用技術等課程。形成以就業為導向，以能力為本位，以項目課程為主體，職業實踐為主線的課程體系。

(3)教學模式——“理-虛-實”三位一體

在“理虛實一體化”教學架構中，“理”是指基于典型的工作過程和行動導向開發的新形態教材和線上慕課資源，開展翻轉課堂等多形式的理論教學。“虛”指的是根據專業理論運用虛擬仿真實訓軟件及VR沉浸式軟件等數字化資源，開展以虛擬仿真、沉浸體驗教學為主的虛擬教學?！皩崱笔侵搁_展與專業理論對應的實體模型、專業技能動手實操為主的實踐教學。[6]

在具體實施教學過程中，由于傳統的機器人示教編程方式安裝調試時間長、效率低，在軌跡安全、可達性、節拍需求方面缺乏充足驗證。為保證教學高效順利開展、提高學習效果，通過校企簽訂協議，讓企業進駐學校，采用“知識學習+虛擬訓練+實操訓練”三位一體相互驗證的教學模式，其中實操訓練使用企業提供的實際生產設備。

3.教材一體化貫通

在教材開發方面，運用激勵機制讓企業師傅進課堂，中、高職教師下車間，三方合作開發專業核心教材，充實教學資源，解決實訓設備更新迭代快、師資力量薄弱、教材資源缺乏等實際問題。專業教師通過實踐總結出一種便捷有效且符合實際教學的撰寫教材的方法，即通過走訪同品牌工業機器人企業用戶，借鑒企業用戶在使用工業機器人方面豐富的實踐經驗，同時將教師參加各類工業機器人技術培訓資料融合匯編成校本教材，短時間內既可提高授課教師綜合素質，同時形成具有地區或學校特色、符合教學使用的校本教材。

在此基礎上，學校依托教育部與華航唯實、ABB、新時達工業機器人領域職業教育合作項目，在開展工業機器人應用人才培養中心建設工作中，與北京華航唯實機器人科技有限公司，共同編寫《工業機器人操作與編程》等六門核心課程教材，共同開發了基于崗位內容的項目教材課件及慕課資源，并邀請高職院校教師擔任顧問，對教材內容進行嚴格把關，在解決中職學校教材資源缺乏問題的同時，務求實現中高職教材內容不重復、深度遞進的有效銜接。

4.考核評價體系一體化貫通

以過程化考核代替傳統考核，激發學生學習興趣。建立健全考核體系，重點考核學生完成職業能力訓練項目、實現課程目標的狀況和程度，以及學習過程中的綜合表現。以職業標準為導向，建立以培養職業能力為目標的評價機制，實現校方成績評價、企業職業能力評價的結合。

以工作站組建與維護這門課為例，該課程綜合了機械電子、電機拖動和傳感器技術等多學科的知識點，是一門綜合性較強的課程。采用自我評價、小組評價、教師評價、在校企業評價四位一體的過程化考核方式，能較好地檢查學生是否掌握理論知識及實操技能，較為全面地反映學生學習情況和訓練效果，在激發學生學習熱情的同時，使教師更加注重培養學生的職業素質與能力。

在過程化考核中，可以借助過程化考核任務書來強化對學生操作能力的系統訓練，過程化考核任務書的開發是以校內工廠企業生產的工作任務為基礎，結合現有實訓設備并綜合機電一體化技術的基礎知識和技能,由企業師傅融入工業機器人程序編寫、故障排查、定期保養等知識點匯編而成，較好地將企業所需的技能點與校內課程結合起來。

5.實訓實習一體化貫通

中職學校培養能夠適應行業發展需要的初、中級專業人才，高職院校側重與各先進企業合作，提供更多高層次工業機器人研發平臺，提高科研與服務水平；學校一方面與高職合作辦學，實行貫通培養人才，并把辦學點定在本校；另一方面，引企入校。通過把高職、企業匯集于一起，有效打破中、高職與企業的合作壁壘，實現資源共享，解決學校教學與企業實際生產問題，讓中高職貫通人才培養方案更對接崗位實際。

(1)建設“工學結合”一體化教學模式的基礎實訓場所

工業機器人的實訓中心布局參考“工學結合”一體化教學模式改進而成，圍繞工業機器人基本操作、工業機器人典型應用工藝和工業機器人智能生產線安裝調試等三類核心內容按層次進行配置，分別對應仿真教學區、基礎實訓區、應用實訓區及工業機器人應用人才培養中心，既提供虛擬仿真實訓平臺，又能提供模擬生產環境。

(2)引企進校，建構“基礎實訓—仿真產線—場景應用”一體化實訓體系

針對機器人技術更新迭代速度快，產教脫節難題，學校借助校企合作，引入東莞宏友智能科技有限公司，建立工業機器人制造車間等四個場景應用車間，實現基礎學習與不同實際應用方向的有效鏈接。校企雙方參照企業標準修訂人才培養方案，制訂考核評價方案以及學生實訓管理制度等，學生以項目形式到校中廠的不同生產部門，按周期進行輪崗，多項目同時運作，有效地解決學校實訓崗位少的難題。

(3)“過程化”實訓設備的購置

對多數學校而言，實訓設備數量往往無法滿足教學全部需求。為提高設備的使用效率，購置的實訓設施應具備代表性及綜合性，在經費允許的情況下盡可能購置對應的實訓教學設施，同一套設備須盡可能完成任務訓練書上的多項實訓項目。

以學校采購的華航公司開發的教學平臺為例，該平臺以ABB IRB120機器人為核心裝置，桌面工作臺上有四種應用工具，可實現搬運碼垛模擬、異形芯片識別裝配、涂膠、自動鎖螺絲及成品檢測等常用工藝。該設備的開發源于工業現場，整體難度適中，涉及范圍廣，符合工業現場的使用規范，可模擬出多個工位的加工工藝過程，為學生實操提供了一個較好的設備基礎，具備一定的先進性和可擴展性，為后期高職學生訓練做了很好的鋪墊。

四、結論

通過五維一體化貫通，中職、高職、企業三方共建工業機器人應用人才培養體系，進一步深化專業“三元聯動”人才培養模式改革，構建以就業為導向、能力為本位、項目課程為主體、職業實踐為主線的新課程體系。有效解決工業機器人技術專業中高職貫通培養實踐教學過程與企業生產過程對接問題，摸索出一條協同育人、共同發展的新路子，打造了具有示范效應、可推廣的基于產教融合的工業機器人技術專業中高職貫通培養模式，以培養契合東莞城市定位和緊缺人才需求的高素質技能型人才。