“智能制造”視域下技工院校工業機器人應用與維護專業校企合作訂單班探索與實踐

文/唐忠玲

在“智能制造”背景下，探索工業機器人應用與維護專業校企合作訂單班建設的新模式，具有重大意義。本文根據實際情況提出幾點切實可行的建設措施，主要包括積極創新人才培養模式、大力整合現有課程體系、采取豐富的教學手段、校企合作開展專業建設、優化完善課程考核評價體系、校企開展橫向課題并研發新產品、建設實習實訓基地和產品研發中心、培養“一體化”師資隊伍，進而為學生提供更多的實踐機會，提升學生的操作技能，促進技工學校學生的全面發展。

在我國工業生產制造領域，工業機器人占據主要位置，其無論是內部系統的智能化模塊還是外部系統的自動化模塊，都能在一定程度上提高工業領域運營效率，進一步推動我國工業領域轉型。因此，企業對工業機器人應用與維護這一細分領域的要求在不斷提高。工業機器人應用與維護作為當前職業教育的重點，雖然有部分院校加強了教學實踐環節，但由于各個方面的限制，大部分技工院校的學生難以滿足行業高速發展的需求。因此，在產教融合和校企合作辦學模式的背景下，如何科學地開展工業機器人應用與維護的專業課程教學，加強對實訓平臺的構建，確保專業課程教學活動有效開展，成為廣大技工院校面臨的共同問題。

一、研究背景

近年來，我國經濟轉入了高質量發展階段。實現中國制造到中國智造的轉變，離不開工業機器人這一國家新興戰略的支持。由于工業機器人在工業領域出現的全新裝置，相關的教育仍處于探索階段。因此，培養工業機器人應用與維護專業人才，還存在一定問題：首先，學生對日后工作的具體崗位并沒有明確認知，尤其是對行業背景、工作內容及就業局勢等，在自我定位上沒有和專業聯系在一起，以致缺少專業認同感，極易出現消極情緒；其次，技工院校在培養學生方面側重于理論教學，實際應用教學方面做得不夠深入，沒有為學生提供更多的實習實訓機會，學生難以鍛煉解決問題的能力和創新能力；再次，許多職業院校開辦相關專業的時間較短，師資力量較為薄弱，開辦班級數量有限；最后，培養一名合格的工業機器人應用與維護人才需要5年時間，技工院校培養的工業機器人應用與維護專業的畢業生數量和質量均較為單薄。

其原因主要如下：其一，學校雖然進行了專業設置，但與產業需求沒有相對應，專業課數量不夠，課程內容和職業標準難以有效銜接；其二，學校雖然建設了相應的實訓室，但設備比較落后，也沒有進一步完善工業機器人實訓設備，給專業實訓基地建設工作帶來一定的負面影響；其三，學校有待打造專業化師資隊伍，不管是教學服務能力還是科研創新能力都有待提高。

因此，對于用人單位來說，招不到與崗位相匹配的機器人應用與維護專業的畢業生，只能退而求其次選擇錄用電氣自動化和機電類等專業的畢業生。此類畢業生在學校里沒有接受相應的專業教學，要想勝任企業的實際工作，需要通過再次培訓才能上崗。為把人才供需矛盾這一問題解決好，技工院校工業機器人應用與維護專業系部負責人、專業學科帶頭人都需要與企業保持溝通交流，建立良好的校企合作模式，從現有的合作機制入手不斷完善，促進產教融合，培養出能與企業崗位匹配度高的優秀人才。

二、技工院校工業機器人應用與維護專業校企合作訂單班建設的意義

隨著社會的不斷發展，逐漸增加的工業機器人人才需求量，使工業機器人企業陷入一定的尷尬局面，例如：購置了機器人設備，但無人能正確應用；工業機器人在使用期間如果發生故障問題，無人能夠解決；相應的維護人才緊缺，尤其是制造商和售后部門等人才緊缺；開辦工業機器人應用與維護專業的技工院校對企業實際需求還不夠了解，并且技工院校人才培養和企業用人需求沒有有效連接，甚至發生脫節的現象。而開展校企合作訂單班，能夠實現技工學校和企業的零對接，有利于降低溝通成本，培養出一批批與崗位相匹配的工業機器人應用與維護專業畢業生。

技工院校不同于其他學校，更注重應用技能型人才的培養，畢業生會到企業從事與工業機器人操作、維護相關的崗位工作，尤其是操作、維護和裝調以及集成等。但是，往往由于地區經濟發展速度緩慢，技工院校開設工業機器人應用與維護專業起步較晚，教師素質不夠高，教學設備比較滯后，學校教學水平不高，相關專業人才的培養受到不利影響。而積極探索校企合作訂單班，引進有實力的企業助力專業建設，能夠助推創新型人才的培養，提升工業機器人應用與維護專業的人才培養水平，進一步推動工業機器人應用與維護專業的發展。

三、“智能制造”視域下技工院校工業機器人應用與維護專業校企合作訂單班建設的有效措施

技工院校應和合作企業保持密切聯系與溝通交流，在具體溝通交流的過程中與企業建立良好的合作關系，如通過與知名企業合作開展訂單班培養人才，根據不同類型企業的需求培養對口的技術技能型人才。

（一）應用新型學徒制模式，快速培養企業急需人才

為解決企業的用工需求，技工院校可以充分利用國家的政策，應用新型學徒制模式，組建訂單班，從現有的人才培養模式入手，與合作的企業簽訂具體的培訓協議之后，根據企業的實際情況制訂人才培養方案、課程規劃、授課方案。新型學徒制模式旨在利用企業的場地、設備、技術水平高超的一線工程師、技師和學校教學力量等，將學員（企業員工）在很短時間內培養成適合企業實際需求的高素質技能型人才。這些人才往往具備良好的自主學習能力，還具備創新精神，并能透徹理解自己企業工業機器人各個方面的知識，尤其是安裝和維護以及調試等方面，最重要的是具備操作技能。[1]

（二）大力整合現有課程體系

技工院校應根據校企合作的實際需要，整合并重組現有資源和優勢，尤其是專業核心課程、專業課程骨干以及專業基礎課等，按照訂單班的課程標準，重構工業機器人應用與維護專業。與機電類其他專業不同，該專業的課程比較多，主要有德育課、職業生涯規劃、數學、電工技術、電子線路安裝與調試、機電設備安裝與調試、電力拖動控制線路安裝與維修、工業機器人的應用與維護等。此外，技工院校還應結合相關知識內容加強對教學資源的開發，促進含有教學視頻、微課、課程內容總體設計、實施教案、理實一體化課件等專業教學資源庫的形成。

（三）采取豐富的教學手段

在“智能制造”視域下，為了更好地培養工業機器人應用與維護專業訂單班的學生，技工院校可加強對混合式理實一體化教學方法的應用。混合式理實一體化教學是一種新型的教學方式，它通過對各種教學方法的整合，實現傳統課堂講解和信息化教學的結合，不僅強調鍛煉學生的動手能力，還注重培養學生其他方面的能力。教師在日常教學中應注重理論與實踐的結合，讓學生在學習理論知識的同時強化實踐操作。混合式理實一體化教學具有得天獨厚的優勢，一方面借助各種教學方式，優化考核評價體系，確保教學質量；另一方面能夠促進學生自主學習，提高人才培養質量。[2]

在混合式理實一體化教學期間，技工院校設置網絡課程，既新穎又合理，同時能夠調動學生積極性。該教學方式先把教學內容分成各個教學項目，再進一步分成多個教學任務，并結合具體需要把各個任務設置為相應模塊。在課前，教師可以借助生動的微課來概述教學內容，讓學生在觀看的同時進行學習。教師還可應用各種形式為學生講解課堂內容，如為學生制作課件，不僅能為學生的課前預習提供便利，而且有利于學生的課后復習。在資料查閱區里，無論是機器人的二維圖片還是三維模型，都能夠合理展現，以解決學生在課堂上對某些型號工業機器人的疑問。[3]與此同時，在注重機器人維修的基礎之上，教師可以為學生引出相應的案例，組織學生進行學習；在綜合試題庫中，教師可以列出相應的材料，尤其是練習試題、測試考卷等，全面開發題庫資源，借助題庫資源鍛煉學生的自主學習能力。

在具體教學期間，為了更好地應用混合式理實一體化教學模式，教師應在實際操作層面加強對教學四階梯模式的應用。對此，筆者將進行詳細加以闡述：首先，教師在網絡課程中，除了引導學生要學習實訓任務書以外，還應學習指導書，再根據任務書中的具體內容加強對實操方法的學習；其次，教師在虛擬仿真室內應注重機器人仿真操作，并充分利用虛擬仿真軟件進行模擬訓練；再次，在實訓課堂內，教師應通過微課視頻來再現真實工作情景，進而在具體實踐過程中加強實操訓練；最后，教師可借助真實工作機器人做好教學工作，逐步完成混合式理實一體化教學過程。[4]

（四）校企合作開展專業建設

在和企業建立良好合作關系之后，技工院校應該及時判斷市場需求，根據預判結果來加強專業建設。工業機器人應用與維護專業是復合專業，工業機器人已經滲透到各個行業中，并得到廣泛應用，尤其是汽車、電子電信以及機械設備等行業。隨著工業物聯網的不斷發展，工業機器人在應用層面的更新速度迅猛。同時，不管是技術崗位還是工作職責，在某種意義上都發生了一定改變，崗位對員工也有了新的需求。從崗位來看，上游機器人制造廠商需要依靠設計人員和調試人員，中游服務商離不開二次開發設計人員，具體應用廠商需要維護人員。然而，相應的工業機器人職工工種的鑒定標準仍不夠成熟，需要進一步完善和升級。

在工業機器人應用與維護專業的建設過程中，技工院校應與企業保持良好的聯系和溝通，從而建立良好的合作關系，并通過走訪調研和招聘專家顧問等形式來吸收企業的成功經驗。同時，無論是制定專業畢業生服務對象和目標崗位，還是開發課程體系和教學標準，技工院校均需要合理選定教學所用的教材，而且應注重教學輔助產品的設計，為該專業能更好地服務于周邊經濟區機器人行業提供重要保障。

（五）優化完善課程考核評價體系

工業機器人應用與維護專業校企合作訂單班的培養主要關注兩個方面：一是促進學生全面發展，二是增強學生自身素質。要想實現這些目標，技工院校首先要做的就是推動課程考核評價體系改革。但就當前的情況來看，技工院校面臨的最主要問題是：如何設置考核指標，從而真實反映學生學習情況和學習水平。所以，技工院校有必要加強考核評價體系的構建力度，并應用教師對學生的評價、企業對學生的評價、學生互評等方式進行評價。另外，在網課教學中，首先，教師應布置相應的作業，并要求學生在規定時間內完成，并利用合理的方式對其完成情況加以考核；其次，針對“測一測”欄目測試題，教師可在后臺進行批閱，進而在具體批閱的過程中了解學生的學習情況；最后，教師還應加大監測力度，并利用后臺顯示在線時長等數據來全面監測學生的學習情況，并做好相應評估。考核評價包括網課學習、課堂表現、實際操作以及期末得分等多個方面。在分配成績權重的過程中，教師需要充分考量各種因素，尤其是學生學習情況和參與網絡課程的學習態度等。

（六）校企開展橫向課題，研發新產品

技工院校與機器人企業開展橫向課題，可以充分發揮師資和研發等方面的優勢，促進技術創新。橫向課題的選定主要有以下幾種思路：一種是技工院校開發工業機器人技術，尤其是企業工業機器人視覺技術的開發，并將其作為主要突破口，促進企業的技術革新；另一種是進一步改造和升級現有工業機器人生產線，并從現有產品和工藝流程入手，根據企業客戶的實際需要尋找創新點。通過這種形式的合作，企業可以降低研發成本，避免由于缺少研發人員帶來的困境。所以，技工院校應合理組建教師研發隊伍，進而在一定技術積累下能夠更好地滿足企業的實際需求。在課題研發過程中，企業提供所需設備以及技術支持，有利于提升技工院校專業課程的建設水平。

（七）建設實習實訓基地和產品研發中心

在與機器人企業有效溝通的基礎上，技工院校可引入企業現有的設備和技術，并從現有的工業機器人實訓基地入手，結合企業典型案例不斷改進，進一步推動課程體系建設，不斷提高學生的實踐能力，使其滿足企業生產需要。與此同時，技工院校還應注重對橫向課題的研發，使教師在注重企業產品研發工作的基礎上，協助企業完成橫向課題。當創新平臺處于良好的運行狀態時，企業可結合實際情況，并根據行業動態，向技工院校提供先進的設備，進一步推動教學改革，助力技術研發。

（八）培養“一體化”師資隊伍

實現技能型人才培養的目標，離不開高素質教師隊伍的保障。培養一支能夠熟練掌握工業機器人設備操作與裝調維護知識，并具備實踐操作能力的教師隊伍，是廣大技工學校的當務之急。途徑之一是，以企業為主要依托，加強校企長效合作機制的構建，并引入有效的方式，確保教師的教學質量；途徑之二是，從現有的專職教師“一體化”結構入手，將校企合作平臺作為主要依托，制訂并落實人才培養計劃；途徑之三是，注重對任務驅動方式的有效應用，增強教師自身素質，提升教師教學水平，培養教師的綜合能力，確保教學質量。

四、結語

綜上所述，在“智能制造”背景下，為了更好地培養工業機器人應用與維護專業人才，技工院校應與企業保持緊密聯系，在溝通交流過程中建立良好的合作關系，力求在校企合作模式下，構建工業機器人應用與維護專業模式，實現教育鏈和產業鏈的有效銜接，從而更好地培養人才，進一步推動工業機器人應用與維護專業的發展。