以產教融合引領自動化技術專業課程建設，助推智能制造產業

展明星 趙欣然 岳 強

1.柳州鐵道職業技術學院 廣西柳州 545616；2.南寧軌道交通集團有限公司 廣西南寧 530029

一、概述

職業院校是為了培養大批的產業人才，服務于各行各業，是職業教育實施的載體[1-2]，是為企業輸送養分的加工站，沒有職業教育所培養的人才，企業的發展難以為繼，并且沒有新技術的誕生和發展。同樣，企業也是職業教育的終端，是職業教育產品的消費市場[3]。因此，企業的需要放在了職業教育人才培養的最重要的位置。服務于企業，依存于企業，做大做強自身，是職業院校發展的必由之路，也是校企之間產生共振，取得雙贏戰略的必然之路。

二、新自動化技術專業核心課程的設置

基于智能制造的自動化技術專業被賦予了新的功能，尤其是大數據的應用及人工智能的推廣，倒逼自動化技術的創新需要。智能制造的目的是通過各種智能化的先進技術將人類智慧注入制造裝備，在裝備活動的過程中提高信息感知和分析，完成決策和執行。自動化技術專業主要設置了電子技術類課程、自動控制類別課程[4]、繼電類電氣控制課程、機械結構及制造課程、自動線設備及應用技術課程、傳感檢測應用課程[5]，為制造企業培養了大批技術骨干。

基于智能制造開發的新自動化技術專業課程設置主要包括：

(1)高新傳感器技術，做到靈敏度高、精度高、可靠性高的檢測。對加工過程中刀具的切削軌跡進行精確控制，實現誤差的消除、溫度鑒別及圖像信息的處理。

(2)新電機控制技術，提高完善伺服驅動控制技術，在自動識別、自動配置、自動優化、防撞方面突破，進而實現自律運行。

(3)智能CAD/CAM技術，通過ICAPP規模實現產品設計與制造，做到集成化、智能化和標準化。

(4)新電氣控制技術，通過高性能控制器的應用、HMI技術和總線技術進行系統的自動控制，提高智能控制程度和實現虛擬現實環境的操作。

三、新自動化技術專業課程的開發及模塊化設計

新的自動化技術課程開發基于實現智能制造為目的，通過完成基于“工作過程”的課程內容開發，按照自動化專業技能競賽的要求及“1+X”證書的標準進行課程內容的組合，按照模塊化組織課程教學。通過在傳統的繼電控制技術的基礎上融合了PLC控制、變頻器技術、伺服驅動技術，同時將觸摸屏和組態軟件應用到各種典型控制回路，應用項目化教學。使用學—練—設計—仿真—工程施工的教學流程，實現工廠施工場景的再現，從而完成課程目標。

四、細化課程目標、完成課程內容設計

完成課程目標的總體設計和細分后，逐步填充課程內容，見表1所示，根據專業特點和學生去向，課程內容可調。

表1 課程教學目標與教學模塊

五、新電氣控制技術教學模式的建設

根據課程不同模塊的特點和任務，分別設計教學模式。遵循理—實—設計—工程實踐項目任務的脈絡，實施螺旋上升式教學模式，通過理論知識的講解，實踐項目任務的指導完成，系統設計的方法和步驟講解，綜合性項目的實踐，承接企業工程施工項目的橫向課題建設來完成模塊的教學。以繼電電氣模塊為例，我們設計了“理虛實”教學做一體化教學模式，如圖1所示。

圖1 “理虛實”教學做一體化教學模式

通過綜合性項目的實踐，我們設計了普通車床電氣控制系統的安裝調試排故教學，其教學策略采用“課證結合·任務驅動·工學結合”，如圖2所示。

圖2 “課證結合·任務驅動·工學結合”教學策略

六、新電氣控制技術評價體系的建設

建立基于工作過程的評價體系，提高服務產業意識，建立多維度、多角度、交叉評價方式，全面衡量課程學習效果。

(一)素養目標養成

學生依據國家行業標準和企業作業規范，完成案例施工。以CW6140車床電氣控制線路施工案例說明，通過方案實施，培養了學生刻苦努力、精益求精的工匠精神；應用虛擬仿真技術填補施工過程的缺項，克服實體設備不足的困難；利用虛擬技術還能展現錯誤施工造成安全隱患效果畫面，給學生樹立安全意識和責任意識；在相互交流、相互協作中培養團隊意識、嚴謹意識、精益求精的專業素質，樹立規范、安全、勤奮的勞動精神，學生的專業素質顯著提升。

(二)知識目標達成

積極發揮學生作為教學的主體，在智慧職教平臺發布學習任務。以繼電電氣控制模塊為例，理論知識講授貫通電器元器件的檢測與鑒定、繼電設備控制原理和案例施工、調試排故的全過程，學生在完成過程中掌握知識要點，培養了學生理論聯系實踐的能力；利用教師示范、企業技師指導掌握正確的工作方法。用虛擬仿真演示實際操作中出現的錯誤做反面教材，突出施工事故的殘酷性，充分發揮線上教學的優勢。通過線上發表的習題反復練習、考核，配合線下任務操作考核，學生綜合評分在優良以上，100%學生達到合格，有效達成知識目標，如圖3所示。

圖3 學生學習成績分布圖

(三)能力目標勝任崗位

通過實訓課堂對技能反復訓練，學生動手操作能力得到提升，學生能夠學以致用。以繼電電氣控制模塊為例，從簡單的普通車床的主軸電動機的控制特點分析，到整個控制系統的安裝接線、調試與排故，均符合企業現場崗位要求，得到企業專家的一致好評。在教學過程中加入職業資格證書“電工證(中級)”考核內容，通過實操訓練，學生技能等級證書通過率顯著提高，實現工學一體。

(四)思政目標促成效

全面實行專業課堂思政教育革命，結合專業實踐巧妙地將思政主題與技術問題結合，起到共鳴的作用。以繼電電氣控制模塊為例，通過部分電氣工程施工中出現的事故案例分析和探究，全面樹立學生安全意識，培養學生嚴謹細致的態度、工匠意識；通過施工案例的調試過程，培養學生的大局意識、團隊協作精神、細致嚴謹的處事風格；課程中滲入中國制造、我國工業制造發展的歷史，激發學生的民族自豪感和家國情懷。

(五)職業能力初養成

圍繞崗位任務設計的教學活動模擬實際生產過程，企業技術骨干予以現場指導，每個環節與工廠生產流程相一致，以企業產品質量評價為考核標準，鍛煉學生的職業能力。教學活動豐富，師生互動、生生互助活躍。小組討論、投票、搶答等提升了學生分析、解決問題的能力。學校組織開展“技能節”比賽以賽促教，以賽促學，營造“學技能，練本領”的學習氛圍。如圖4所示。

圖4 課堂教學詳情

七、特色與創新

(一)建立校企合作平臺

課程的建設離不開企業的支持，通過加強與企業的交流與合作可以實現以下幾點：(1)實現資源共享，共同開發使用教程和課程資源；(2)共同擬定課程內容和進行課程設計，課程更貼近崗位的需求；(3)互派人員參與對方技術開發、生產管理、課程教學；(4)企業對學生實踐項目的接納和共同管理。校企合作共建課程使課程資源最大限度地共享，惠及企業，擴大學習者的受益面。

(二)對接崗位創新需求，踐行職業資格考試

對接崗位需求，以繼電電氣控制模塊為例，以培養工廠設備維護員及技術主管為培養目標，將職業資格(電工證四級)考試的理論知識與實際操作技能融入課堂理論教學及實操訓練，進行系統學習和訓練，逐個突破，結合智慧職教平臺的任務發布、討論、考核和統計等功能，實現學生在線學習過程中以任務驅動為主的方式掌握知識和技能，有效達成教學目標。

(三)實訓場地、生產車間及多媒體虛擬教學三結合

基于智能制造的課程實施場地必須具有高集成化、高智能化、精細化、技術尖端化特點。由于教育資金的投入不足，實訓設備的投入更新滯后于生產一線，尤其趕不上高科技型企業技術的發展，實際生產中的設備配置要遠遠高于學校教學設備，因此采用多媒體虛擬仿真教學，開發多款專用軟件，實現高技術或復雜生產過程的虛擬場景，增加學生學習的趣味性及真實性，提高學生對設備的認知。