崗課賽證教學模式在汽車輪轂智能倉儲單元的集成調試中的應用*

摘" 要：針對高職大三學生在“工業機器人站點系統集成與應用”核心課程學習過程中對于多種技術聯調存在困難這一問題，進行教學模式改革：引入企業導師，以汽車輪轂作為教學載體，將真實的企業產線的生產內容轉變為課堂的實際操作任務；基于“崗課賽證”重構課程的教學內容，對教學內容進行精細劃分，實現多種技術的交互融合；營造“虛實結合，研練并舉”的學習環境，提高實操效率；借助工業互聯網監控平臺、工業App和學習通等線上學習平臺，實現設備數據采集和學生操作的實時反饋，實現汽車輪轂生產全過程的學習。

關鍵詞：崗課賽證；汽車輪轂；智能倉儲；工業機器人

文章編號：1671-489X（2025）05-0-04

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2025.05.

0" 引言

“崗課賽證”綜合育人模式是推進新時期職業教育高質量發展的重要舉措，也是創新人才培養模式、深化產教融合的重要載體[1]。職業院校是“崗課賽證”育人模式的實施主體，專業課程是實施的內容[2]。“工業機器人站點系統集成與應用”課程是高職工業機器人專業的核心課程，課程內容涉及技能點較多，在授課過程中存在三個問題：學生對工廠真實生產過程不熟悉，存在畏難情緒；編程工作量大，調試程序對設備的依賴性強，實操效率不高；設備單元模塊數量多，調試過程不能集中監控，導致解決問題不及時。通過教學模式改革，讓學生獲得更好的學習和實踐環境，讓教師及時獲取企業行業最新技術和企業崗位所需的最新技能，依托信息化、數字化手段，為學生營造高效的課堂，助力學生走進行業企業[3]。

1" 目前課程中存在的問題

以智能倉儲單元的集成調試中的任務“倉儲單元與機器人交互聯調”為例，課程中汽車輪轂智能倉儲單元集成調試主要存在以下問題。

1.1" 技能點多，學生有畏難情緒

智能倉儲單元的集成與調試項目包含的技能點較多，涉及工業機器人的編程技能、機器視覺識別技能、PLC組態與編程技能、傳感器識別與信號識別技能。智能倉儲單元機器人在夾取輪轂時，需要在機器人的第七軸——伺服軸上移動，需要培養學生工業機器人與PLC通信和交互調試的技能、對輪轂排序時輪轂產品識別的技能，讓學生熟練掌握工業機器人與機器視覺通信與交互聯調。這些技能點相對獨立，但又需要相互聯系。學生對輪轂工廠真實生產過程不熟悉，導致對技能點的學習存在畏難情緒。

1.2" 編程工作量大，實操效率不高

本門課程對應的實訓設備為智能集成設備，要完成智能倉儲單元的集成調試，需要利用西門子博圖軟件進行PLC的組態與程序的編寫，控制伺服軸的移動，倉儲單元的伸出、縮回以及物料顯示；需要利用機器人示教器完成機器人夾具拾取和物料取放；需要利用機器視覺平臺和軟件完成物料識別程序的編寫，實現機器人移動程序的編寫；需要利用PLC完成各個模塊的通信連接。編程工作量大，如果讓學生全部在設備上完成，耗時長，錯誤不易被及時發現，導致實操效率降低。

1.3" 單元模塊數量多，不能集中監控

設備對應的單元模塊較多，學生按照小組合作模式，三人一臺設備進行實踐操作。教師在線下監督時，雖然能夠直接觀察學生的操作情況和故障，但由于不能將所有設備運行情況進行可視化展示，會導致學生操作過程中的故障無法及時有效地得到解決。因此，在智能化、集成化生產線的實操課堂中，如何實現調試過程的可視化集中監控管理，實時有效反饋每個學生工位和工序的生產情況，這是一個教學的難點，也是一個亟待解決的問題。

2" “崗課賽證”育人模式的改革思路與實施步驟

“崗課賽證”育人模式總體改革思路為：雙導師，實習生、實習車間輪崗練；“崗課賽證”內容設計巧妙，技能突破有技巧；國產汽車興趣高，思政鼓勵記心間；虛實結合效率高，數字孿生用得巧；工業互聯采數據，數字賦能提效率。具體實施步驟如下。

2.1" 雙導師教學，以輪崗練習增強教學效果

汽車輪轂智能倉儲單元集成調試的教學針對的是高職大三的學生，他們已經學習了PLC編程、工業機器人編程、機器視覺基礎知識，但是在前期學習工業機器人等課程時，沒有實際的產品加工作為依托，導致對專業技術在企業的應用和真實產品的加工過程不了解，對未來工作沒有把握和信心，迫切希望了解企業真實生產過程和情況。

利用工業機器人系統集成實訓中心現有設備優勢——與企業真實生產設備高度一致，將現有機器人系統集成中心實訓室設定為一個生產實習車間，學生作為實習生在實習車間開展輪崗練習（PLC編程崗、工業機器人編程崗、機器視覺操作崗）。同時，把企業導師引入課堂，與課程導師組成雙導師進行教學，各自發揮特長，實現教學效果的最優化。學生還可以進入企業工廠實地參觀學習，跟崗操練，學習有動力、有想法、有紀律、有信心。學生轉變學習示意圖如圖1所示。

2.2" 設計“崗課賽證”教學內容，實現技能突破

依據國家專業教學標準和專業人才培養方案，對接智能產線集成調試、技術支持、系統運維和生產管理崗位，對標全國職業技能大賽“機器人系統集成”賽項，融入“1+X”工業機器人集成應用職業技能等級證書的技能點，將學生定位為企業實習生，將實訓室設置為生產實習車間，重構“崗位清晰，能力遞進”的教學內容。以汽車輪轂加工產線為載體，構建機器人站點集成與通信連接、產線生產過程的編程與實現、信息化系統集成聯調三個遞進的模塊，在此基礎上構建八個教學項目。基于“崗課賽證”進行教學內容重構如圖2所示。

學生輪崗體驗、分崗演練，小組合作完成集成設備的集成調試，按照“三階三環六步”的實施模式，實現汽車輪轂生產全過程的學習，感受真實的工作過程。將智能倉儲單元的集成調試技能點按照“崗課賽證”進行提煉，技能點清晰明了，學生掌握技巧逐個突破。

2.3" 虛實結合，運用仿真平臺提高實操效率

利用高度還原的虛擬仿真軟件RobotStudio進行程序編寫，可替代真實的示教器進行高效編程，能夠通過仿真軟件進行程序檢查、下載；利用高度還原的設備工業仿真平臺PQArt進行汽車輪轂智能倉儲單元的仿真應用，同步反映當前實操加工狀態，實現數字孿生（高度虛擬化的實體模型，精準模擬物理世界中的真實對象、系統或流程）；利用機器視覺仿真平臺，實現有效的小組輪崗和分崗；利用數控加工仿真平臺實現輪轂下刀加工的虛擬仿真，減少操作安全問題，虛實結合，反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。

2.4" 運用工業互聯技術，助力數據采集與可視化集中監控管理

為解決實操設備操作難、故障點多、監控需集中的問題，引入企業、工廠、工業互聯技術和MES系統，在線實時采集設備數據，將每臺設備的情況實時呈現在可視化大屏上，實現數字化實時呈現。當學生操作出現異常情況時，教師可以及時高效地查找故障，幫助學生解決問題，統計故障點。工業互聯網實時監控平臺如圖3所示。授課過程中利用學習通等線上教學平臺，實時記錄學生成績，開展話題討論、隨堂測試、搶答等課堂活動，打破時間和空間的限制，與學生實現雙向交流。利用信息化平臺、數字化資源、智能化終端，實現調試過程的可視化集中監控管理，實時有效反饋每個學生工位和工序的生產情況，實現反復、有效演練。

2.5" 引入思政，培養愛國情懷和職業素養

創建汽車輪彀智能倉儲單元集成調試思政與勞動安全地圖，在各課程任務中引入思政：引入國產汽車輪轂相關工藝的一系列視頻，讓學生在了解加工工藝流程的同時，激發愛國情懷、民族自豪感，提高學習興趣，提升專業自信；在課程導入部分加入大國工匠相關視頻，引領學生爭做大國工匠，精益求精、刻苦鉆研、勇敢創新；在PLC編程調試中提升專業自信；通過貼近企業崗位需求和8S管理理念，培養學生職業素養和勞動習慣。汽車輪彀智能倉儲單元集成調試思政與勞動安全地圖如圖4所示。

3" 結束語

借助實訓室設備優勢，基于“崗課賽證”模式重構教學內容，細化技能點。同時，轉變學生身份和教學場地，讓學生在輪崗分崗中不斷磨練，培養責任心，從害怕復雜設備和技能點，到主動學習、思考創新，顯著提升技能。引入高度還原的機器人仿真、機器視覺仿真、數控加工仿真、集成過程仿真四大虛擬仿真資源，以及工業互聯網數據采集監控平臺、學習通成績統計平臺，構建“四虛一實兩平臺”資源。基于實際的工作任務，虛擬仿真平臺同步構建智能倉集成平臺的每個模塊，虛實結合，加深學生對倉儲單元工作流程的理解，減少實操設備的安全問題，提高實操效率，讓學生有極大的獲得感。同時，授課過程中融入思政元素，培養學生精益求精、團結合作、攻堅克難、勇于創新、主動思考、刻苦鉆研等優秀品質。通過一系列舉措，不斷提升學生學習效率，培養專業素養。

4" 參考文獻

[1] 王瑞芳.高職工業機器人技術專業“崗課賽證”綜合育人實踐路徑探索[J].現代制造技術與裝備，2023，59（9）：222-224.

[2] 沈曄超，葛勇，黃金霖.崗課賽證融合建設新型課堂：工業機器人“1+X”證書制度試點研究與實踐[J].大眾科技，2023，25（8）：165-168，210.

[3] 金鑫.基于“崗課賽證”融通的工業機器人技術專業課程體系的構建與實踐：以黃岡職業技術學院為例[J].黃岡職業技術學院學報，2022，24（5）：47-52.

*項目來源：2023年度廣州市高等教育教學質量與教學改革工程“課堂革命”典型案例項目“‘崗課賽證’重構內容、‘集成聯調’升級技能—汽車輪轂智能倉儲單元的集成調試”（2023KTAL009）；廣州番禺職業技術學院校級科研項目（教研類）“‘1+X’證書制度背景下《工業機器人現場編程與應用》課程課證融通的改革與實踐”（2022JG28）；廣州市教育科學規劃2022年度課題（一般、專項及小課題）“職業院校課程思政與專業教育融合的實踐研究——以工業機器人離線編程與應用為例”（240221010）。

作者簡介：劉俊，講師。