工业机器人技术专业现代学徒制课程体系的构建.pdf
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1、Equipment Manufacturing Technology No.7袁20230引 言2018 年 8 月,河源职业技术学院工业机器人技术专业成功申报为第三批国家级现代学徒制试点专业。在国家倡导新工科的教育背景下,人才培养要站在国家、产业和未来的角度培养新工科的人才,要以学科导向转向为企业和未来需求为导向,培养出技艺精湛和泛化学习能力强的现代学徒1-4,这无疑给职业教育带来了新的挑战。目前现代学徒制存在的问题较多,一直以来,加强实践教学,是职业教育的中轴线,校企合作育人也已提出多年,并在大部分高职院校取得了初步的实施成效。然而很多关于学徒制的研究都是宏观性、纲领性的政策性研究,深入细
2、微的教学改革、具体实施方面的微观研究案例却比较少见。以工业机器人技术专业的现代学徒制试点为例,对多家企业进行调研,分析行业人才需求,确定人才培养目标,根据人才需求和人才培养目标,结合现代学徒制人才培养特征,引入学期项目5-8,改革现有课程,确定新的课程体系,旨在解决现代学徒制人才培养过程中出现的学生眼高手低和实践能力弱、用人需求与企业实际岗位不匹配等问题。1行业人才需求分析与人才培养目标的确定为了满足智能制造行业的用人需求,更好地服务河源及粤港澳大湾区制造业的转型升级,河源职业技术学院于 2015 年开始开设数控技术专业工业机器人技术方向,于 2016 年正式招收工业机器人技术专业学生,目前在
3、校生 2019 级 2 个班 62 人,2020 年 2 个班共 62 人,2021 年 2 个班 86 人,未来三年专业在校生稳定在 6 个班 250 人左右。工业机器人技术专业重点是培养面向工业机器人应用上下游企业的、培养具有工业机器人集成设计、编程操作、维护管理、调试维修的技术技能型专门人才。其是以技术性强、操作要求高为特征的专业9-11。工业机器人技术专业需要的人才需具备 PLC 的逻辑编程能力、工艺仿真能力、产线维护能力以及综收稿日期:2023-03-10基金项目:2018 年教育部第三批现代学徒制试点项目(教职成厅函 2018 41 号);2018 年广东省高等职业教育教学质量与教
4、学改革工程教育教学改革研究与实践项目(GDJG2019333);校本研究视域下高职现代学徒制的改革与实践(2021GXJK740);2018 年河源职业技术学院校级教育教学成果奖培育项目(2018JXCGPY13、2018JXCGPY12);高职现代学徒制的校本研究与实践(HZJG202007)第一作者:谢智阳(1985-),男,广东河源人,讲师,硕士,主要从事高职教育、计算机视觉和工业自动化技术方面的研究.通信作者:陈艳芳(1981-),女,湖南永州人,副教授,硕士,主要从事高职教育、机械设计及自动化的研究.工业机器人技术专业现代学徒制课程体系的构建谢智阳1,2,黄文汉1,2,廖晓明1,赖星
5、华1,陈艳芳1(1.河源职业技术学院,广东 河源 517000;2.河源市工业机器人技术应用工程技术研究中心,广东 河源 517000)摘要:工业机器人技术专业是发展智能制造行业亟需的人才培养重点专业,主要培养具有工业机器人集成设计、编程操作的技术技能型专门人才。目前智能制造行业更新快、问题多元化、知识点多,对人才的培养提出了新的要求。经过对企业的调研分析,根据接智能制造行业的用人需求和人才培养目标,结合现代学徒制人才培养特征,该文重点梳理了工业机器人技术专业现代学徒制课程体系的知识点、技能点,梯度递进设计了基于单片机的微型直流电机调速系统等 4 个学期项目,深度改革现有课程,创新运用学期项目
6、贯穿式的教学模式,着重解决现代学徒制人才培养过程中出现的学生眼高手低和实践能力弱、用人需求与企业实际岗位不匹配等问题。实践表明,新课程体系实施,学生能有效地将所学的理论知识运用到项目实践中,极大地提高了学生的学习兴趣,达到了学生毕业即上岗的培养目标,缩短了智能制造行业人才的培养周期和减少培养成本,得到了合作企业的高度认可,在同行业中可以推广应用。关键词:工业机器人技术;现代学徒制;学期项目;高职教育中图分类号:G421文献标识码:B文章编号:1672-545X(2023)07-0126-04126装备制造技术 2023 年第 7 期合问题解决能力。智能制造行业更新快、问题多元化、知识点多,对人
7、才的培养提出了新的要求。为保证能为智能制造行业精准输送专业人才,细致梳理了工业机器人技术专业所需的所有知识点、技能点,梯度设计每一个学期的训练项目,学期的课程内容的关键知识点嵌入每一个项目中,确保学生所学的知识能有效运用在实际工作上。根据调研和人才需求分析结论,结合工业机器技术专业国家标准,确定了专业的人才培养目标为:培养面向智能制造产业,培养思想政治坚定、德技兼修、全面发展,适应新时代高端智能制造产业发展的需要,具有良好的职业道德、职业素养、身心素养和人文素养,熟练掌握工业机器人集成设计、编程操作,具有较强机电装备技术基本应用能力,既能从事电气工程师、机械工程师、机器人仿真工程师等岗位工作,
8、又能胜任机电一体化设计仿真工程师、PLM 工程师、MES软件工程师、数据管理工程师等学徒岗位工作的高素质技术技能人才。2以学期项目为特色的专业课程体系构建工业机器人技术现代学徒制试点专业主要开设设备电气控制技术、机电设备控制与编程实现(PLC)、现场总线控制技术、工业机器人离线编程、工业机器人操作与编程、WINCC 组态软件工程应用技术、液压与气动技术和 MES 系统应用与开发等能力模块课程,每个学期的课程知识紧紧围绕本学期的项目任务要求开展教学,这个项目称作学期项目,学期项目主题的设计思路如图 1 所示。学生(学徒)从入学开始具备学生和企业员工双重身份,培养时间共 3年,在校期间学习 1.5
9、 年,企业跟岗学习 1.5 年。学生身份的转变,学校培养模式和培养计划就必须作出相应的改革,才能适应新时代发展时期企业的用人需求,为此,将原有普通班的人才培养方案作出了较大的变革,大致培养过程分为第一学期(学校基础认知阶段)、第二学期(学校基础夯实阶段)、第三学期(学校基础进阶阶段)、第四学期(企业实践过度阶段)、第五学期(跟岗实践攻坚阶段)和第六学期(学生蜕变正式员工阶段)等六个阶段。其中第一至第四期增设了学期项目实践内容,将本学期所学课程模块融会贯通,学期项目遵循由浅入深、循序渐进、由简到繁等原则进行设计5,具体见表 1。2.1 第 1 学期(学校基础认知阶段)学生在学习思想与德育相关基础
10、课的同时,为了让学生尽早接触专业基础知识,增设 Arduino 单片机控制技术课程,该课程的实施采用混合式教学模式。增设学期项目,基于单片机的微型直流电机调速系统,将本学期所学的信号放大电路、光耦隔离电路、直流电机工作原理和 C 语言等知识整合起来。学期项目的设置是实用性的,在直流电机正反转控制电路制作的基础上,充分启发学生的想象能力、思考能力,完成基于微控制器的直流电机正反转控制系统,并制作成小作品。在这个阶段,通过完成项目作品以充分激发学生学习专业知识的热情,提高基团队合作及自学能力,为后续的课程学习奠定前期基础。2.2 第 2 学期(学校基础夯实阶段)学生已经学过了电工电子和单片机等基础
11、知识,学会了制作简单的非工业级学期项目。根据本学期的图 1学期项目在工业机器人技术现代学徒制试点专业嵌入的培养思路机械设计与工业机器人系统三维建模工业机器人离线编程PLC 编程技术(混合式教学)项目任务(基于 PLC 的伺服电机控制系统)学期项目项目任务(基于单片机的微型直流电机调速系统)Arduino 单片机控制技术电工电子技术思想与德育相关系列课程现代学徒制项目任务(基于 PLC 与工业机器人联合工作站设计与调试)现成总线控制技术WinCC 组态软件工程应用工业机器人操作与编程技Teamcenter 系统应用与开发(方向课)SCADA 系统应用与开发(方向课)MES 系统的应用与开发(方向
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