浅谈工业机器人应用与维护专业建设

浅谈工业机器人应用与维护专业建设

胡峻

，湖南省经济贸易高级技工学校助理讲师，研究方向:工业机器人技术应用

摘要：国家的智能制造2025规划提出：要加快机械、航空、船舶、汽车、轻工、纺织、食品、电子等行业生产设备的智能化改造。作为千亿级产业的工业机器人，无论在就业前景、人才需求和就业待遇上已经成为学生和家长眼中的“香饽饽”。越来越多的中职、技工学校正在或者已经开设了工业机器人应用与维护专业，但对该专业的认识定位和学生培养方向以及专业建设不甚明了。对选择课程、课程实施方案、学生就业的方向等问题一直有所困扰。对校企合作、产教融合之路该如何推进也心存疑虑。

关键词：工业机器人 现状 理实一体化教学改革 校企合作

随着国家对职业教育越来越重视，近几年政府出台了一系列的利好政策。根据最新修订的职业教育法，国家对职业教育定位和规划前景已截然不同，已经在法律和政策的层面上从上至下贯通了职业教育学历提升的天花板。职业教育正慢慢的被人们所了解和接受。作为智能制造产业链重要一环的工业机器人，从中等职业教育的工业机器人应用与维护到高等职业教育的工业机器人技术以及大学的机器人工程专业，也越来越受到人们的关注。但各类中职、技工学校对工业机器人应用与维护专业的认识、目标和学生培养方向以及专业建设存在一定的问题。

一、现状

工业机器人是一门交叉学科或者说是边缘学科，他并不是一门单独独立存在的学科，甚至在十多年以前工业机器人专业并没有出现在职业教育的专业目录上，在大学专业中也并未作为单独的门类独立出来，仅仅是自动化或者是机电工程下面的一个小分支。它与机械、电子、控制、传感器、自动化、人工智能包括通信等领域有着密切的关系。而且在实际应用中机器人也不是单独使用，还要与机械装置或自动化生产线等密切配合使用。这导致工业机器人应用与维护专业需要学习大量机械、电子等方面的基础知识，而且要真正应用好工业机器人，这些方面的知识是不可或缺的。对于初中刚毕业的学生来说，学习工业机器人应用与维护专业着实难度不小。例如专业基础课程有：机械基础、钳工工艺、公差测量、电子电工、PLC、电力拖动、HMI触摸屏、传感器、机械制图、CAD绘图、电气识图等。专业核心课程：工业机器人实操与应用技巧、工业机器人基础与应用、工业机器人维护与保养、工业机器人离线编程与仿真等等。大量的专业课程无一不在考验着学生，短暂的学习时间对学校培养教育有着极高的要求。机械、电子专业基础课跨度大，理解难度高（相对于初中毕业的学生），课程繁杂等难点的确对学生的学习成长有很大的挑战。而且对学生的逻辑思维能力，抽象理解能力和平面图形立体化能力有一定的要求。所以在学习某些课程中学生不能完全理解，听的似是而非，仅仅只是机械的记忆并未完全掌握。再加之理工科理论课程有一定的枯燥性，导致学生学习积极性不高，学习效果也不佳。

当然不同的学校也有不同的见解，既然时间不够，那就减少课程。让学生掌握一定的理论知识和基本技能操作即可，够用就行。但这对学生的发展是不利的，企业最看重一定是经济效益，不会像学校一样花费大量的时间和金钱去提升员工的专业技能，员工也很少会辞职重回校园学习深造。如果一个员工不能满足企业的发展不能跟上企业的步伐最终的结果一定是淘汰，所以在学校里面尽可能的将整个专业的知识体系给学生们架构好。即便企业有了新的发展，需要员工进行提升，他们也能根据学校所学在最短时间内找到方向重拾书本提升自己，而不是一头雾水，也不会像学一门新的课程一样从零开始。为学生的纵向上升发展保留清晰明确的道路，不会跟不上企业的步伐最终被淘汰。

况且工业机器人应用与维护专业对学校资金投入压力较大。工业机器人本身属于高精密制造设备，成本高价格不菲。一台国外“四大家族”的品牌机器人加配套部件工具等一个工位动辄十几万甚至几十万，而一个50人的教学班按照要求完全满足实训教学任务可能至少需要10个工位。这笔支出大多数学校是难以满足的。像许多学校采取折中的方式，买三四台国产设备用于教学或者仅仅是用于招生。而学生大多数时间仍然在教室和机房上课，实际操作机器人的时间非常少。而且国产品牌操作系统不一、教学资源少、仿真软件不配套。但实践才能出真知，不让学生多动手而只是纯理论是无法真正理解其中内涵的。导致学生毕业以后到了相关实习单位很多时候也无从下手，甚至出现实习就是“打螺丝”，毕业一年以后还是“打螺丝”的窘境。

二、需要改进的方面

1、如何从大量繁杂的课程中把学生解放出来，学习一些他们可以理解，且必须要掌握关键的知识。而不是将整本教材从头至尾的完全学习。

2、控制教学时间提高教学效率，因为中技层次的学生在校学习时间有限，如果所有课程都安排上去，势必造成学习时间不够，有些课程无法安排。所以，一体化教学改革势在必行，要在教学方法和教学内容以及教学形式上进行改革，以多种形式的教学手段提高学生在课堂中的参与程度。

3、教学与实际生产有所脱离，现在学校教授书本上的知识本就存在一定的滞后性，加之现在知识更新技术换代飞速，沿用的也是几年前的教材。如果教师不能掌握行业的最新动态，不能了解最新的技术，不及时调整教学方向和教学内容，那势必教授出来的学生仍然无法满足市场需求。

三、改革的方向

1.积极推进理实一体化教学

首先，进行课程改革，将多门专业基础课程去杂留菁，将重点和必须掌握的部分以及联系紧密的部分进行课程重构。使用活页式的教材进行教学，可以将教学内容选择性的插入，使课程与课程之间联系更加紧密。例如机械制图和CAD绘图，机械制图更偏向于理论教学，使学生掌握阅读与手工绘制图纸的能力。而CAD绘图则更偏向于在电脑软件上制图。两门课程有许多共通之处，结合企业实际也基本上都是电脑制图。所以两门课程合二为一，先在教室中学习读图识图并掌握绘图要点，接着再在机房软件中进行绘制，培养学生看图识图和电脑绘图能力。让学生在更少的时间内掌握更多的知识，因为内容联系比较紧密，有学习迁移的促进作用让学生加深对知识的掌握程度。当然，像钳工工艺和公差测量两门课程也是一样，学生对这两门课程也只需掌握一部分必要知识，以后也不需要像钳工一般真正拿锯锉去制造出合格的产品。他们只需知道如何使用量具、如何找基准面、如何选用工具和选用螺栓进行定位紧固等等，其他的知识是可以有选择的进行学习。作为中专中技层次的学生，他们只需知其然，并不需要知道其所以然。深层次的理论知识不仅枯燥而且明显超出学生的理解范围，会降低学生学习的积极性。能够正确的适当的使用工具，会用就行的“应用型”人才是我们培养的方向。

其次，开展教学方法改革，特别是使用分组教学分别在实训室和仿真室轮流学习，既减轻实训场地的压力又能让所有同学都能上手操作。实操仿真同步进行，仿真+实操进度相同，加深了知识掌握和理解的程度。采取项目式、模块化的教学。将所有的教学内容提取转变成一个个的模块、项目，一次课程完成一个模块，并建立考核评分机制。把实训室、仿真室变为教室，如师傅带徒弟一般，老师先讲理论接着进行演示，学生再单独操作遇到问题老师指导，最后一个个考核评分。在不仅能提高学生的学习积极性，让学生在完成项目后获得极大地成就感，也能让教师及时掌握学生的学习情况，将最终的学业成绩分解放入到平时每一次考核中进行，不仅仅只唯考试分数来评价学生。

国家一直在推进现代学徒制的新型教育方式，更加重视学生的技术技能培养。如果要大力发展技工类教育，学生的职业技能和素养就显得格外重要。理实一体化教学将学生从枯燥的理论书本中解放出来，投入到实习实践中，在实践中学习和践知识培养技能，加深和巩固所学知识，也能更好的运用所学知识。当然，理实一体化不单单只学习实践，也着重培养学生的职业道德职业素养和职业认同感。在学习中找到自己的定位，找准自己的目标，践行“劳动光荣，技能宝贵，创造伟大”的时代风尚。以高技术技能人才为偶像，为掌握更高更先进的技术而努力奋斗，为了中国的智能制造而砥砺前行。

2.深化校企合作

深化校企合作促进学生成长，学校培养的高技术技能人才最终的目的还是要进入企业。只有按照满足企业需求的方式来培养学生，才能让学生在走入社会后能有竞争力，否则就是与实际脱离与市场脱节。在教育教学环节中企业可以参与到培养目标的制定和日常教学管理中来，结合企业的准则和学校的要求来培养学生，工学结合。

同时，还要加快双师型教师培养，将专业教师有计划分批次的参与到企业生产中去。在最先进的企业中实习实践学习新的知识技术，把握行业最新动态及时调整教学方向和内容，把最先进的知识技术带到课堂中来。

无偿捐赠或折价出售企业现阶段使用或近期更换的设备投入到学校实习实训中心，让学生在最贴合实际生产的实训条件中学习。既减少了学校在设备上的投入，也为企业提供了大量后备人才。当学生实习就业时就不需要企业再花大量时间重新培训，达到实习毕业即可上岗，增加了企业的生产效益，学校也不用担心学生的就业问题，实现校企双赢。

3.增设五年制高级技工班

作为技工院校，是以为社会和国家培养高技能人才为主要目的。可以增设工业机器人专业五年制高级技工班，将学生的学习年限由原来的3年增至5年，既增加了学生的学习时间，保障他们的课业完整性连贯性，增加知识的深度和广度，提高学生的专业技能专业水平。同时也能满足相当多学生迫切提高学历的要求，毕业以后双证在手就业竞争力大大增强。

当然，并不是所有的学生都适合工业机器人专业甚至是五年制高级技工班。学校教育既要因材施教也要因人而异，工业机器人专业对学生理工科方面的知识还是有一定的要求，因为课程学习中需要一定的物理和数学知识并要有比较清晰的逻辑思维能力和抽象理解能力，才能在课程中游刃有余。所以在专业选择中，筛选考试必不可少。

总之，工业机器人应用与维护专业建设不是一朝一夕能够完善，教育教学改革更不是一蹴而就。是需要更多的有识之士一起努力贡献自己的智慧和汗水。

参考文献

[1]李公文;余春;浅谈产教融合背景下工业机器人实训中心建设[J];现代职业教育;2019年11期

[2]肖评;新时代背景下加快推进现代职业教育发展的思考[J];职业;2019年05期

[3]吕利强;对技工院校工业机器人应用与维护专业数字化资源建设的思考[J];职业;2018年17期