時間:2023-03-14 14:49:37
導語:在工業機器人實訓總結的撰寫旅程中,學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優秀范文,愿這些內容能夠啟發您的創作靈感,引領您探索更多的創作可能。

1961年美國Unimate公司生產了第一臺可用于上下料等簡單工作的商用工業機器人,標志著工業機器人誕生。直到80年代初,工業機器人技術才開始較快的發展。盡管工業機器人在工業領域應用廣泛,但各國對于工業機器人至今沒有統一定義,因此該部分將列舉不同工業機器人的定義及分類。
1.1 工業機器人的概念
在美國標準中,只有易于再編程的裝置才是機器人,而通過手動裝置或者固定順序的機器人都不認為是機器人,即通過人來驅動裝置或者需要安裝強制啟停驅動器才能運動且運動順序固定很難更改的都不認為是機器人。而在工業領域一些數控機床也可以實現編程后的功能實現,因此也要區分數控機床和工業機器人的區別。當一臺機械設備通過編程可實現多種用途則可能被稱作工業機器人,而當一臺設備通過編程只能執行同一類型任務的則稱為專用自動化設備。目前工業機器人的定義普遍形成以下基本論述:該設備可以將預先編排的程序存入存儲裝備,靠自身動力和控制能力來實現各種功能,且受人指揮,操作程序能自動重復的一種自動化設備。
1.2 工業機器人的分類
由于工業機器人沒有形成較為統一的定義,因此機器人的分類也不盡相同。不同國家、不同協會甚至不同企業分類方法也也有差異。根據日本工業機器人協會(the Japanese Industrial Robot Association, JIRA)的定義,將機器人分為六大類:分別是人工操作裝置、固定順序機器人、可變順序機器人、示教再現機器人 、數控機器人、智能機器人,而根據美國機器人協會( the Robotics Institute of America, RIA)的定義,只將以上最后四類認定為機器人裝置。而歐洲各個國家對機器人的定義分類表述各異。
目前,工業機器人根據其發展理論及運動控制分析大致分為四種形式。第一種是基于直角坐標系變換的機器人,該結構由三個獨立關節組成,運動相互獨立,沒有耦合,運動算法簡單且自身結構有很多限制,自由度不夠高。第二種是球坐標式機器人,該機器人工作空間大,占地面積小,但自身結構復雜。第三種是圓柱坐標是機器人,該機器人可進行空間上的上下及水平伸縮運動,具有較大的靈活性,但末端執行裝置由于受到自身結構的限制,精度不好控制。第四種是關節式機器人,這種機器人目前在工業領域中應用廣泛,一般由三個或三個以上的自由度組成。該機器人類似于人的上半身,具有運動靈活,結構緊湊的特點。
2 工業機器人在高職院校的培養
2.1 工業機器人專業在職業院校的培養目標
2000年我國工業機器人保有量僅為3500?_,而到了2013年我國機器人銷售量則高達3.6萬多臺一舉超越日本成為世界上工業機器人銷售市場占比最高的國家。2016年中國工業機器人市場需求增長至9.2萬臺。隨著我國人口紅利的消失以及“中國制造2025”、“智能轉型”的提出催生了工業機器人產業在我國的快速發展。在未來一段時間,機器人制造廠商及其集成商需要大量制造、設計集成、安裝調試、銷售及技術研發人員及服務人員。而機器人用戶也需要大量的工作人員進行日常的維護、調試與保養等工作。以上工作人員都是職業院校工業機器人專業的人才培養目標。由于職業院校受制于招生、科研等客觀因素的限制,且工業機器人是一個由多學科組成的高新技術,因此職業院校在人才培養上一方面要進行機器人的理論的學習,為今后在該領域發展的打好基礎,另一方面要將更多的教學精力集中在設備的維護、調試及簡單的維修等方面。
2.2 工業機器人專業在職業院校的培養內容
目前,我國工業機器人在眾多行業已經廣泛應用,尤其在沖壓、壓鑄、鍛造、機械加工、焊接、熱處理、噴涂、倉庫堆垛等工業環境中運用廣泛。傳統的工業機器人系統一般都包含機器人軀干、示教器編程器、機器人控制柜等。圖1為六軸機器人軀干簡圖,其中軸1、4、6為三個旋轉軸,每個軸由電機驅動并經過減速器減速來達到增大輸出扭矩進而來帶動各旋轉軸及其以后各部件繞該電機軸做旋轉運動,而根據功能的不同,軸6的末端執行器會安裝不同的設備,比如噴槍、焊槍、抓手等。軸2、3、5為擺動軸,由減速器連接電機進行驅動各關節部件進行運動。示教編程器是一個機器人控制系統的核心部件,是用來注冊和存儲機械運動或者處理記憶的設備,可以實現在線編程,該設備由電子系統或者計算機系統來執行。現階段職業院校機器人專業可通過以下三個層次進行培養:第一,機器人集成應用基礎知識學習;第二,機器人操作及基礎編程學習;第三,通過焊接工作站、碼垛工作站、及噴涂工作站等實訓項目對工業機器人的操作學習。
(1)機器人集成應用系統的學習。工業機器人在運動當中都是通過驅動電機進行運動的。機器人集成應用系統的學習很大程度上就是在了解機器人控制柜的原理。該系統主要通過PLC、PLC模擬量的輸出模塊、電磁閥、對射開關、變頻器、伺服驅動器等設備對電機或者伺服電機進行方向、轉速以及位置的控制。在實際教學當中,PLC作為實現工業現場自動化程序的控制核心,該課程可作為工業機器人專業的核心課程之一。變頻器通過整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動單元、驅動單元、監測微處理單元來調整輸出電源的電壓和頻率,從而達到對電機的調速控制。變頻器的內部是靠IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率,因此電力電子技術也是該專業一個核心課程。伺服驅動器是控制電機運動的一個重要部分,由于涉及矢量控制電流、速度、位置等閉環算法,因此對于伺服驅動器的學習在職業院校不宜進行深入的理論學習,只要達到能靈活運用的目的即可。最后,通過觸摸屏及其相關編程軟件的學習,實現對工業機器人的控制。
(2)機器人的操作及基礎編程。第二階段的學習則是一個以實踐為主學習過程。在掌握各元器件及PLC的應用基礎上,首先實現通過變頻器和伺服驅動器對電機實現多段速控制、位置控制及速度控制。實現上述控制以后,通過自學引導方式掌握485通信、Modbus協議等,最終實現通過PLC對變頻器、伺服驅動器的通信來達到控制電機目的。最后一個階段可嘗試PLC之間的相互通信,學會PLC之間主站、從站的設立。進入該部分學習,可進行2至3人的小組分配學習方式進行。
(3)機器人實訓學習。焊接工作站、碼垛工作站及噴涂工作站等項目基本涵蓋工業環境當中所遇到的機器人操作情形。每個工作站的建立,除了機器人軀干以外,根據實現的功能不同,需對工作站進行不同單元的調整。以焊接工作站為例,除了機器人本體以外,還包括電源單元、焊槍單元、焊接工作臺、夾具單元、機器人底座、自動清槍單元等。通過一個工作站的學習可以做到了解機器人工作站的構成,在掌握好理論和做好安全防護的基礎上,可以進行一些簡單機器人操作。在實訓的同時聯系機器人集成系統的應用對機器人工作站工作原理的進行探索。
關鍵詞:機器人工作站 變壓器自動化生產 實驗實訓教學 生產經營活動
中圖分類號:TB49 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2015)07(b)-0000-00
變壓器是利用電磁感應的原理改變交流電壓的裝置,主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換等,按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器等。隨著變壓器行業的快速發展,對各類變壓器裝置的性能參數、質量等級、使用壽命等提出了更加嚴格的要求和更高的發展目標,目前隨著原材料性能的提升以及智能制造技術的出現和發展,能夠研發并制造出性能優越,質量過硬的各類變壓器產品已經成為各生產制造企業和科研機構的首要任務,傳統的手工制造方式已經不能有效滿足各類變壓器的生產要求,同時人工操作的固有偏差性和人為差異不同程度地影響著變壓器的質量和使用壽命。為此,有必要設計一套人工智能化柔性生產制造系統,使變壓器生產制造去人工化,實現變壓器智能化生產。
1 工作站設計方案
變壓器自動化生產工作站是一個實際應用系統,包括硬件系統的詳細設計和軟件系統的編寫優化。在硬件設計中,經過研究分析,最終確定該系統應包含以下三部分功能機構,分別是:(1)變壓器繞制;(2)變壓器搬運;(3)變壓器焊接和質量檢測。在軟件設計中應包含以下四部分功能程序,分別是:原點復位、繞制程序、搬運動作、放電焊接和質量檢測。
2 系統硬件設計
對硬件結構進行設計,主要包括如下三個部分。
2.1 變壓器繞制部分
選用NITTOKU全自動高速繞線機,最高轉速可達10000 RPM,實際使用控制在5000~6000 RPM,加減速時間控制在3~5 s,可以滿足24 h不間斷生產,同時通過編制繞線程序控制機器運行,繞制狀態穩定高效,中途斷線可將電子信號傳遞至搬運系統,機械手可直接將不良品送至不良品區。
2.2 工件搬運部分
工件在搬運過程中為達到不同位移要求,故分為機械手搬運,搬運車搬運,轉換夾搬運三個部分。
機械手主要負責在抓取骨架和將繞制完成的線圈進行焊接和檢測時進行工件位移,經過選擇后,可選用MITSUBISHI-RV-6SDL型工業機器人,此種型號最大可承重6 kg,具有6自由度方向,可在立體空間任何一點進行位置編輯,具有移動精度高,工作穩定的特點。
搬運車和轉化夾主要負責在繞線機和后續生產系統之間的工件位置相互轉移,可利用尼龍塊制作搬運車,并將其固定在傳送帶上,轉換夾可選用鋼質材料,夾取工件時有力度,耐磨度高。
2.3 變壓器焊接和檢測部分
焊接部分采用PC-PAS 301t型放電焊機,焊接時注意須調整放電電流至1.0~2.0 A之間,放電時間控制在0.5~1.0 s之間,焊接時與插針有接觸的頂針在完成焊接操作500次后,須進行打磨處理,并檢查牢固程度。
檢測部分采用HIOKI 3541型電橋,使用時須依據生產作業指導書的要求設定電阻值合格范圍,對于合格品和不良品可由綠燈和紅燈指示,與線圈插針接觸的頂針須檢查其牢固程度和氧化情況,有問題時須及時更換。
3 軟件系統設計
軟件系統分為以下四個部分。
(1)工作站復位程序。
在每日開機后和機器故障修復后,需要將工作站的各個機械電氣部分進行原點復位,其中包括機械位置的校正,傳感器檢測是否正常,工作站各系統有無故障等。
(2)變壓器繞制程序。
變壓器繞制程序應符合繞制規則,編寫后的程序須經過實驗試生產,并逐步優化繞線程序。
(3)各部搬運程序。
具體編寫搬運程序時,先編寫主體框圖,按照工作的先后順序編寫順序流程圖,存儲為主程序。然后依次編寫各部位搬運的具體程序,并存儲為子程序。
(4)焊接和檢測程序。
編寫焊接程序應根據搬運程序的信號觸發焊接程序,同時,可依據示教手柄檢證插針最佳焊接位置,要求須正對插針頂端,距離1~2 mm。
檢測程序即收集傳輸過來的電阻值大小,看是否符合設定要求,符合亮綠燈,超出范圍亮紅燈,達到質量檢測的效果。
4 工作站調試和故障修復報告
4.1 使用環境
工作站可在4O的區域內進行布置,供電電壓為AC 220v 50~60 HZ,氣動部分須接壓縮空氣,焊接部分須接氬氣。
4.2 系統調試說明
根據方案的要求,調試過程共分3大部分:硬件調試、軟件調試、軟硬件聯調。硬件進行手動調試,觀測有無撞擊和運動不暢,軟件進行模擬調試,在編程軟件中進行示教演示,找尋可優化程序點,進行逐一優化,軟硬聯調為試生產調試,讓工作站依據控制程序自行進行生產,看有無錯誤報警和可改進的地方。
4.2.1 硬件調試
(1)變壓器繞制機、搬運車的滑軌的滑動部位動作緩慢,發現缺少油脂,隨即涂抹油脂,減小摩擦,故障得以修復。(2)機械手抓取工件時,與夾具配合較緊,發出較生硬的聲音,隨即拆下較緊夾具,對配合部位進行細微研磨,磨薄0.3 mm后,故障得以修復。
4.2.2 軟件調試
(1)繞線程序在編制完成后,模擬時出現語法錯誤,檢查時發現A,B程序塊同時運行時,程序塊跳離語句少編入一字符,導致語法錯誤,隨即編入該字符,故障得以修復。(2)搬運車程序出現限位報警,檢查程序時發現,搬運車在左移動時的位置量編寫錯誤,導致觸及限位報警,隨即更改位置量,故障得以修復。
4.2.3 軟硬聯調
(1)繞線程序存在繞制偏槽的現象,通過更改槽間起繞位置,故障得以解決。(2)機械手在抓取線圈進行焊接時,出現焊接不良,經分析原因為焊針和插針未正對,隨即對機械手和焊針在程序中的位置進行微調,在保證正對和距離1~2 mm后,焊接良好,故障得以修復。
5 結語
以工業機器人為核心的變壓器自動化生產工作站是結合筆者個人所學和工作經驗逐漸積累并實踐總結出的,是筆者對機器人和自動化技術的理解和應用,這類制造系統在保證產品質量穩定性、提高生產效率、促進制造柔性化等諸多方面具有積極的促進作用。
參考文獻
[1] 蘭虎.工業機器人技術及應用[M].北京:機械工業出版社,2014.
[2] 郭洪紅.工業機器人技術[M].西安:西安電子科技大學出版社,2012.
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1671-0568(2017)26-0073-02
在“互聯網+”時代,信息化技術已經滲透到社會的各個方面。在教育領域中,一場信息化的顛覆性變革正悄悄地而又迅速地發生著。面對新形勢、新變革,作為高職院校教師,在“互聯網+”理念的推動下,不僅要將互聯網作為一種提高教學水平的外在工具,更重要的是將“互聯網+”的理念真正融入教學,建立一種新型教學模式,優化教學過程,提高課堂教學質量和效果,讓學生在“互聯網+課程”環境下更加智慧化、個性化、自主化,更有效地去學習,從而獲得“終身學習”的能力,提升學習效果。現以“工業機器人三維建模技術應用”課程為例,對“互聯網+課程”背景下該課程的教學模式進行探討。
一、“工業機器人三維建模技術應用”課程教學現狀
1. 教師與學生現狀分析
目前,教師只需要在課前備好本節課的教學內容,準備好本節課的相關課件與視頻,實現的僅僅是多媒體教學的形式。教師與學生的互動交流環節也僅限于課堂環節,對學生知識點的掌握情況了解片面,面對班額40左右的學生,很難做到因材施教。學生課前做不到有效的預習,課后做不到對講授內容的鞏固,本節課堂上不能及時解決的問題往往需要等到下一節課來解決。
2. 教材與教學內容現狀分析
“工業機器人三維建模技術應用”課程是一門實踐性較強的專業課程,主要是使用Creo軟件對工業機器人線體設備進行建模、裝配、轉化工程圖、機構仿真等。目前選用的教材雖然包含有真實案例,然而教材的編寫格式都是以模塊化為主,即按照零件的建模、裝配建模、工程圖模塊等順序編寫。運用這樣的教材,我們發現學生在零件建模階段的學習興趣較濃,到了裝配和工程圖模塊學習階段,學生的學習興趣逐漸降低,導致學生對該門課程的學習內容掌握不完整。
3. 教學方法現狀分析
目前,該課程的教學方法完全以課堂教學為主。每節課教師利用課件、軟件進行知識點的講解以及示范操作演示,然后學生模仿教師的演示在電腦上自行練習,教師進行輔導。在整個教學過程中,雖然學生有了自己動手操作的機會,但自主學習的意識仍然比較淡薄。特別是一些知識點類型繁多,創建方法也有所不同,教師利用課堂時間講授需占用大量時間,講解流程煩瑣,這時學生會感到枯燥乏味,導致部分學生跟不上進度而不再繼續學習,課堂學習效果差。而且課堂學習內容無法在課后得到進一步的鞏固,知識點和操作技巧的遺忘情況嚴重。
4. 考核方式現狀分析
“工業機器人三維建模技術應用”課程考核主要采用了平時考核和期末考核相結合的方式進行。考核的側重點在于學生在課堂上的學習過程和學習效果,考核內容完全側重于操作能力的應用,對于學生自學能力和創新能力的評價有所欠缺。
二、“互聯網+”時代下“工業機器人三維建模技術應用”課程教學模式改革的必然性
“互聯網+”時代的出現導致社會大環境發生了顛覆性的變化,手機、電腦、互聯網、物聯網、VR等成為新的生活模式,也正影響和改變著學生的生活、學習方式。在這樣的時代,學生的思維模式、學習方式、興趣習慣與以前相比有了根本性差異。在課程發展上,“微課”“慕課”“翻轉課堂”等網絡教學平臺和資源的出現,為學生提供了豐富的課程資源,這也促使教師對課程的教學模式進行改革,以適應“互聯網+”時展的需要。
網絡學習資源的出現,提高了學生的學習自主性。但同時,由于自主性加大,學生在學習過程中會下意識地按照自己的喜好去學習,容易忽略學科本身的邏輯關系和系統性。而且,學生面對沒有情感的計算機進行人機交互學習,缺少面授教學中師生間的親切交流以及同學間的情感交流,長此以往,對學生的心理健康會造成一定的不良影響。
為有效利用網絡平臺和資源,同時最大限度地避免網絡教學帶來的不利影響,提高課堂教學質量和效果,我們應該把傳統學習方式的優勢和互聯網絡學習的優勢結合起來,將課堂教學與網絡信息技術進行融合,使整個教學過程依托數字化資源教學平臺,采取“線上(網絡教學)、線下(課堂教學)混合式”教學模式。整個教學過程如圖1所示。
三、“工業機器人三維建模技術應用”課程教學模式探討
1. 教材和教學內容的改革
為提高學生的學習興趣,加強學生對知識點掌握的全面性,應對教學內容進行優化整合,并編寫出相對應的新型數字化教材,有針對性地運用到教學實踐中去。可將“工業機器人三維建模技術應用”課程整個教學內容概括為6個項目,項目從簡單到復雜,每一個項目都是機器人線體中的一個完整部件,其內容包括零件的建模、裝配和工程圖的創建以及機構的仿真、動畫,教學內容的實用性增強,學生在完成項目的過程中不僅獲得了軟件的知識和技能,還掌握了工業機器人零部件的結構和功能,能及時看到自己的項目成果。這是學生判斷自己職業能力的有效依據,也增強了學習的樂趣,這樣的教學能使學生較快地進入產品設計實戰狀態。
同時,新型數字化教材在詳細講解每個知識點的同時,附帶有相應的二維碼,學生通過掃描二維碼,可以隨時隨地通過視頻、課件介紹學習該知識點的相關內容。因為細化到每一個知識點,所以相對應的網絡資源內容更加精簡,資源容量也小,也可靈活方便地將其下載保存到終端設備上,實現移動學習。最為有效的是,學生遇到的難題可通過網絡教學平臺及時和教師溝通交流,不必等到下節課再解決。
2. 教學方法的改革
為提高“互聯網+”背景下課堂的教學質量和效率,應充分利用網絡教學平臺和資源,采用“線上線下”混合教學模式,不斷提高學生利用信息化手段獲取知識的能力,增強學生實踐鍛煉的能力。對于“工業機器人三維建模技術應用”課程,可以機器人線體零件為載體,依托CAD/CAM實訓室、網絡教學資源庫平臺和Creo等媒體資源,按照“線上線下”混合教學模式要求,把教學過程分為課前、課中和課后三個階段。
課前:學生登錄課程教學平臺,選擇教學單元,查看“課前任務單”,按要求完成任務單內容。在此過程中,學生可以利用教學資源中的視頻和課件進行知識點的復習和預習,完成“課前測試”,檢驗自學效果。教師根據統計分析,不僅可以了解學生對基礎知識的掌握情況,還可以按層次和個體差異進行分析和分組,實現學生間的優勢互補,為課堂教學的分組合作做準備。
課中:課中教學分為任務導入、任務實施、課堂競賽及評價總結4個環節。以該課程項目二中的第一個任務(機器人連接臂的建模)為例說明。首先要求學生登錄教學資源平臺,觀看機器人手爪吸盤夾具拆卸動畫演示,結合教師下發的圖紙,了解機器人連接臂在機械手爪吸盤夾具中的作用,分析連接臂結構,并根據其形狀特點以及后續的制造工藝確定連接臂的建模思路。在課堂中設置“動手做”“跟我學”等環節。在“動手做”的教學環節,整個過程中教師起到的是引導與輔助作用,體現了“學、教、做”一體的課堂教學模式。在“跟我學”教學環節中,教師使用軟件進行演示和微視頻輔助教學,解決教學中的難點。為了激發學生的學習積極性、鞏固課堂教學內容,設置“課堂競賽”環節。最后師生共同評價,讓學生在競賽和完成任務的過程中完成知識點的學習。
課后:為了鞏固對已學知識點的應用,提高學生建模的速度和技巧,特別安排了課后拓展階段,進一步提升學生的專業技能和綜合素養。學生登錄教學網絡平臺,觀看、學習教師上傳的課后指導視頻,完成拓展任務單內的任務,根據教師給出的評分表進行自評,并通過QQ郵箱上傳作業。教師將學生作業中的問題通過作業點評及時反饋給學生。
3. 考核評價的改革
“線上線下”混合教學模式的應用使得該課程的考核更具全面性。課前的自我檢測評價、課堂的競賽評價、課后的拓展任務評價涵蓋了整個教學過程。課前課后的在線評價快捷、全面,體現了學生的自我學習和創新的能力。課堂競賽評價或任務評價,要求學生展示競賽任務,并根據教師給出的競賽任務評分表進行小組互評、教師點評,最后依據互評成績和教師評價創建得出總評成績,輸入課程在線教學平臺作為過程考核依據。教師根據課前和課后評價以及課堂評價成績進行綜合評分,這樣的評價方式體現了及時性、全面性、公平性。
4. “互聯網+課程”背景下教師與學生的變化
“互聯網+課程”時代,教師必須在課前進行線上備課,并將課件、視頻、動畫等教學資源上傳到教學資源平臺供學生學習,這就要求教師除了具備專業知識之外,還必須掌握課件、視頻以及動畫制作等技術。同時,教學資源的公開,要求教師更加認真地準備每一節課,不斷將新知識、新內容加入課堂,并引入新的教學方法調動學生的主觀能動性,將學生吸引進課堂,引導學生發散思維。這就要求教師不斷加強學習意識和自我更新意識,尤其在信息化學習和教學能力方面要不斷提升。“互聯網+課程”時代,學生的學習不再受時間和地點的限制,學生隨時隨地都可登錄教學資源平臺獲取自己需要的知識,并可利用網絡平臺和教師進行即時對話和溝通。同時,教師對教學資源平臺上的課程進行教學設計,讓學生的自主學習更加科學有序。
利用教學資源平臺上的“在線交流”“課題討論”,在課前和課后增加教師和學生、學生和學生之間的交流,同時也及時高效地解決了學生遇到的困難和問題。
依托網絡教學平臺和資源,采用“線上線下”混合教學模式,教師將每個知識點進一步拆分,使自學和復習用微課等在線學習資源實現“碎片化”,縮短了每一個資源的長度,降低了學生學習的難度。
課前測驗、課后拓展練習都在網絡教學平臺上進行。課前測驗考查學生前一任務的掌握情況及新任務的預習情況,便于明確教學重點和難點。課后拓展練習的難度大于課堂任務,在鞏固課堂教學內容的同時拓展了學生的建模思路空間。
教學項目采用真實案例,課堂教學過程中采用“跟我學”“動手做”“賽一賽”“評一評”等環節,凸顯了“學、教、做”一體化的教學模式。采用在線評價(自評、互評、教師評價)的方式,使評價更加快捷、準確、全面。
參考文獻:
[1] 楊宇翔,黃繼業,吳占雄.線上線下混合教學模式實施方案設計[J].課程教育研究,2015,(5):3-4.
[關鍵詞]學術社團;高職機電;創新創業
[中圖分類號]G717[文獻標識碼]A[文章編號]10054634(2017)02010305
0引言
近年來,黨和國家高度重視大學生的創新創業教育,教育部先后啟動了“大學生創新創業計劃訓練”“大學生人才培養模式創新試驗區”等建設項目,以促進創新、創業和管理高層次人才的培養[1,2]。同時,根據大量企業調查發現,高職機電類學生除了應具備必須的專業知識外,更應具有較強的創新實踐能力和管理能力。然而目前創新創業教育在高職院校的開展情況并不樂觀,主要體現如下:高職機電類學生大多墨守成規,禁錮于書上的標準答案而缺乏創新思維和求異精神,這跟重視技能的教育方式有關;學生缺少創新創業的實踐,大多數學校的學術社團活動主要針對于少數學生;對開展創新創業教育的制度和管理還不完善[46]。
隨著高職院校創新創業教育的不斷深入,浙江工業職業技術學院機電一體化技術專業以課程改革與人才培養方案改革為重點,以創新創業人才培養機制為引導,以培養具備實踐創新能力、企業管理及創業能力的高層次人才為目標,將創新創業教育理念融入到人才培養方案和課程教學。目前建立了專業學術社團“大學生機電產品創新協會”,本著“以科技為創新源泉,以實踐為創業動力”的理念,積極開展一系列科技創新與創業活動。通過這些社團活動提升了高職機電類學生的創新創業能力、就業競爭能力和持續發展潛力,涌現出了一批優秀畢業生,并建成了一支優秀的師資隊伍。
1創新創業人才培養的探索與實踐
1.1實踐“三階段、立體型、多元化”的專業人才培養方案為做好以學生為本的創新創業能力教育,在專業人才培養體系的設計中始終堅持統一性與多樣性相結合,具體實踐中采取控制總學分、課程優化、分層教學、輔修專業等多種形式,滿足不同基礎、不同發展意向學生的需求,促進學生的個性發展,增強培養的彈性,促進學生自主提高。通過對學生培養目標的系統設計,構建了機電一體化技術專業的“三階段、立體型、多元化”人才培養方案,總體結構如圖1所示。其中,“三階段”是指創新創業意識融通人文課程體系,創新技術融入專業核心課程,創新創業訓練滲透專業方向課程;“立體型”指以實驗實訓室、學生工作室為依托的課內外“創新實踐平臺”,和以紹興市工業設計基地、紹興市科技館等為依托的校內外“創業訓練平臺”互補立體型結構,為學生創新創業教育和鍛煉提供了保障;“多元化”指創新創業成果多樣性和評價體系多元化。學生根據自己的能力取得超出培養方案規定的課外學分,可用來替代相關專業拓展課的學分,比如參加競賽、開發作品、對外服務、、學生項目等獲取課外學分,這為學生自主性創新創業能力的鍛煉提供了更多機會和更加寬松自由的空間,實現了培養目標多樣化、課程體系柔性化、培養方式個性化、實踐形式差異化。
1.2實踐以學術社團為載體的三位一體協同創新人才培養模式以機電一體化技術專業為支撐建立的學術社團“大學生機電產品創新協會”通過科技競賽、項目互動、對外技術服務等內容將創新教育貫穿于人才培養的全過程,自覺對接和延伸第一課堂內容,開展“社團活動―課程建設―學生訓練”三位一體的協同創新人才培養,促進學生創新創業能力的提高。通過社團活動使得學生從“要我學―我要學―我愛學”的過程轉變,在離開教師監督時學生能自主學習和管理,從而推動專業轉型升級和優化課程體系。具體做法如下。
1) 增強社團主體地位。為體現學術社團的地位和價值,成立學生工作室、創新活動中心等場所開展科技創新活動,其中學生工作室設置社團辦公區、資料查詢區、作品及榮譽展示區、社團文化展示區;學生創新活動中心設置了材料安放區、產品設計區、加工區、裝配區,并配備了各類加工機床和工具,滿足學生進行科技創新活動的要求;Robot工作室配備了機器人開發所使用的軟硬件,并展示了開發的各類機器人,包括舞蹈機器人、武術機器人等。
制定完善的管理制度、組織機構和社團文化。管理制度對社團開展的各類科技活動、社團人員分工、社團招新和宣傳、工作室衛生等規定了詳細的任務和要求。社團的組織機構采用“兩長三組一室”,其中“兩長”指協會會長和副會長,“三組”指成立的機械創新設計、機電產品控制、機器人三個興趣小組,“一室”指辦公室(設主任一名),下設財務處和宣傳處。為了讓W生在社團中建立起自己的歸屬感和榮譽感,社團重視文化建設,包括社團發展歷程、優秀社團成員成果及畢業后獲得的榮譽展示、社團成員在各媒體中的宣傳報道等。
學術社團的可持續發展離不開一支高素質的導師隊伍,學院以教師科研平臺為依托,建成一支教學團隊,配合社團開展創新創業教育活動,制定教師獎勵和評職晉升等方面的政策。學院、導師和社團成員的關系如圖2所示,這種方式可以有效促進導師和學生的協同創新,共同提高他們的創新能力。
2) 開發出融知識、技能、產品和趣味于一體的課程與創新教學項目。通過平臺建設和創新人才培養的實踐經驗積累,促進了"機器人調試與制作"等課程的改革,實踐了“職業活動導向教學模式+跨課程項目化教學設計+創新型”一體化教學過程,構建了初級動手訓練、系統動手訓練、科技創新活動的三級創新教學體系,比如構建了基于燃料溫控卡等紡織電子產品的跨課程項目化教學設計和基于舞蹈機器人等融趣味一體的創新型教學項目。
以"機器人調試與制作"課程為例,開發出融知識、技能、產品和趣味于一體的機器人教學項目,如武術擂臺、滅火、探險游等項目,構建了初級動手訓練(掌握機械、電氣、傳感器及控制軟件等基礎知識并訓練學生的團隊意識、表達能力等)、系統動手訓練(構建一個較復雜的系統以培養學生的綜合能力,根據學生特長和愛好選擇不同的訓練模塊進行創新訓練,實現各類機器人的功能設計)和科技創新活動(對學生有潛力的項目給予特別支持和孵化,幫助學生利用各種技術技能將他們的發明創造由創意轉變為有形的創新成果并轉化為生產力)三級教學體系。
3) 開展規模化、多樣化、系統化的創新創業活動。機電一體化技術專業每年組織社團成員參加各類學科和技能比賽,通過這些創新創業類競賽培養了學生的創新創業思維,增強了學生綜合分析能力、工程實踐能力,加強了團隊合作和競爭意識,激發了自主學習的激情與斗志,全面考驗學生的個人素質、領導能力和團隊精神。社團做好的科技活動包括:每年下半年開學初社團配合做好專業創新創業教育和技術指導;每年上半年做好學校技能文化節宣傳和組織工作,學生參與度達到專業總人數的70%以上;做好國家和省級各類競賽的選拔和總結工作,社團成員在做好“傳幫帶”、參加競賽和成果總結、社團管理等工作中提高自己的創新創業能力,同時學校和社團根據貢獻度給予相關獎勵,具體內容如圖3所示。
自2010年以來,機電一體化技術專業學術社團成員在全國大學生機械創新設計大賽、浙江省大學生機械設計大賽、中國機器人大賽暨RoboCup公開賽、中國智能機器人大賽、機械部件創新設計與制造技能比賽、浙江省挑戰杯大學生創新創業大賽等賽事中累計獲獎118項,學生作品申報專利15項(已授權10項),學生主持浙江省大學生科技創新活動計劃項目(新苗計劃)5項和紹興市大學生科技創新項目9項。
另外,對外交流和服務活動是大學生開展創業實踐的一種重要形式。高職機電類專業學生除了利用自己所學的技術技能參加一些志愿者活動外,結合專業學術社團的整體實力,開展一些大型普及教育和交流活動,比如學生完成創新設計與制作后將作品展示給不同群體,在幫助別人的同時不斷提高自身服務社會的綜合能力,形成市場開拓和承受挫折的意識,社團通過紹興市科技館、各類學校開展一系列對外技術活動,比如“攜手志愿,對話科技――紹臺大學生義工科技交流活動”“與智能機器人的親密互動”“科普知識進幼兒園活動”“科學達人秀”等等。
在提高學生創新與對外服務的過程中,積極探索學生從創業意識培養、創業競賽訓練到自主創業的遞進學習過程。為推進學生自主創業的平臺,學校設置了紹興市工業設計基地,鼓勵學生進行創業活動,并對入駐的學生工作室給予免3年租金的條件,為學生提供創業的實踐機會,對具備創業條件的學生,導師參與策劃創業方向和技術指導。目前眾七智能科技有限公司等4個由學生組建的公司入駐了基地。
2成效
多年來,機電一體化技術專業以學術社團為載體開展創新創業意識、創新創業訓練、創新創業實踐等各項活動,吸引了一大批學生的參與,取得了良好教學效果,培養了一批優秀畢業生,典型成效如下。
1) 人才培養質量顯著提高,提高了學生畢業生就業質量和專業吸引力。目前基于學術社團為載體培養的高素質創新型人才受到了企業的高度認可,幾家合作企業對這個群體的畢業生接受度極高,甚至超越了對普通重點本科畢業生的期望度。目前上海鐵路局在本專業中招聘學生數為318人,大型企業來校設置獎學金,比如杭汽輪、羅克韋爾專門為機電類專業學生設置了企業獎學金。大型企業(比如上海鐵路局)每年單獨或組團開專場招聘會;校企合作單位(比如紹興旭昌科技有限公司)積極參與校技能文化節,組織技術人員參與活動、提供經費支持以及開展講座等。
2) 專業課程建設成效顯著。基于課程建設過程中所構建開放式項目化教學模式、跨課程項目教學設計獲市級和校級教學成果獎,成果已經應用于專業的教學活動、課程建設和教材建設中。目前本專業為中央財政支持專業、浙江省優勢專業和浙江省特色專業,建成5門省級精品課程和5門市級精品課程,出版10本省級教材。
3) 社會影響力不斷提高。在2014年和2015年的浙江省自動化教指委年會上向同行介紹了基于社團開展創新創業的成果經驗,同類院校來校參觀和交流經驗;以紹興市科技館為通道開展各類大型成果普及教育活動,得到電視臺、報紙等媒體的大力宣傳;紹興市職教中心、桐鄉技師學院、紹興縣機關幼兒園等師生來校參觀和學習創新成果。
4) 學生創業活動。近三年來,學生社團中涌現出了如任德銘、錢招利、陳超等一批學生創建的公司,并得到浙江教育報、紹興電視臺、紹興日報等媒體的宣傳報道。比如由機電一體化技術專業學術社團核心成員創建的紹興市眾七智能科技有限公司,目前除了對外開展機器人技術培訓、技術開發、產品宣傳等相關活動外,也積極為社團成員的創新c創業能力培養提供實踐平臺。
參考文獻
[1] 孫云龍.創新創業型人才培養模式研究[J].高教學刊,2016(2):1213.
[1]劉艷,閆國棟,孟威.創新創業教育與專業教育的深度融合[J].中國大學教學,2014(11):3537.
[2]徐博函,苗苗.創新創業類學生社團發展思考[J].創新與創業教育,2012,3(4):5859.
[4]劉玉榮,張進,涂銘旌.搭建創新創業平臺,培養學生創新創業能力[J].實驗科學與技術,2013,11(6):138140.
[5]劉鶇根,鐘健.高職創新創業人才培養的實踐與創新――以深圳職業技術學院為例[J].職教通訊,2013(20):1216.
[6]李曉華,張麗萍,王曉鳳.地方高校創新創業教育體系構建研究[J].河北科技大學學報(社會科學版) 2015,15(4):8489.
【關鍵詞】示范 實訓基地建設 內涵 機電一體化
【中圖分類號】 G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2014)03C-0169-02
一、實訓基地建設的內涵
職業教育突出培養學生的職業能力,職業能力包括: 職業素質和專業技能。其中職業素質包括: 較高的職業道德修養、溝通表達能力、主動學習能力、創新能力、團隊合作協調能力,職業素質就是學生的可持續發展能力。專業技能包括綜合技能和單項技能,專業技能包括操作技能、技術技能、知識技能,是學生的就業競爭能力。實訓基地建設的內涵就是為社會培養培訓高素質、高技能型緊缺人才,突出培養學生的職業能力,實訓基地的建設是學生職業能力提高的保障。
二、實訓基地建設的主要內容
(一)建設的思路
機電一體化專業技術實訓中心的建設緊緊圍繞專業建設改革思路與目標,以校企合作、工學結合為切入點,營造真實職業環境,籌劃建設集教學、培訓考證、生產經營、職業素質訓練等多功能于一體的校內外綜合實訓基地。建設內容包括:一是進行實驗室環境建設、實驗設備采購等工作;二是引進企業管理方法,建立一個先進合理的管理機制;三是營造一個良好的企業氛圍,讓學生在校內也能夠完全體驗企業的真實環境,體驗企業文化;四是加強師資隊伍的建設,讓教師在實訓中心的管理中,提高教學實踐能力及科研能力。
(二)建設的具體內容
機電一體化技術中心建設的指導思想是:滿足機電一體化專業、機電一體化專業(數控維修方向)、機電一體化專業(機器人方向)等三個專業方向的所有實驗實訓內容,體現設備的先進性,同時針對學生人數多的現狀,滿足批量教學要求,以及滿足學生雙證率、對外培訓、技術研發及競賽要求,實訓中心已經先后建設及準備籌劃建設的實訓室如圖1所示。
三、實訓基地建設對接
(一)實訓基地建設與行業企業對接
本專業堅持“職業教育要面向先進制造業服務,面向生產業”的目標,主動適應地區經濟發展,定位于北部灣地區汽車、機械兩大先進制造業和有色金屬、制糖造紙兩大資源型產業和現代港口物流兩大新興特色產業等。引入現代企業先進的“5S”行為管理模式,建立“校中廠”,將“整理、整頓、清掃、清潔、素養”五個內涵與教學管理和學生管理相結合。在遵循職業管理規律的基礎上,細化管理標準,完善日常管理、學生實訓管理等各項制度。
引入廣西春茂電氣自動化工程有限公司入校,建立“校中廠”,聘用學生到“校中廠”進行生產實習,與上汽通用五菱公司、柳州五菱汽車有限責任公司等企業建立“廠中校”,合作開辦“2+1”訂單班。與這些企業共同制定人才培養方案,共建、共管、共用校內外實訓基地,互派教師和工程技術人員,共同制定教學內容,共同培訓學生、教師、員工,構建校企共同參與人才培養全過程的人才培養模式。按照企業的管理模式,引進人才評價標準,建立真實的生產環境與氛圍。通過開展形式多樣的合作,推動了學校與企業、專業設置與職業崗位、教學內容與職業標準的深度對接。
(二) 實訓基地建設與課程體系對接
本專業除共享學院基礎技能實訓中心、電工電子自動化實訓中心外,機電一體化實訓中心基本涵蓋了本專業所有課程的實驗實訓內容。同時與上汽通用五菱公司、柳州五菱汽車公司等校外實訓基地共同開發基于生產過程控制的項目化課程,共同建設PLC控制系統安裝與運行維護、工業機器人技術、數控機床故障診斷與維護保養等優質核心課程,編寫工學結合、行業特色鮮明的工學結合教材。
(三)實訓基地建設與職業標準對接
依據崗位要求,考核學生職業技能,實訓基地提供多工種的職業資格鑒定平臺。可以選取PLC系統設計師、維修電工工種、數控維修工種、機電一體化助理工程師認證等相關證書的職業資格考核。鼓勵學生參與區內、國內電子產品設計、工控組態軟件應用、數控維修大賽、自動線安裝與調試、機器人安裝與調試職業技能競賽,以賽促教,以賽促學,提高學生的綜合技術能力。近年來,該實訓中心已經為區教育廳、區工會等上級部門承擔過多個賽事比賽,如全國職業院校技能大賽廣西賽區高職組自動化生產線安裝與調試、電梯安裝與調試,區企業職工維修電工技能競賽等,并能順利圓滿完成。
利用實訓設備,從企業聘請行業專家、技術能手擔任實踐性強的課程,加深學生對行業的技術標準與規范的理解。如蒂森電梯有限公司主動提出無償到學校開設電梯日常維護保養規則等課程,介紹電梯行業標準規范、日常的運行、維護與管理等,針對特種設備作業人員(電梯電氣維修)認證標準,組織有意向的學生在校考取電梯維修證,介紹電梯行業特色文化,滿足該企業用人需求,最后半年,學生進入企業就能帶證頂崗實習,在這過程中學生就業目標明確,增強了主動性,使學生能夠“零距離”上崗。
(四)實訓基地建設與終身學習對接
1.搭建全程訂單育人平臺
建立校企一體化辦學機制,建立開放學習機制。依托與企業深度合作,圍繞校企訂單培養、共建實訓基地、合作培養師資、聯合開發課程和教材、安排學生頂崗實習等內容開展形式多樣的合作辦學實踐。探索開放、自主、互動、立體化的學習機制,推進終身學習服務體系的構建。逐步建立無障礙入學和彈性學習制度。制定并完善學分積累、學習成果認證制度,實現學員靈活學習、自主學習、自由學習、個性化學習的目標。
2.職前―職后全程訂單人才培養
職前“個性化”訂單人才培養。按照訂單企業個性化用人需求,校企共同制定專業人才培養方案、共同開展職業技能考核、共同完成頂崗實習就業,量身打造高素質技能型專門人才。2008年起與上汽通用五菱公司合作開辦的“2+1”教學模式訂單班,前兩年在校內完成,后一年在實習單位組織教學活動,實習單位負責提供教學場所、設施,具體教學內容及時間安排由雙方共同協商確定。理論課及實踐課主要由本專業教師及企業生產一線的技術骨干、專家等配合,根據企業需求靈活安排。學生在一年的實習期中貫穿企業設立的企業文化、安全生產管理、品質管理等相關課程,由企業人力資源部、車間等共同實施及考核。至今“五菱班”訂單班已經開辦5年,目前大部分學生已成為企業的骨干力量。
職后“多元化”訂單項目合作。利用校企資源優勢和信息共享機制,通過專業教學向企業延伸,企業培訓向學院延伸,推動了校企共同開展職業資格鑒定、員工學歷教育、函授教育。培訓基地共建和產學研合作等訂單項目的開展為畢業生及企業員工的終身學習提供了保障,構建具有區域產業特色的技術職業教育終身學習平臺。近年來,已經為上汽通用五菱、柳鋼、玉柴等企業員工進行維修電工中級培訓、維修電工技能競賽等項目培訓達二百多人次。為滿足企業需求,專業團隊準備籌劃為企業進行技師培訓、高級技師培訓。
大學生“回爐”學技,增強就業競爭力。建立一套完整的制度體系,以幫助學生“回爐”,為他們提供一個回歸的渠道,以促進其自身發展。每一個人的成長過程都是一個不斷學習的過程,大學生“回爐”是一個技術性的提升,更容易塑造成復合型人才。
3.中高職對接全新靈活的招生機制
廣西提出要實施職業教育“立交橋”工程,即各層次職業教育互相貫通,包括學分互認、課程銜接等。通過校企合作方式,實施中職、高職專科和高職應用本科分段培養、校企延伸培訓及頂崗實習與就業,實現人才培養全過程的中職與高職專科、高職專科與高職應用本科的有效銜接。從2010年開始,本專業已經與廣西大學合作專本銜接教育,該專業專本銜接在校生人數已達250人,已經有部分同學獲得了本科學歷學位證書。下一步考慮中高職銜接招生,“2+3”學年制、單獨招生等全新和靈活的招生機制,構建終身職業教育體系,促進中高職教育在層次上的有效銜接和深化,在拉動中職教育發展的同時,推動高職教育發展,提高高職教育質量。
經過幾年實訓基地建設的不斷完善,實訓室執行了開放式的管理模式,面向學生開放,鼓勵學生利用課余時間,對實驗設備進行設計、安裝、調試,加強了學生的工程實踐能力及創新能力的培養。學生積極踴躍參與全國、區級各層次各項目技能大賽。近年來,曾獲全國西門子杯自動化挑戰賽華南賽區一等獎、全國總決賽三等獎;全國高職院校維修電工競賽一等獎;多次榮獲全國職業院校“電子產品設計與制作”技能大賽二等獎、區競賽一等獎;多次榮獲“亞龍杯”全國高職院校“自動線安裝與調試”技能大賽團體二、三等獎、區競賽一等獎。
盡管機電一體化實訓基地的建設已取得了一定成績,但實驗設備硬件及內涵建設的開發、運用還不夠充分完善,下一步將進一步完善硬件設備建設,加強實訓基地的內涵建設。充分利用現有的設備及提高設備資源的質量,加強實驗室開放監管,為學生自主學習提供優質資源和互動平臺。加強對外的培訓力度,發揮實驗設備資源共享的作用,提高設備的利用率,機電一體化技術中心將建設集教學、培訓、職業技能鑒定、技術服務和技術研發于一體的,具備“基礎技能訓練―職業專門技能訓練―綜合應用訓練”三級遞進的實踐教學功能。
【參考文獻】
[1]丁金昌.校內生產性實訓基地建設的探索[J].中國高教研究,2008(12)
關鍵詞:機器視覺;CDIO;教學改革;研究生教學
我國的研究生教育經過擴招后,質量出現了嚴重下滑的現象,研究生教育改革勢在必行。為提高研究生教育質量,課程體系改革是中心工作。傳統的教育模式主要是教師主動傳授,學生被動接受。這種教育方式已不適應當前人才培養需要,因此必須逐步改變傳統教育模式,探索適合中國教育特色的研究生培養路線,實踐證明CDIO是培養創新型人才的可行之路。本文以研究生機器視覺課程為試點,探索CDIO模型下的研究生教學改革方案。
1.機器視覺課程特點
隨著數字圖像處理、人工智能技術的快速發展,機器視覺應用越來越廣泛。機器視覺成為了信息相關專業研究生的一門重要選修課,該課程涉及信息處理、計算機、機器人、人工智能等眾多領域。機器視覺從信息處理的層次研究視覺信息的認知過程,包括視覺處理中的方法、理論及信息描述等。該課程具有以下兩個特點。
1)理論抽象,內容廣泛。
機器視覺涉及圖像處理、模式識別、機器學習等多個學科領域,所涉及的內容數學表達抽象、內容廣泛、算法繁多,學生難以理解。
2)與工程應用結合緊密,實踐性強。
這門課程知識體系的構建源自各種特色專業應用領域。在工業中,特別是在各種生產線上,視覺產品應用非常廣泛。只有讓研究生經歷大量的工程項目設計與實現,才能深切體會各種機器視覺算法和技術的功能及作用。
2.CDIO教育模式
隨著經濟、科技高速發展,全球面臨工程人才短缺和工程教育質量問題。為了培養符合企業需求的人才,麻省理工學院、瑞典皇家工學院等4所大學經過多年探索、研究,創立了CDIO工程教育模式,并成立了CDIO國際合作組織。CDl0教育模式是構思(conceive)、設計(Design)、實現(Implement)、運作(Operate)4個英文單詞的縮寫。
(1)構思要求學生根據所掌握的專業知識基本原理,確定個人未來的發展方向。
(2)設計是以產品規劃與設計為核心,通過產品研發,解決某個具體問題。
(3)實現是以制造或建造為核心,鞏固學生所掌握的專業知識,提高實踐能力,形成一體化的課程實踐。
(4)運作是產品應用的各個環節。該環節將學生能力培養貫穿于從產品研發到運行的整個生命周期中。通過系統的產品設計與研發,提高學生的專業技術水平,培養學生個人能力、職業能力、態度、團隊工作和交流能力等。
CDIO代表了一種工程教育理念,它是“基于項目教育和學習”及“做的過程中學習”的抽象表達和集中概括,強調通過密切聯系產業培養學生的綜合能力。燕山大學、清華大學、汕頭大學等多所高校進行了CDIO教育模式試點改革,并取得較好的成效。
3.基于CDIO的“機器視覺”教學改革
本課題組借鑒國內外高校在CDIO教學改革方面的經驗,重新審視了江蘇科技大學研究生教學中機器視覺課程的不足之處,參照CDIO教育模式,結合江蘇科技大學特點制定了基于CDIO的機器視覺教學改革方案。江蘇科技大學研究生來自全國各地,部分學生是非計算機專業出身,知識水平及應用能力差距較大;同時,該課程內容涉及廣泛、綜合性強,需注重實踐能力的培養,這些都給教學帶來了困難。
3.1加強教師素質培養與團隊建設
CDIO模式的實施需要教師深刻理解CDIO模式的理念,具備豐富的工程實踐經驗,并能長期與企業在各個工業領域開展合作,因此,江蘇科技大學作出關于培育CDIO模式師資力量的計劃。首先,讓青年教師到企業掛職鍛煉,了解企業實際需求及工業的相關技術發展;其次,與企業簽訂合同,讓教師參與企業產品研發,提高教師工程實踐能力;再次,將教師企業掛職經歷、參與企業合作研發產生的效益等作為晉職的考核指標之一。
本次教學改革打破傳統系、教研室的觀念,組建復合型“機器視覺”教學科研團隊。該團隊以機器視覺課程為主線,吸收數學、計算機語言、軟件工程等基礎課,工業控制、機器人學、人工智能、模式識別、機器學習等專業課,實現機器視覺課程和相關專業課程的融合,促進機器視覺與相關專業知識的互相滲透和有機結合,實現教師及實驗資源的合理使用。
同時,學校要求本課題中從事機器視覺教學的教師,不僅從事機器視覺課堂教學,而且必須參與相關項目,從事實際項目設計、開發、測試等工作。目前,江蘇科技大學的機器視覺教學科研團隊,已與企業合作承擔了若干與機器視覺相關的項目。通過參與項目的實際開發,提高了教師的教學科研能力,同時為CDIO模式的有效實施創造了有利條件。
3.2開展講座式、討論式、實踐式教學
本次教學改革將機器視覺的教學內容分割成濾波器、特征提取與匹配、圖像分割、圖像匹配、目標跟蹤、光流、三維重建、缺陷檢測等若干研究主題。針對每個主題設計項目,教師圍繞項目進行講授,讓學生理解每個項目的目標、任務、所涉及的基礎知識、開發項目的基本過程。
在課堂教學中,教師采用提問式教學方法,激發學生的討論熱情,鼓勵學生自發的討論問題。
項目實施過程中,將3-5名學生分為1組,每組同學選擇并完成不同的項目,達到將所學理論融入科研實踐的目的。學校鼓勵學生完善所做項目,積極參加大學生“挑戰杯”、機器人大賽、電子設計競賽等各種科技競賽,增強學生就業創新能力。
最后,組織學生進行課題討論,提煉總結創新成果,并要求學生提交計劃、分析、設計、開發、測試等創作文檔。通過項目創新設計思路的描述和分析討論,使學生將機器視覺課程與專業課程體系有機地結合起來,深入消化、吸收所學知識,理解、掌握科研創新的方法及過程,激發實踐創新興趣。
3.3創建實習實驗室,設計真實的教學環境
CDIO教育體系旨在培養高素質的工程技術人員,注重將教學項目的全過程放在真實的產品開發環境中。江蘇科技大學非常注重教學工廠型實習基地建設,課題組抓住洽談機器視覺項目的契機,與符合專業發展方向的機器視覺企業建立了校企合作機制,創建了符合教學要求的產品研發實習實驗室。產品研發實習實驗室既是教室又是實驗室,真正做到“教學和實踐合一”。課程教學時,讓學生在實驗室中產品開發的實際環境下進行實訓、研究。學生在實踐中學習,學習中實踐,有利于其構建扎實的“機器視覺”知識體系。
在產品研發實習實驗室中,要求學生嚴格按照企業規定進行實際產品研發,例如產品開發中的需求分析、概要設計、詳細設計、軟件編碼、測試等工作要嚴格按照需求執行,要有相應的技術文檔。這樣有利于學生在真實的產品研發過程中掌握技術規范、工程化研發思想及相應的專業技能。
教師參與產品開發,可將教師的最新研究成果應用于企業,也可通過企業的實際需求帶動教師的科研工作。在此過程中教師能更好地指導學生,與學生形成默契的合作關系。
另外,課題組將公司的企業文化及管理思想引入實習實驗室教學環節中,讓學生在企業環境下掌握管理知識、學習管理經驗、養成良好的職業素養,做到企業運營與教學管理的真正融合。通過這樣的教學形式,培養真正適合企業需要的人才。
3.4培養學生合作精神,增強學生團隊意識
“合作精神”與“團隊意識”是CDIO教育理念精髓所在。社會的進步與現代企業發展的趨勢都對高校人才“合作精神”與“團隊意識”的培養提出了迫切要求。但中國人內斂的傳統自我意識使學生之間缺乏交流與合作,以考試為中心的應試教育忽略了對學生“合作精神”與“團隊意識”的培養,獨生子女問題導致部分學生自我思想較重,缺乏相互理解、寬容、謙讓的精神。
因此,為了培養學生的“合作精神”與“團隊意識”需要學生將所學的專業知識運用到團隊課題中,在課題中實踐合作精神,培養團隊意識。實踐教學作為研究生教學環節中重要的組成部分,是培養學生實踐及創新能力的重要途徑,更能將“團隊意識”的培養落到實處。
在機器視覺課程中,安排4~5名學生組成小組,完成項目作業,每人承擔項目的不同部分,最后以組為單位提交設計、開發報告,讓學生逐一匯報自己的工作,進行項目總結交流與經驗分享。這種方式即拓展了學生的知識,又培養了學生的語言表達、溝通協調等能力。
機器視覺類項目以算法為主,需要通過軟件編程實現,在實際項目開發中通常采用VSS(Visual Source Safe)源碼版本控制軟件進行團隊開發管理。教學中,學生的項目計劃文檔、需求分析文檔、軟件設計文檔、算法源代碼、測試文檔等均通過VSS服務器實現共享管理,以便學生從項目中學會計劃、協調、溝通,提高學生的組織和團隊合作能力。
學生最終的成績以小組共同開發的軟件為評分依據,同組組員得分相同。通過項目調動學生的主觀能動性,增強與他人的合作精神,培養團隊意識。
4.教學效果評價體系
為了客觀地評價CDIO教育模式的教學效果,發現教學過程中的問題,制定教學完善措施,需要建立一套科學的教學效果評價體系。在CDIO模式中,除了評估學科基礎知識、基本技能之外,也要評估學生個人的人際交往技能以及產品研發過程控制和系統構建技能。
本課題組使用以下方法衡量學生是否達到預期學習效果。
(1)筆試。評價學科基礎知識、基本技能的掌握程度。
(2)口試。項目完成后,每個學生都要闡述產品的計劃、分析、設計、編碼、測試等產品開發過程,以評價學生創新、思維、表達、團隊協作等綜合能力。
(3)軟件演示。將每個項目小組開發的軟件進行展示,由多名教師聯合評估打分,并提出反饋意見,以便后期改進。
通過測評,評估學生的綜合能力,并發現教學過程中的問題,以便在下個教學階段進行完善。
5.結語
本課題通過CDIO教育模式與機器視覺課程相結合,將教師、學生與企業緊密聯系在一起,將教學項目的全過程置于真實的產品開發環境中,提出針對機器視覺課程的具體措施和建議。實踐證明,采用這種教學方式提高了研究生的教育質量,是對今后培養符合社會需要的高素質工程技術人員的一次有益嘗試。
參考文獻:
[1]楊頡,對研究生教育的擴招以及發展的若干恩考[J],中國高等教育,2004(5):40-43.
[2]郭小勤,曹廣忠,計算機視覺課程的CDIO教學改革實踐[J],理工高教研,2010,29(5):98-100.
[3]查建中,工程教育改革戰略“CDIO”與產學合作和國際化[J],中國大學教學,2008(5):16-19.
[4]郭長虹,趙炳利,李興東,等,面向CDIO的工程圖學教學改革[J],工程圖學學報,2011(5):56-60.
集團位于東莞市長安鎮,五金模具產業是長安的特色優勢產業。現有五金模具生產企業1100多家,個體工商戶6800多戶,五金模具產業年產值達180億元,產業基礎扎實,專業市場發達,產品配套齊全,產業優勢突顯,是“中國機械五金模具名鎮” “全國五金模具產業知名品牌創建示范區” “國家火炬計劃模具產業基地”和“廣東省五金模具產業集群升級示范區” “廣東省電子五金專業鎮”。
集團堅持以服務東莞模具產業轉型升級為宗旨,以模具類專業建設和人才培養為紐帶,以聚集優質教學資源和校企合作為重點,深入開展形式多樣的校企合作項目和合作模式,協同創新,實現國際化、信息化、規模化、集約化辦學,拓寬模具職業教育的發展空間。到目前為止,集團共有成員150多家。
集團成立以后,始終牢記服務區域經濟,開展了一系列辦學模式和人才培養模式的創新,構建緊密型模具人才培養的共同體,實現了實體化運作。
一、推廣集團品牌,實行人才共育
集團常任理事長單位東莞市機電工程學校與企業合作,不斷創新人才培養模式,2007年實踐“匯豐課堂”,2009年實踐“牧野課堂”;2012年實踐“鉅升課堂”。 這些“企業課堂”人才培養模式,得到社會各界的高度評價,被教育部職成司葛道凱司長贊譽為中國本土的“現代學徒制”。2014年,學校與集團的日本牧野公司、東莞鉅升公司聯合申報的“企業課堂”項目還獲國家教學成果獎二等獎,“企業課堂”項目實現了“四個對接”。
1.課程內容與職業標準對接,校企共同開發教材
校企共同開發了鉅升《崗位學制工作頁》、牧野《數控機床編程與操作》和《崗位職業道德行為養成》課程。《崗位學制工作頁》《數控機床編程與操作》旨在讓學生在崗位上學做事,《崗位職業道德行為養成》旨在讓學生在崗位上學做人。
2.專業設置與產業需求對接,校企共同實施教學
“車間進校”不是一般意義上的廠房進校或機器進校,而是把學校的專業建設、實訓任務和教學計劃全部放在真實的“匯豐課堂”上完成,車間的生產崗位就是學生的學習崗位,企業的生產任務就是學生的學習任務。在“牧野課堂”中,學生學什么、怎么學都由校企確定,教學過程與生產過程高度匹配,培養大批熟悉牧野機床的優秀數控操作技能人才。
3.學習崗位與生產崗位對接,校企共同培養技術高手
“鉅升課堂”把企業模具生產分成14個崗位,開發出14門崗位課程,把到企業學習的學生分成16個小組,每個小組3到6名學生,每組有一位崗位師傅全天候指導,直到熟練掌握一個崗位的技能才進入下一崗位繼續學習。14門崗位課程分別是車工工作頁、磨工工作頁、銑工工作頁、CNC加工工作頁、快走絲切割工作頁、慢走絲切割工作頁、五軸加工工作頁、柔性制造生產線工作頁、省模工作頁、火花機加工工作頁、模具精密測量工作頁、激光加工工作頁、模具裝配工作頁、試模工作頁等。
學生在崗位上分兩個階段進行學習:第一階段為輪崗,時長達兩個月,所有學生對14個不同崗位技能,都跟師傅學習一遍;第二階段為定崗,學生可以根據自己的興趣,自愿挑選企業提供的崗位,在固定崗位上進一步學習,時長為一個月。
4.教學過程與生產過程對接,校企利益實現共贏
在鉅升課堂,學生每天都要填寫“崗位學習日志”,經企業師傅簽名后,交給學校跟蹤輔導教師評閱,并作為企業師傅評價徒弟的一項重要內容。企業師傅要完成生產、帶徒弟雙重任務,并參照生產崗位標準對學生進行考核。校企合作使學生完成了在學校無法進行的加工生產學習環節。
對學校而言,培養了適銷對路的學生。對企業而言,也實現了利益共贏:匯豐公司免費得到了車間場地,減少了生產成本;牧野公司招到了優質學員,為公司培養機床操作能手;鉅升公司自建企業校區,與學校共同培養了能用、好用的專業人才,減少了新進員工的培訓成本。
目前“企業課堂”這一品牌,已在集團常任理事長單位東莞勁勝精密組件股份有限公司、祥鑫科技股份有限公司成功進行了復制。
二、實施人才質量提升戰略,助力產業轉型升級
1.試水 “全員技工”
集團積極響應廣東省委、省政府關于“加快產業轉型升級”的決策部署,促進區域模具企業技能人才隊伍建設,建立企業技能人才培養體系,推動企業自主創新和轉型升級,充分利用集團人才集聚的優勢,在集團內開展了推進企業技能人才評價試點工作,推行“全員技工”。
企業技能人才評價工作采用“試點先行、分步推進、整體實施”的方式,首先在常任理事長單位完成試點,完成一兩家企業人才評價工作,三年內逐步在集團上規模模具企業推廣,實現集團模具企業技能人才評價工作制度化、常態化。
探索企業技能人才評價,推行“全員技工”,有助于企業人力資源管理的規范化、標準化。企業技能人才評價,給企業人力資源管理提供了制度上的保障,構建了企業技能人才的成長通道。通過企業技能人才評價,為員工職業成長規劃提供了依據,構建了員工從學徒工――初級工――中級工――高級工――技師――高級技師的成長路徑,員工留得住,技術越來越高,越來越好用。
2.建設“技師工作站”
技師工作站是東莞市實施的一項高技能人才培養新舉措,是為培養技師、組織開展技術攻關、技術創新、技術推廣而專門在企業、行業或事業單位中成立的專門機構。
集團根據《東莞市技師工作站建設實施方案》(征求意見稿)的要求,技師工作站主要承擔了如下工作任務:制定本行業(企業集團)的技師培訓計劃;采取名師帶徒、拜師學藝等多種方式,開展技術培訓,多渠道加快培養高技能人才;總結推廣技師培養經驗,普及應用生產技能;組織開展多種形式的技能競賽與研討活動,選拔具有潛質的后備高技能人才或緊缺的高技能人才;組織開展技術攻關和技能創新等活動,提升本行業(企業)勞動者的職業技能水平和競爭力;建立技能人才和技能開發成果信息庫,展示技能創新成果。
技師工作站的成立,提高了企業的知名度,吸引了更多的高技能人才服務同一企業,有利于提升企業技術創新的能力,讓企業有更多的機會承擔或參與技術攻關和技能創新項目。
三、打造“企業聯合培養基地”,實現資源共享
2015年,集團開展了中國制造2025――“企業聯合培養基地”的建設,把集團所在地新魯班勁勝學院打造成職教集團九大公共服務平臺。這九大公共服務平臺分別是:“現代學徒制實訓基地”“新魯班勁勝學院”“企業技能人才鑒定中心”“職教集團信息中心”“計算機軟件工程培訓中心”“智能制造創客中心”“廣東省智能制造名師名匠工作站”“智能制造工程培訓中心”“3D 打印工程培訓中心”。
其中,東莞勁勝精密股份有限公司提供了1000平方米的一幢五層廠房;東莞市機電工程學校提供了500萬的配套資金,把一到五層的樓房按九大平臺的功能定位重新進行了裝修,并配備了100多臺電腦;深圳華數機器人有限公司、東莞市睿志科技計算機有限公司、英國Delcam中國公司等多家企業提供了多臺的工業機器人、3D 打印等設備,其中配備的工業機器人與東莞勁勝精密組件股份有限公司“機器換人”生產線上的工業機器人是同一級別的;東莞市新魯班教育科技有限公司負責運作,并對集團企業及院校開設了多期的3D打印、智能制造與工業4.0、現代學徒制、生產管理等相關培訓。此項目有如下的創新點與亮點:
(1)引校入企,把校區辦到企業。企業不僅為學生提供了學習的不同工作崗位,也為學校提供足夠的建設硬件使用場所;學校也為企業源源不斷輸送新鮮血液。
(2)引領了工業4.0與中國制造2025智能制造人才的培養模式。“智能制造創客中心”“廣東省智能制造名師名匠工作站”“智能制造工程培訓中心”“3D 打印工程培訓中心”項目整合在一起,讓人才培訓、技術指導、企業生產、創業就業實現了一站式服務。
(3)東莞市新魯班教育科技有限公司作為校企合作創新型合作伙伴,將學校與企業串聯起來,讓東莞市模具(國際)職業教育集團實現了實體化運作。
集團九大公共服務平臺加速了產教深度融合,促進了企業員工素質的提升和轉化,保障了合作企業從傳統制造企業轉型為智能制造企業,也實現了企業從原來的人力資源大企向人力資源經企的轉變。實現了院校、學生、員工、企業和社會共轉、共贏、共進步的和諧局面。
中央電視臺財經頻道《對話》欄目曾播出專題,向全國推介東莞“機器換人”戰略,稱贊集團的公共服務平臺是“機器換人”的東莞樣本,為產業的轉型升級作出了貢獻。
到目前為止,“企業聯合培養基地”的“新魯班學院”已在職教集團成員中的十二家企業進行了成功復制。
四、建設“企業項目訓練中心”, 實現產業共推
“企業項目訓練中心”是集團常任理事長單位東莞市機電工程學校與集團成員廣東隆凱股份有限公司以市場需求為導向,在互助、相融、共生的理念下,將新加坡職業教育模式“教學工廠”進行了本土化,打造出來的“產教研融合,行校企合作”的精密模具生產高端平臺。
“企業項目訓練中心”設在東莞市機電工程學校,建有精密模具車間、模具智能制造車間、注塑車間、裝配車間、模具檢測車間、展示中心、研l中心、大數據中心、期刊專利中心、管理中心、名匠工作室等,使用面積達2000平方米,配備了五軸加工中心、高速加工中心、高精度慢走絲線切割機床、鏡面數控火花機、高速電火花小孔加工機、雙色注塑機、單色注塑機等全套精密模具生產設備。
學員實行1.5+1+0.5的學制,即1.5年由學校培養,打好基礎;1年在“企業項目訓練中心”由企業工程師培養,進行精密模具研發、設計、生產;0.5年在企業頂崗實習。東莞市機電工程學校模具專業的50多名學生,在企業工程師的帶領導下,開始了與企業模具產業完全一致的學習培訓。
“企業項目訓練中心”是依托廣東隆凱股份有限公司的專業技術力量,學校與企業一起投入設備,能夠完整對接產業需求的整套模具項目。教師與學生全程參與高端精密模具的項目策劃,設計、零件加工、品質控制、裝配、試模、產品缺陷分析及改善的整個過程,實現理論與實踐的無縫對接,并在廣東隆凱股份有限公司成立學生創客中心,培養學生創業能力。
目前,“企業項目訓練中心”的師生與企業工程師合作,已申請了十套精密模具生產技術的專利。
五、探索“中國制造2025”職業教育,引領行業專業發展
主辦“中國制造2025” 引領職業教育專業創新研討會。研討會圍繞“《中國制造2025》背景下的現代職業教育”這一主題,從智能制造對人才培養的新要求、中國制造2025與創客教育、中國制造2025與職業教育變革、職業教育智能實訓室建設、工業機器人專業建設等方面議題展開了深入的分析探討。
承辦全國機械職業教育教學指導委員會2016年主任委員擴大會議。會議旨在主動適應和服務國家實施《中國制造2025》戰略和加快發展現代職業教育的新需求,深入研討推進機械行業職業教育產教協同發展的新思路和新舉措,共同為機械行業職業教育“十三五”持續健康發展開好局,奠定更加堅實的基礎。
會議進一步明確了在貫徹落實全國職教會議精神的背景下,如何發揮行業在職業教育人才培養中的重要作用,實現推進產教協同發展的新路徑。
六、集團未來三年工作實施方案
1.聚焦集團戰略主題,構建模具職業教育體系
依托集團常任理事長單位東莞勁勝精密組件股份有限公司的科技實力,擬在其東城現代化廠區,建設集團“智能制造中高本一體化協同創新人才培養基地”,進行模具專業智能制造人才的培養。以東莞勁勝精密組件股份公司、東莞市新魯班教育科技有限公司、華中數控、東莞市機電工程學校為骨干,努力構建集技術創新、學歷教育、技能培訓、科學普及、推廣服務和信息傳播多功能一體化的產業工人教育培訓體系。
2.完善職教集團網站,搭建信息交流平臺
集團信息平臺“東模網”已經上線。信息化平臺建設就是要有效整合、配置和利用有限的資源,網站建設和管理是職教集團的一項重要工作。通過信息平臺建設,實現人才聯合培養、設施資源共享、師資共培互聘、專業特色共育、科技與服務共推、招生就業聯動。
3.聯合國際創新機構,打造科技成果轉化實驗室
集團常任理事長單位東莞市機電工程學校、集團成員廣東隆股份有限公司已聯合東莞市長安鎮人民政府、天時國際創業實驗室打造科研成果轉化重點實驗室――長安天時國際快速成型創新中心,為集團企業的發展壯大,為區域模具產業發展,為國家“大眾創業、萬眾創新”發展戰略匯聚力量。
4.依托模具名城底蘊,舉辦“中國模具設計與制造大賽”
集團所在地東莞市長安鎮是“全國機械五金模具名鎮”“全國五金模具產業知名品牌創新示范區”。為提高區域高技能人才競技水平,服務區域模具產業的轉型升級,集團擬在中國模具工業協會、廣東省模具工業協會、東莞市長安鎮人民政府、國家模具產品質量監督檢驗中心(廣東)、東莞勁勝精密組件股份有限公司等的大力支持下,創辦“‘長安杯’中國模具設計與制造大賽”,吸引更多的高水平模具人才前來發展,提升模具制造行業的整體實力。
5.優化集團人才鏈條,校企共建人才評估體系
集團常任理事長單位東莞市機電工程學校近年來成功指導勁勝精密股份有限公司和祥鑫科技股份有限公司開展了企業人才評估體系建設,在東莞市企業人才評估建設體系內不斷豐富人才考核評估內容,完善人才優化鏈條,形成企業鮮活的人力生態結構。此后,再指導集團內多家大型企業組建完整的人才評估體系。
6.搭建國家模具檢測服務平臺,共育模具檢測人才
國家模具檢測中心(東莞)將于今年建成并投入使用,國家模具檢測中心(東莞)是集團成員單位,且和東莞市機電工程學校相鄰。模具檢測中心由國家、省、市、四級共投資9000萬元,現有完備的模具檢測高精尖設備。為了用好用活模具檢測中心,集團將組建模具檢測服務辦公室,形成有效機制服務于集團成員單位的模具檢測工作,共同培養和使用模具檢測類人才。
一、實行“并行排課,技能優先”教學改革
(一)教學改革的思路
“先理論后技能”是眾多職業院校培養人才的教學模式,南洋學院在著手新教改前,也一直沿用這種人才培養模式,在一定程度上提高了辦學水平,樹立了良好的社會聲譽,但這種模式帶來的瓶頸和局限性也日益明顯,主要表現為:一是課堂教學知識化傾向比較重,效益不高、吸引力不強;二是傳統的教學組織方式不能適應當前高職教學的需要;三是課程體系與職業崗位需求脫節;四是隊伍建設不適應技術技能人才培養。面對這些問題,學院探索了新生“一入學就開始學技能”的教學新模式。
高職院校推行并行排課、技能優先的教學改革與創新,是由高職教育特色發展、人才培養目標定位和高職院校生源特征等因素決定的,這對提升高職教育人才質量具有重要意義。高職院校必須改革僅適應于知識傳授的課程,大力推行適應于能力為重的以實踐為導向的課程。學院在對全院各專業課程實施的現狀進行充分調研分析后,適時啟動了并行排課的教學改革,最終目標是培養學生具備勝任工作崗位所需要技術技能的實踐能力,與高職教育人才培養目標吻合。
基于“培養有高職業技能和專業理論基礎并具工匠精神的的高素質技術技能人才”的人才培養理念,學院確立的教學改革基本思路是:“并行排課,技能優先;專業集中,基礎模塊;現代學徒,逆向體系;頂崗實習,無縫對接。”按照“并行排課,技能優先”的思想修改試點專業教學課程標準,讓新生入校第一學期就按現代學徒模式接受專業技能訓練,實施“逆向體系”改革;基礎課程如數學、語文、思政、體育等圍繞學生專業技能教育,按照“專業集中,基礎模塊”的改革思想,進行教學內容的模塊化設計并組織教學,英語專業實踐全英環境的教學實驗。加強實習環節的組織和指導,落實“頂崗實習,無縫對接”的最后教學環節,學院調整了2+1的頂崗教學模式,改成了2.5+0.5的頂崗教學模式。試點專業新生一入學就上技能課,且半年就拿出相關作品。比如,服裝系學生學習不到半年時間就能做出襯衣。
(二)教學改革的實施步驟
教學改革是一項系統工程,牽一發而動全身。教學內容和方法的改革是人才培養模式改革的核心,雙師型的專業教師隊伍和具有創新精神的基礎課程教師隊伍是前提條件,實驗實訓基地是必要基礎。除此之外,改革的成功還有賴于一系列的配套改革,其中教學組織方式的改革就是一項必不可少的改革內容。學院在綜合考慮各種因素后采取了“兩階段、 七步驟” 的實施策略。
第一階段主要是開展整體思路的設計,轉變管理層和教師的職教觀念, 提升教師實踐教學能力,這一階段分三步實施。
第二階段主要是構建以培養學生職業技能為核心的現代學徒制教學體系,創新高職人才培養模式, 這一階段分四步實施。
第一步,全員發動。首先,分層面、分系部進行調研、討論、座談、發動,全院教職員工和學生統一了認識,激發了參與教學改革的積極性。經過調研和討論,全院大部分的教師、干部認為改革必須進行。雖然在討論中大家提出了不少困難,但絕大部分教工希望改革,也愿意改革。同時,經過對大一、大二和大三學生的調研發現,大部分學生表示,對這種“入學就學技能”的教改模式很期待。學院確定了在4個系分選1個專業和1個班級改革試點。此外,學院在試點專業改革的同時,開展以項目促改革,首批確定了22個配套校級教改項目,包括了教學體系構建、模擬會計師事務所、全英環境模擬教學、課程設制、師資隊伍建設、模塊化教學等內容。
第二步,課程設置。學院遴選出4個專業進行教學改革試點,每個試點專業完全打破了原教學體系、課程體系,整合了一套以技能優先為主線的逆向體系;數學、語文、思政、體育等基礎課程圍繞學生專業技能教育,按照“專業集中,基礎模塊”的改革思想,進行教學內容的模塊化創新設計和教學,打破大學原有的文化基礎課按照課本章節順序每周連續授課的方式,分解成多個獨立的小塊,根據專業課程的教學進度需要單獨教某一模塊,是一次全新的嘗試,也是此次教改中最大的挑戰。課程整體設制凸顯“技能優先”的特點,采取專業技能課、文化基礎課、專業理論課并行排課的方式,即讓學生在學習技能操作中遇到問題時,發現需要學習理論課、基礎課才能解決,激發其主動求學。比如,學生要學習汽車檢測與維修技術,就要先去接觸汽車維修的各環節,至于為什么要這樣做,理論課會揭曉答案,也因此更能激發學生的學習欲望。對課程的具體安排提出了明確的要求:(1)實踐和理論課時達到1∶1;(2)實訓教學實行2班倒或3班倒;(3)部分課程由企業工程師承擔;(4)技能訓練與產品研制項目相結合;(5)實施“2.5+0.5”的教學實習安排;(6)部分專業理論課也安排在實訓室進行,實施教、學、做”一體化的現代學徒授課方式。
第三步,技能教師培養。為保證“技能優先”的教改質量,學院加強兩支隊伍建設:一支職業技能教師隊伍,一支學生技能教導隊。師資隊伍建設堅持“請進來、走出去”策略,不斷完善培養機制:一是開展專業教師職業技能競賽活動,選拔一批優秀的職業技能教師,并按照技能水平分級管理,待遇與等級掛鉤,每年滾動選拔,級別動態管理;二是安排專業教師下企業掛職鍛煉,通過掛職頂崗、合作研發等多種形式,強化教師實踐技能水平;三是聘請企業有專長的高級工程師、高級技師擔任兼職教師或技能實訓教師。同時,從全院各專業中擇優選拔了100名左右技能尖子學生,組建了學生技能教導隊,實行統一名稱、統一管理、統一服裝、統一培訓、統一考核的戰隊管理。這支隊伍的目標是:(1)培養一支具有較強職業技能的精英隊伍;(2)儲備一支能夠應對各種類型技能競賽的專業團隊;(3)學生充當實訓老師的助手,輔導其他同學學習專業技能,讓學生隊員在邊學習邊教學的過程中達到雙贏。
第四步,教學組織方式。一是推行“工匠導師制”。校內專職教師與企業工程師同時擔任試點班的任課教師,效果顯著,如機電系一年級新生在教學過程中能自主開發出帶聲控鉗工臺照明系統、LED熒光燈電路和架構等產品。二是實習環節落實“頂崗實習,無縫對接”,在“頂崗實踐”中學生參加實際生產。如服裝設計試點班的22名學生,將全部進入服裝企業頂崗實習,系里指派老師全程與學生一起吃、住、學、做,食宿費用由企業承擔。三是改革考核模式。試點專業每門課程確立以技能考核為重點的工學結合考核方式。從考核學生“學到了什么”,轉變為考核學生“會做了什么”,如對汽車進行零件的更換、故障診斷和維修等。同時引入“企業考核”,學生的學習成績不再由一紙試卷的答案決定,而是由社會企業考核學生的專業技能水平。
第五步,體系重構。學院遴選出4個專業進行試點,徹底打破原有的專業課程內容與結構,按技能優先的邏輯關系逆向構建課程體系。目前,試點專業的課程體系框架、專業教學大綱、人才培養方案已修改完成,學院在此基礎上將在2016級新生中普遍推廣。
第六步,全面實施。試點專業構建的技能優先為核心的教學體系經過專家論證后已具備全面實施的可行性。通過論證的專業將按照新的人才培養方案和課程標準實施教學。目前學院37個專業都在制定新的課程教學標準,將在2016級新生中全面實施“并行排課,技能優先”的教學模式,所有新生將按照新教改思路上課。
第七步,模式創新。在試點專業教學改革取得實際效果的基礎上,將改革經驗向全院所有專業推廣,同時對與教學改革相配套的教學管理體制、人事管理體制、后勤保障體系等進行全方位創新, 最終建立學院人才培養的創新模式。
目前, 我院第一階段的改革已經完成,經過這一輪改革,學院教師更新了職教觀念,實踐教學能力明顯提升,形成了師生重視技能、討論技能、參與改革的良好氛圍。第二階段的改革進入攻堅階段,已完成了對全院所有專業的課程體系和課程標準的制定、論證和重構,即將推廣實施。
二、應用型科研助力教改成為高技能人才“孵化器”
科學研究是提升高職院校辦學實力不可或缺的核心因素。隨著教學改革的全面鋪開,學院充分發揮自身特長,以“接地氣”的應用型科研作為教改的“孵化器”,把科研融入人才培養全過程,帶動學生技能水平提高。
學院成立了南洋產業研究院,并設立南洋產業研究院基金,主要目標是通過學院提供資金、人力的支持,教師帶著學生搞科研,在實現產業轉化的同時,鼓勵和支持學生參與創新、參加科研,積極撰寫科研論文,走上省內、國內、國際學術講壇,培養一批高素質的應用技術型人才。對資金使用有三方面要求:一是要求立項的所有項目必須由教師帶領學生參與(10~15人),且每個項目必須以學生為第一作者;課題進行中的開題和中期匯報都是由學生承擔;二是學院將資助學生參加廣州乃至全國舉辦的學術會議,鼓勵學生到會上宣讀論文,或資助少部分學生參加國內舉辦的國際學術會議,在會上宣讀英文論文;三是擇優部分資助學生到韓國、新加坡、香港、臺灣等國家和地區參加國際學術會議,重點培養能力突出的學生,切實提高學院人才培養質量,進一步擴大學院影響力。
目前,南洋產業研究院基金資助的首批18個項目已立項,主持項目的不僅有本校的專業教師,也有校外科研單位專家,清華大學、華南理工大學等名牌大學的青年教師、博士和碩士,共吸納了校內各專業近300名學生參與其中。如,學院引進了廣州特種機電設備檢測研究院王新華教授級高工等高級人才手把手教學生做項目,切實提高學生動手實踐能力。學院還創新性地發展學生科研項目公開匯報會,學生團隊先后匯報了《四效柴油機尾氣后處理技術》《六旋翼無人機》《基于Arduino控制的移動平臺》《自動雨陽棚》以及《飛輪式停車機器人》等多個項目,不僅匯報思路清晰,項目內容具有前瞻性和廣泛的應用前景,這一做法也引起了社會各界及兄弟院校的廣泛關注。此外,學院還通過定期舉辦“博士講壇”、“院長與你面對面”活動,營造濃郁的學術氛圍。
三、人才培養模式改革的成效
學院自 2015年啟動教學改革以來,新教改推行的課程體系設置從逆向思維出發,教師的職教觀念不斷更新,學生“帶著專業問題學理論”,既消除了學生在學習目標上的迷茫,也讓學生在專業技能上快速成長,已經顯現出喜人的局面:
一是實驗實訓條件大大改善,專業技能課程開設效果凸顯。根據技能優先的教改思路,將“現代技術教育中心”更名為“實訓室與設備管理處”,統籌對全院9個系的實驗實訓室環境、功能布局進行了更新、調整和優化,試點專業技能課程開設率達到100%,學生專業技能得到有力訓練。
例如:(1)機電一體化專業開設的核心技能課程――機器人實訓深受學生歡迎,共56個學時(工業機器人實訓和自動化生產線實訓各28學時),2015級新生第一學期就學習這門課程,不僅讓學生認識傳感器、PLC、變頻器、氣動技術應用,而且學會ABB工業機器人示教編程和RobotStudio虛擬仿真軟件應用等。
(2)汽車檢測與維修技術專業將專業技能培養目標分解至各個學期之中,使學生從入學之初到畢業前夕都有非常明確的實訓目標。
(3)英語專業在校內創建了封閉式全英語訓練營,推進全英語情景化教學模式,效果顯著;在校外仿照歐洲小村莊的布局已完成 “溫莎英語村”籌建的前期工作,擬將英語村打造成集學生實訓基地、生態觀光旅游與跨境電商基地“三位一體”的高端教學基地。
二是公共基礎課程模塊教學增強教學的時效性和針對性。目前,思政、語文、數學、體育等均已實行專題化模塊教學。以《思想和中國特色社會主義理論體系概論》這門課程為例,思政部教師在對教材進行透徹分析的基礎上,對原先的教材內容進行重新建構,把教材內容分為了8個大的專題模塊。
專題模塊化教學呈現五個特點:(1)每個大的模塊中包括許多具體專題,子專題的設計既涵蓋了教材的重點知識,也涉及社會熱點、難點問題;(2)統一的教材內容轉變為生動的教材內容,激發學生的學習積極性;(3)多人集體備課,就專題內容和教學方式集思廣益,講透、講活每一個專題;(4)聘請校外專家講和校內老師講相結合的方式進行;(5)校外實踐課與老師現場講解相結合。
三是教師教學能力和實踐能力得到快速提高。在此次教學改革中,教師參與教學改革的積極性空前高漲。目前,學院實驗實訓室向教師和學生全天開放,從早上8點到晚上10點,實訓室都有老師在,不僅學生遇到問題隨時都能找到教師幫助解決,而且教師自身在實訓室隨時可以練習,不斷增強動手能力。
四是學生學習效果顯著。全院160名學生接受了系統的技能優先教學改革試點,學生學習呈現三大特點:(1) 學生用項目和作品說話,積極性高,全勤率高,興趣濃厚。(2)學生學習目標明確,效率大大提高,試點前,服裝系每位學生一學期只做4件成品,試點后一個月能完成7件成品。(3)通過教改,使學生達到三個能力層次:理論基本應用、看懂并設計常規市場產品、產品設計創新和發展。
四、人才培養模式改革的展望
關鍵詞: 高等職業院校;校內實習實訓基地;校外實習實訓基地
中圖分類號:G718.5 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2014)04-0245-02
0 引言
我院實訓基地建設得到了中央、和包頭市的大力支持,通過“國家示范性高等職業院校建設項目、中央財政支持地方高校發展專項資金項目、國防科技工業職業教育實訓基地建設項目、中央財政支持高等職業學校提升專業服務產業發展能力建設項目、高等職業教育專項資金項目”等五個項目的建設,中央財政撥款、和包頭市財政配套、行業企業支持、學院自籌四項合計投入資金約8700萬元,建成校內實驗實訓室(基地)128個,建筑面積5.2萬平方米,擁有教學儀器設備總值13033.95萬元;建立穩定的校外實習實訓基地282個,為提高人才培養質量和服務地方經濟發展能力提供了有力保障。
1 校內實習實訓基地建設
通過幾年來的建設,我院實習實訓條件更加完善。模式上,一方面積極爭取國家撥款和地方配套資金,同時通過合作共建、捐贈、準捐贈等方式爭取行業企業的支持;規模上,教學儀器設備總值過億元、生均值過萬元,在自治區高校名列前茅;結構上,形成了基礎實驗實訓室、模擬和仿真實訓室、專業綜合實訓中心和生產性實訓基地等多樣式實訓環境;功能上,具備了滿足教學需要、開展社會培訓和技術服務、進行產品生產加工的多元功能。
1.1 在結構上,建成了基礎實驗實訓室、模擬仿真實訓室、專業綜合實訓中心和生產性實訓基地 實踐教學是專業教學的核心環節,是專業課程體系的重要組成部分,對學生職業能力培養起著至關重要的作用。學院與企業深入合作,與行業、企業專家共同設計實踐教學課程體系。對專業認識實習、基本技能訓練、職業資格技能培訓、綜合技能訓練以及頂崗實習等實踐教學環節系統設計、精心編排,按照“職業通用技能(通過專業認識實習、基本技能訓練達到加強專業認識、夯實專業基礎的目的)――職業核心技能(通過專項技能訓練、輪崗實習和專業生產實習全面強化學生的專業技能,達到相應職業資格要求)――職業綜合技能(通過在企業生產環境下的崗位訓練,提高學生的職業能力和職業素養,滿足企業的用人要求)”三層能力遞進構建實踐教學課程體系,實現了學生實踐能力的逐級提高。
在實驗實訓室(基地)的建設過程中,嚴格按照學院“三層能力遞進”的實踐教學課程體系需要進行建設,合理布局,充分考慮通用技能、核心技能和綜合技能的訓練需要,建成了多結構的實驗實訓室(基地)。
1.2 在功能上,建成了能夠滿足多方需求的實驗實訓室(基地) 從2008年開始,我院開展國家示范性高等職業院校建設以來,本著邊建設、邊使用、邊完善的原則,在保證完成教學任務的前提下,積極承擔社會培訓、對外技術服務、承擔對外產品加工等服務地方經濟的任務,起到了示范帶頭作用。同時,隨著實訓條件的逐步改善,為我院廣大專業技術人員提供了優良的教科研環境,進而為對外承擔培訓和技術服務等提供了人才保障和設備條件保障。
1.2.1 累計完成企業員工技能培訓3982人次、教育部及行業師資培訓275人次、其它各類社會培訓17049人次、校內培訓16902人次。目前,我院已成為“自治區第一批盟市級定點培訓機構”、“內蒙古總工會‘農民工’業余學校”、“包頭市第一批實施就業培訓項目定點機構”、“包頭市農村牧區勞動力轉移培訓基地”、“包頭市農村牧區勞動力技能就業培訓定點機構”、“包頭市首批高技能人才實訓示范基地”、“包頭市退伍軍人培訓基地”、“包頭市旅游人才培訓基地”。
1.2.2 以重點專業為依托,學院與企業聯合先后成立了“全國機械行業職業院校大連機床區域技術服務中心”等11個技術服務中心,構建了與包頭市經濟發展和科技創新布局相銜接的多元服務平臺,在科技創新、技術服務等方面開展了卓有成效的工作。2011年,學院與包頭市青山區人民政府合作成立了“青山區技術服務中心”。作為包頭市旗縣區和高校合作的首家科技服務機構,“中心”的成立搭建了“政、校、企”合作平臺,拓寬了學院服務區域經濟發展的渠道。
1.2.3 我院10萬元以上的教學儀器設備達到253臺,價值7000余萬元,其中包括價值在百萬元以上的多功能激光焊接機1臺、五軸五聯動高速數控機床2臺、臥式四軸加工中心1臺;包括精密儀器如三坐標測量機3臺、焊接機器人3臺、汽車綜合分析儀1套、高壓真空淬火爐1套;包括大批數控機床、普通機床、焊機、汽車檢測維修設備、液壓設備、鍛壓設備等。為提高這些設備的利用價值,各教學系部在完成教學、科研、培訓等任務后,積極為企業開展了來料加工和檢測鑒定業務,這些創收在學院財務的統一管理下,主要部分又用于了實驗實訓室的建設和設備維護中,形成了良性循環。
2 校外實習實訓基地建設
校外實習實訓基地是學生成長成才過程中必需的環境,是完成人才培養最后一個環節的重要保障條件,也是我院“三層能力遞進”實踐教學課程體系中“職業綜合技能”訓練的重要場所,因此,學院積極通過加強校企合作來穩定和發展校外實習實訓基地。
在校企合作過程中,學院主要通過為企業提供高質量畢業生、為企業開展職業技能培訓以及與企業共同開發科研項目等途徑為企業服務,讓企業在合作過程中受益、達到共贏的目的。
①2012年,我院培養合格畢業生3204人,就業3088人,其中在就業2427人,占畢業總人數的78.59%;在包頭地區就業1455人,占畢業總人數的47.12%,在合作企業就業1586人,占畢業生總人數的51.36%。
②2013年,我院接受一機集團、北重集團、神華神東煤炭集團、包頭西貝餐飲公司等合作企業派來培訓員工570人,受到合作企業的一致好評。
③我院張汝貴老師為包頭北方奔馳重型汽車有限公司研制的“感應加熱復式壓裝機”,年創造產值8000余萬元,填補了我國“重型載重車橋殼以及平衡懸掛”總成安裝設備的空白。
在實習實訓基地建設過程中,學院緊緊依托一機集團和北重集團兩個特大型裝備制造企業,密切聯系位于學校周圍的“裝備制造產業園區”,同時積極拓展包頭市、以及全國的大中型企業。先后建立起了穩定的校外實習實訓基地282個,其中包頭及周邊地區企業196家,形成了“廠校圈”、“園中校”、“廠中校”等良好格局。
①“廠校圈”格局。我院的前身是成立于1956年的包頭機械工業學校,學校成立的主旨是為國家“一五”期間156個重點建設項目中的內蒙古一機集團和北方重工集團兩個特大型裝備制造企業培養技術人才。學院與兩企業位置緊鄰,形成了前校后廠的“廠校圈”格局,建立了相依共存的深度校企合作關系。50多年來,學院作為兩企業人才培養的重要基地,已累計為企業培養人才11000余人。目前企業在職職工中,有近4000人是我院畢業生。兩企業也成為學院最重要的校外實習基地、畢業生就業基地、師資培養和技術研發基地,同時在專業建設和人才培養質量評價等方面發揮著重要作用。多年來,學院與企業緊密協作,共同發揮地緣、業緣優勢,聯合為地方經濟發展貢獻了重要力量,尤其對包頭市支柱產業――裝備制造業的發展起到了關鍵支撐和領軍作用。
②“園中校”格局。我院的新校區建設在位于包頭市青山區,占地近50平方公里的“裝備制造產業園區”內,與園區同時建設、同時發展,學院憑借鮮明的辦學特色和良好的辦學聲譽入駐園區后,“園中校”的校企合作平臺快速搭建,一系列校企合作事項迅速展開,學院成為園區“大創新、大發展”強有力的人才資源和技術服務支撐基地。“園中校”的建設格局成為包頭市校企合作推動地方經濟發展的成功典范。
目前,學院兩校區(相距6公里)辦學,呼得木林校區毗鄰兩大企業集團,建華路校區地處裝備制造園區,“廠校圈”和“園中校”的獨特格局,使學院與包頭這座現代化工業城市緊緊相依,同生共長的關系更加緊密、和諧。
③共建“廠中校”。從1998年開始,學院與北重集團合作,立足培養滿足企業需求的技術技能型人才,充分利用企業優質資源,共建“廠中校”。在辦學場所上,北重集團以其培訓中心為基礎,解決學生食宿、教學、課外活動等問題,學生與企業員工在相同的企業文化氛圍中生活。在教學實施上,理論課教學方面由學院選派教師和集團培訓中心專職教師共同承擔;實踐教學方面,學生實訓和實習全部在生產車間和培訓中心實踐教學場所進行,教師均來自企業一線的技術骨干。經過十多年的探索、發展,如今學院與北重集團的“廠中校”模式已經相對成熟,取得了良好效果。
參考文獻:
[1]國家示范性高等職業院校[EB/OL].百度百科,http:///link?url=ZoUFd4oa4n8cHaVFvSWBEOvlCAzUi63utc-mBVkEbX3KEZr0W-NQskKGPzRvmvN8JFcLTHwEKP-A6EVXGIVu0a.