高职技能大赛背景下机电专业教学改革的探索
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[摘要]本文以制造单元智能化改造与集成技术项目为例，探索如何在机电专业实际教学中有效地融合技能大赛，做到以赛促教，深化教学改革。借鉴技能大赛竞赛形式，更新教学理念，采用任务驱动教学模式，以培养学生职业技能为目标，以培育学生“工匠精神”职业素养为核心，深化教学做一体化;根据竞赛项目内容更新充实教学内容、开发设计数字教学资源;引入大赛标准，改革考核评价方式;通过技能竞赛，加强“双师型”队伍建设。
[关键词]技能大赛;机电专业;教学改革
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918（2019）03-0140-03
doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2019.03.062 [本刊网址]http：//www.hbxb.net
全国职业院校技能大赛是我国职业教育的一项重大创新，深化了职业教育教学的改革，促进了人才培养和产业发展的紧密结合。随着互联网+、人工智能、云计算、大数据的应用，新产业的快速发展，全国职业院校技能大赛，在赛项设置方面，紧贴中国制造2025国家战略的需求，瞄准前沿技术对接，产业升级，为培养高端技术技能复合型人才搭建平台。
2018年全国高职技能大赛以“中国制造2025”规划为背景，针对装备制造业转型升级对岗位技能提升的要求，适应现代产业转型升级需求，面向全国高等职业院校工业机器人技术、机电一体化技术和电气自动化技术等专业技能，新增制造单元智能化改造与集成技术项目和机电一体化项目。
本文以制造单元智能化改造与集成技术项目为例，探索如何在实际教学过程中有效地融合技能大赛，以赛促教，深化机电专业教学改革。
一、更新教学理念。改变教学模式
全国职业院校技能大赛制造单元智能化改造与集成技术项目来源于企业生产实践，模拟典型的生产线任务，充分地体现当今企业对的高端技术技能复合型人才的综合要求。技能大赛以提升学生技能水平、培育“工匠精神”为宗旨，重点考察学生的专业技能、操作规范、团队合作能力、职业素养和安全意识。传统的教学理念重理论轻实践，缺少对学生职业素养的培养和考察。因此，要转变教学理念，应注重学生专业技能、工匠精神、职业素养的培养。比如，日常教学中融入“工匠精神”的教育，如学生在实践过程若不符合操作程序或操作规范，应反复训练，以培养学生严谨的工作作风;应反复调试，排除故障，使机器处于最佳工作状态，培养学生精益求精的工作态度和良好的耐心。
制造单元智能化改造与集成技术项目比赛形式为团队赛，需要在5个小时内完成批量化轮毂零件和定制化轮毂零件的智能化生产。该项目具体分为五个任务，完成每个具体任务获得相应的分值。在教学中，根据技能大赛的任务形式，结合本专业人才培养目标和企业岗位职业能力需求进行教学设计，有效地把课程内容结合企业实践生产需求划分为若干个项目，每个项目分为若干任务，采用任务驱动、小组合作的教学方法，以学生为主体，以教师为主导，激发学生的学习兴趣。针对实训教学内容任务点，可以采用“线上线下”混合式教学，把知识点、技能点、操作过程中应当注意的规范或错误示范等内容制作成微课的形式，学生可以在课前通过微课进行预习或者在操作过程中有不懂的问题可以及时浏览查看，也减少了教师重复讲解，更相对增加了实践时间，提高了自主学习的能力。通过技能大赛引领教学理念，改变教学模式，加大实践教学，深化教学做一体化，真正形成“做中学、做中教”，使学生了解企业需求，提升学生的专业能力和职业素养。同时，在日常的实训教学中，把技能比赛项目作为学生的阶段性考核手段，以赛促学，使所有同学都能参与到大赛项目中，同时有助于选拔优秀学生参加技能大赛。
二、引入大赛项目。充实教学内容
制造单元智能化改造与集成技术赛项设计依据企业真实生产岗位的迫切需求，结合高等职业教育人才培养定位，并且充分体现“两化融合”对传统制造业升级改造的技术应用。该项目以智能制造技术应用为核心，以汽车零部件加工打磨检测工序的智能制造单元为背景，让选手从系统功能分析、系统集成设计、成本控制、布局规划到安装部署、编程调试、优化改进等完整的项目周期进行实践，考察参赛队的技术应用、技术创新、协调配合和职业素养等能力。该智能制造单元系统集成智能仓储物流、工业机器人、数控加工、智能检测等模块，利用物联网、工业以太网实现信息互联，依托MES系统实现数据采集与可视化，接入云端借助数据服务实现一体化联控，实现智能生产制造。可以看出，企业生产岗位需要高端技术技能复合型人才，符合新工科背景下的技能人才培养目标。因此，需要改变传统的学科体系，需要将机电一体化、工业机器人技术、数控技术、物联网等融合在日常的教学内容中，积极开发实训课程。技能大赛选用的竞赛平台是北京华航唯实CHL-DS-11，该平台是由仓储单元、执行单元、工具单元、加工单元、打磨单元、检测单元和分拣单元组成智能生产线，可以根据不同的智能生产单元开发设计实训内容，比如仓储单元智能化改造、加工单元智能化改造、分拣单元智能化改造、批量化生产自动化流程、定制化生产自动化流程等。每项实训内容参考技能大赛项目设置专业技能点并体现技能大赛规范化和标准化要求，比如仓储单元智能化改造：通过PLC编程调试实现由外部信号控制指定编号的仓位托盘推出和缩回，仓位指示灯根据仓位内轮毂零件的有无点亮;工业机器人优先取出仓位编号较小的轮毂零件等。技能大赛项目内容与日常实训内容有机融合，有助于竞赛平台的优化使用，更有助于更新教学内容，使教学内容更符合企业实际生产岗位需求。
除此之外，本技能大赛项目内容涉及相关知识较多，如PLC控制及应用、机械装配与电气调试技术、数控加工技术、工业机器人技术、工业网络技术、传感器及智能视觉检测、结构化编程及虚拟仿真技术、云服务等。根据技能竞赛对各技能技术的要求，做成项目化、扩展化的微课、慕课等线上课程，满足学生的个性化自由学习，并促进竞赛资源转化为教学资源。线上资源内容设计为若干个项目，每个项目可以分为若干个任务。我们学校是划分为六个项目：项目——ABB机器人实操与应用、项目二一PLC可编程控制器应用、项目三-WINCC系统、项目四一西门子828D数控系统、项目五-OMRON视觉系统应用、项目六-RobotArt离线编程软件;ABB机器人实操与应用设计为4个任务：任务1-ABB工业机器人基础认知、任务2-ABB工业机器人IO配置及使用、任务3-ABB工业机器人在线编程、任务4-ABB工业机器人与视觉通讯使用;PLC可编程控制器应用设计为6个任务：任务1-s7-1200控制器基础认知、任务2-远程IO模块、任务3-博途软件使用、任务3-博途软件使用、任务4-s7-1200常用指令使用任务、5-PLC伺服运动控制、任务6-s7-1200 TCP-IP通讯;WINCC系统设计为5个任务：任务1-WINCC画面组态、任务2-WINCC变量组态、任务3-WINCC报警组态、任务4-WINCC的云端监控示例讲解、任务5-OPCUA通讯;西门子828D数控系统设计为4个任务：任务1-西门子828D数控铣床操作基础、任务2-西门子828D数控铣床常用指令、任务3-西门子828D数控铣床与WICC通讯、任务4-六轴工业机器人单元的调试、故障检修与运行;OMRON视觉系统应用设计为3个任务：任务1-视觉系统硬件介绍、任务2-视觉系统软件介绍、任务3-辅助系统介绍;RobotArt离线编程软件设计为4个任务：任务1-RobotArt界面介绍、任务2-RobotArt中三維球的基本操作、任务3-工作站系统构建、任务4-RobotArt仿真案例讲解。 三、引入大赛标准。改革考核评价方式
全国职业技能大赛的考核评价标准是借鉴企业职业岗位对员工要求制定的，尤其，制造单元智能化改造与集成技术项目是针对装备制造业转型升级对岗位技能提升要求设计的赛项，制定考核方案时加人严谨认真、精益求精的工匠精神的考察。在评分标准中，技能大赛的考核评价方案中细化项目任务中的技能点，形成评分细则。而许多学校在日常技能训练过程中忽视了对学生工匠精神的培育和职业素养的培养。因此，我们在对学生的培养过程中需要培育学生的“工匠精神”，提升职业素养，将“工匠精神”的培养纳入课程考核评价，使学生充分认识到“工匠精神”在提升专业能力和水平中的重要性。因此在制定考核评价细则中需要包含专业技能、“工匠精神”与安全意识，形成对学生专业能力、职业能力和素质综合全面的评价。比如，若基于竞赛平台所进行的实训内容，在制定考核方案中：（1）专业技能是指部件安装位置符合要求，水平度、位置误差在要求的范围内，电路、气路连接正确，布线符合工艺要求、安全要求和技术要求，编写的PLC程序满足工作要求，设备可以运行正常等。（2）“工匠精神”和职业素养是指在实训过程中是否吃苦耐劳、一丝不苟、严谨认真、精益求精的态度，在实训过程中是中注重细节，反复调试、排除故障、优化使机器处于最佳工作状态;在完成任务过程中，是否和其他同学合作、干扰其他同学，在规定时间完成任务内容等。（3）安全意识是指完成工作任务的所有操作符合安全操作规程、工具的摆放、线路的连接符合职业岗位的要求和相关行业标准。以上的考察要素可以具體成得分点，体现在每次任务的考核中。
考核过程采用现场打分的形式，学生每完成一个项目的成绩为团队成绩（70%）加上个人成绩（30%），其中团队成绩由制定的评分细则打分，为成果导向;个人成绩是由自我评价（20%）、组员互评（40%）和教师评价（40%）组成，自我评价是学生对自己参与、完成任务以及自己学习态度的打分，组员互评是小组成员在实际操作中根据小组内其他成员的参与程度、解决问题的能力、学习态度等进行打分，并且在组员互评成绩最高的成员作为下一个任务的队长，组员互评可以提高学生的积极性，增强学生的责任意识;教师评价是过程性评价，根据学生在完成任务中的表现以及操作规范进行评价。最后，参考技能大赛的规则，在制定考核评价中，学生也可以申诉，若学生对打分成绩不满意，可以进行申诉，需要把申诉理由和依据进行实事求是、充分的叙述，这样可以使学生对整个工作过程进行一次再思考，并有利于培养学生的“公平、公正”意识。
四、改善师资结构。加强“双师型”队伍建设
全国职业院校技能大赛，不仅是学生能力的竞争，更是对教师能力的检验。学生若想在技能大赛上取得较好的成绩，不仅是自身的勤奋努力，更是指导教师的辛勤付出，指导教师的水平一定程度上决定了学生成绩。技能大赛注重对真实企业生产岗位专业技能的考核，考核内容涉及范围较广，并且相对较新，考核要求是根据企业职业岗位对员工要求制定的，反映了现代企业对岗位技术技能人才的具体需求。这不仅要求指导教师对新知识、新技术具有扎实的理论基础和过硬的实践动手能力，并且对企业岗位职业能力需求有准确的分析。所以学校应鼓励教师积极参加技能大赛培训、赛前交流，可以了解、学习其他高职院校的教学经验;加强教师定期去企业实践锻炼，掌握企业岗位要求的专业技能，提高实践能力，将企业生产实践过程结合技能大赛转化为教学项目，将新知识、新技术转化为教学内容。加强“双师型”教师队伍建设，改善师资结构，才能有助于技能大赛融合于日常教学，有助于提高学生的实践能力，做到培养出的学生符合企业的用人需求。
五、总结
全国职业院校技能大赛是我国职业教育的一项重大创新，反映了企业生产实际的最新岗位需求，做到职业标准和课程内容的衔接。本文从教学理念、教学模式、教学内容、考核评价、师资队伍建设五个方面探索如何在实际教学过程中有效地融合技能大赛，做到以赛促教，深化教学改革。通过有效地融合技能大赛，更新教学理念、采用任务驱动教学模式激发学生的学习兴趣;改进充实教学内容、开发数字资源，有利于培养符合企业需求的复合型专业技术人才;引入大赛标准，改革考核评价方式，有助于培养学生的工匠精神、职业素养，提高学生的安全操作意识，为以后的就业打下坚实的基础;通过技能大赛推动改善师资结构，加强“双师型”队伍建设，促进教学水平的提升;在实际教学过程中有效地融合技能大赛，才能有助于培养学生的专业性和职业性，提高学生的实践能力，符合用人单位需求。
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