中职工业机器人专业教学现状研究

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  【摘要】为更好了解我省中职工业机器人专业教学发展现状,使人才培养方案更符合机器人产业需求,本文采用文献调查和网络访谈等方式对中职工业机器人专业教学现状展开调查研究,深入了解我省中职学校工业机器人专业的教学现状,并在调查研究的基础上对中职工业机器人专业未来的教学发展提出建议。本文为了解我省中职工业机器人专业教学发展现状作了有益的探索,可为中职学校工业机器人专业未来的建设发展提供一定的借鉴和参考价值。
  【关键词】中职学校;工业机器人;教学现状
  我国2015年首次正式提出《中国制造2025》发展战略规划,明确了我国制造装备业未来十年的重点发展领域,工业机器人就是其中之一。得益于国家政策的引导和扶持,我国的工业机器人产业得到快速发展并且大规模投入生产使用,“机器换人”已是传统制造业未来发展的必然趋势。为响应国家政策要求和社会发展需求,许多中职学校纷纷开设工业机器人专业,试图解决目前工业机器人行业人才短缺问题。工业机器人专业是一门以机器人、机械手、智能电气装备等设备为载体,培养服务于生产自动化领域的技能型人才学科。由于我省各地区经济发展不平衡、经济水平差距大,导致各地中职学校工业机器人专业的教学发展水平不一,在这种情况下,培养出来的学生综合能力参差不齐,难以适应企业的岗位需求。因此,为摸清我省中职学校工业机器人专业的教学现状,从而更好指导和培养工业机器人产业人才,本文从专业开设情况、培养模式以及实训设备等方面进行调查研究,并对中职工业机器人专业未来的教学发展提出建议。
  1.工业机器人专业开设现状调查分析
  本次调查研究主要借助网络通信、互联网等手段,调查对象主要是参加由广东技术师范大学教师培训与继续教育学院承办的2019年广东省中职学校骨干教师“机电类(含工业机器人)专业带头人高端研修培训班”和“智能制造及机器人骨干教师培训班”学员,共有51名中职骨干教师,分别来自全省24个不同的中职学校、10个地级市。通过网络访谈和问卷调查相结合,了解到各中职学校工业机器人专业开设现状,如图1所示。
  根据图1调查统计结果显示,中职中有超过60%的学校已经开设了工业机器人专业,25%的学校准备开设该专业,只有12%的中职学校表示由于办学条件和经费所限,暂时不开设工业机器人专业,参加培训班提前储备工业机器人专业教学知识。由此可知:工业机器人专业越来越受到中职学校的追捧。
  2.工业机器人专业人才培养目标分析
  中职是中等职业技术学校的简称,它是我国职业教育的一部分,侧重点在于培养更多的技能型人才。职业教育与普通高等教育的最大区别在于职业教育与产业发展及劳动力需求更为紧密联系。职业教育的人才培养目标是各级各类职业学校对于培养人才的总体要求,是对教育的类型与人才培养层次质的一个规定性反映,也是对职业教育理论与实践的一个行动指南,具有重要的统摄意义,决定了对人才培养基本要素的合理配置、培养的全过程及人才的培养。
  中职工业机器人专业学科带头人结合教学大纲、课程定位、办学条件和行业需求等制定专业人才培养目标,专任教师根据人才培养目标进行针对性培养学生。因此本文根据调查对象开设工业机器人专业情况,对已开设和准备开设的学校专任教师进行问卷调查,样本共21所中职学校、40份问卷。整理调研数据,结果如图2所示。
  根据图2调查统计结果,93%的专任老师认为掌握工业机器人的编程应用和维修保养是中职学生的培养目标,只有7%的专任老师认为工业机器人的集成开发是中职学生的培养目标。中职院校进行工业机器人专业人才的培养方向上大致可分为两种:一是培养具备良好的
  编程应用能力的专业化人才;二是培养出能够快速对各种工业机器人进行检查和维修的专业性人才。这是由中职学生学习特点和中职学校定位所决定的。
  中职学生的普遍情况是:学习基础较差,学习兴趣不高,注意力不集中。因此他们最终选择进入中职学校学习,转而投向更加倾向于教授谋生技能的职业技术学校。编程应用和维修保养培养目标要求中职学生能够具备独立对工业机器人进行相应的编程、调试和维修保养能力,主要侧重培养学生的动手能力。对于工业机器人的系统集成与开发,则需要中职学生对工业机器人知识进行深入的探讨的基础上,能够熟练掌握工业机器人相关技术和智能控制技术。对于中职学生而言,系统集成与开发相比操作编程和维修保养,要远远复杂和困难,是他们绝大多数人在中职阶段学习能力范围内所不能接受的。所以中职学校的工业机器人专业的人才培养目标集中在编程应用和维修保养,符合中职学生的认知发展特点。
  钟秉盛认为中职教育的培养目标是要培养人具备初步就业及长期发展的能力。程艳霞、陈瑞生认为现代中职教育的人才培养目标由技能型向技术型转变。中职学校的主要教学任务是为我国产业发展培养更多技能型人才,进而提升工人的文化水平和技能水平。中职工业机器人专业的人才培养目标侧重培养学生的实际动手能力,掌握一门可以谋生的技能技术,符合国家中等职业技术教育发展要求和学校办学定位。
  3.工业机器人专业人才培养模式分析
  人才培养管理模式主要是指一定的学校教育行政管理机构或学校教育专业技术工作者群体普遍认可和遵从的基本实践操作规范和樣式。根据工业机器人专业人才培养目标,中职学校的专业负责人主要从培养学生的编程应用和维修保养能力出发,立足职校办学定位,因地制宜制定学习年限、教学方法、教学实训,以此来实现提升专业的教学质量。本文根据调查对象开设工业机器人专业情况,对已开设和准备开设的学校专任教师进行问卷调查,样本共21所中职学校、40份问卷,分别从学习年限、教学内容和教学实训来进行分析。整理调研数据,结果分别如图3、图4、图5所示。
  根据图3的调查统计结果显示,在目前中职工业机器人专业人才培养的学习年限上,71%的学校选择了传统教学的三年制学习形式,只有19%的学校选择五年制的学习形式,10%的学校选择了三二分段制学习形式,表明现有的中职工业机器人专业主要倾向于三年制和五年制培养模式。   根据图4的调查统计结果显示,在目前中职工业机器人专业教学方法上,大多数的专任教师依旧采取传统的演示讲授法进行教学,这种“填鸭式”的教学方式只会让学生习惯于被动学习、接受教师现有的知识,不利于培养学生自主思考的能力。对于工业机器人这个新兴专业,如果长期沿用传统的教学方法,不仅不利于学生培养独立学习能力和智力开发,更不利于对学生综合职业能力的培养。只有少数的专任老师采用教师引导、学生自主学习与思考、分组学习讨论等先进的教学方法,有助于培养学生的动手能力,激发学生对于工业机器人学习的好奇心,长期来看更利于学生未来的职业发展。
  根据图5的调查统计结果显示,在目前中职工业机器人专业教学实训方式上,超过一半的教师仍然采用传统理工科实训教学方式,即教师课前先讲解实训要点,然后学生进行实训练习,只有少数的老师采用讲授和练习相结合的实训方式。工业机器人专业作为一门实践性强的学科,学生需要更多的时间来练习操作工业机器人才能够熟练掌握,学会未来职业发展的生存技能,同时这也是中职学校的办学定位要求。工业机器人教学实训是中职工业机器人专业课程最为重要的一环,如果学生在教学实训的过程中没有得到充分的练习,没有进行独立的思考,一味听取教师讲解和演示工业机器人编程应用和维修保养,就没有真正发挥课堂主体的作用参与到实训课堂中,那么学生的专业谋生技能就无法得到培养,也就背离了整个专业的人才培养目标。真正的教学实训是学生参与其中,发挥自己的主体作用,在教师的引导下形成自己对工业机器人的独特讲解,一步一步独立完成工业机器人编程应用和维修保养的实践过程。
  4.工业机器人专业师资条件分析
  中职学校的师资条件对于培养工业机器人专业学生的专业技能发挥着重要的作用。目前,我国中职学校教师的现状是:青年教师比例大,经验丰富的教师相对较少;本科学历偏多,研究生学历偏少,“双师型”教师比例偏低。工业机器人作为一门新兴的工程技术类专业,不仅严格地要求专任教师既要具备先进的前沿工业机器人技术知识,还要具备丰富的教学经验。为了解中职工业机器人专任教师的师资情况,对已开设和准备开设的学校专任教师进行问卷调查,样本共21所中职学校、40份问卷,分别从学历背景和专业背景两个方面来进行分析。整理调研数据,结果分别如图6、图7所示。
  根据图6的调查统计结果显示,在目前中职工业机器人专任教师学历上,超过60%教师只具有本科学历,只有小部分教师具有研究生学历。
  根据图7的调查统计结果显示,在目前中职工业机器人专任教师专业背景上,绝大多数的老师都不是工业机器人专业毕业,只有极少数的专任教师是专业对口。这是因为工业机器人是近几年才开始热门起来,专业对口的工业机器人教师极度缺乏,很多中职学校为了赶上工业机器人专业建设热潮,避免与市场脱节,在专任教师缺乏的情况下仍然开设工业机器人专业,结果导致出现了学生数量多而专任教师少的局面。同时为了扩大招生和响应国家政策需求,很多中职学校的领导就把与工业机器人相近专业的教师调整过来担任工业机器人专任教师,这就导致了中职学校工业机器人专业的师资水平参差不齐,也影响到了学生的职业技能发展。
  5.工业机器人专业实训条件分析
  教师是学校人才培养的主体,是决定人才培养质量的关键性因素。专业实训场所是学校人才培养的必要硬件条件,是保证实践教学正常实施的基础,建设一支高素质的教师队伍和完善的专业实训基地才能更好的提高教学水平,从而保证教学质量。工业机器人专业作为一个实践性强的专业,学生需要良好的实训设备,充分练习编程应用与维修保养,才能更好掌握工业机器人的相关技能。因此,要想建设好工业机器人专业,不仅需要一支专业性强的师资队伍,还需要一整套良好的实训设备。为了解中职工业机器人专业目前现有的实训设备条件,对已开设和准备开设的学校专任教师进行问卷调查,样本共21所中职学校,整理调研数据,结果分别如图8所示。
  根据图8的调查统计结果显示,在目前中职学校工业机器人实训设备上,57%的学校不能满足实训要求,仅有10%的学校能够满足教学实训要求。通过分析,工业机器人实验设备能够满足和基本满足实训要求的学校主要分布在广州、佛山这两个一二线城市,对于清远、韶关、阳江、茂名等城市的学校,由于专业建设起步晚、经费不足等条件限制,实训设备短期内难以解决。
  6.工业机器人师资队伍培养及实训建设
  6.1 师资队伍培养建设
  中职学校工业机器人专业要取得良好的教学效果,培养出满足社会需求的技能技术型人才,建构出一支综合水平能力高的师资队伍至关重要。由于工业机器人专业实践性强、新颖性突出的特点,往往需要专任教师同时具备多种专业学科的核心知识,同时要不断提升和培训教师的实践能力,从而更好满足学生的培养目标要求。提高中职工业机器人的师资能力水平,需要从政府层面和学校管理进行建设。
  (1)政府层面。首先政府应该加大对中职学校的经费投入,中职学校目前普遍办学资金困难,难以增加和改善现有实训设备,这很大程度上制约了教师的专业化教学。其次,政府应该定期联合高校和工业机器人企业对中职教师进行教学能力和实践能力培训,从而更好满足中职工业机器人专业的教学和实训要求。
  (2)学校层面。要招聘更多专业对口、具有研究生学历的专任教师,解决工业机器人专任教师短缺局面;合理安排教师工作量,提供教师接受继续教育、提升教学能力的机会,从而实现专业化发展。同时,学校应优化教师的绩效机制,进一步激发教师的教学热情和兴趣。鼓励教师积极带领学生积极参加工业机器人相关竞赛,促进教、学、赛一体化融合发展。
  6.2 工業机器人教学实训建设
  工业机器人专业的教学必然离不开一定实训设备,实训设备在整个人才培养过程中发挥着无可替代的重要作用。现有中职工业机器人专业的实训基地、设备数量、设备类型、设备更新程度等基本不能很好的满足实训技能教学的需求,所以,中职学校在积极开展校内实训基地建设的同时,应当采取多元化手段拓展校外实训基地建设“共享”成果,及时填补实训基地不足现状行之有效的举措。政府应加大对中职工业机器人专业的建设经费,使得实训设备能够基本满足教学实训要求,同时学校也应该结合实际,积极探索适合本校工业机器人专业的发展道路,如通过校际之间合作模式,共同建设工业机器人实训基地,实现资源共享;或者通过与企业建立实践基地,设立“订单班”培养模式,不仅可以满足学校的教学实训要求,提升工业机器人实践教学质量,同时还可以解决学生的就业。   7.结语
  总而言之,中职工业机器人专业由于起步较晚,而且缺乏足够的师资和实训条件,因此在专业建设的过程中,注定会是困难重重。在这种的情况下,中职学校的相关工作人员要结合学校实际条件,探索适合本校的建设方案,制定好符合实际的人才培养方案。同时,学校要积极争取政府的经费支持和开展“校企合作”模式,培养一支师资雄厚、专业技能性强的教师队伍,建立一个符合教学实际要求的实训环境,只有这样,才能培养出更多符合国家战略发展需求和社会产业发展要求的工业机器人技能型人才。
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