从世界技能大赛看机电一体化技术课程改革方向

2014-06-23闫虎民李全利郝立果

职业教育研究 2014年6期

闫虎民+李全利+郝立果

摘要：通过对世界技能大赛机电一体化项目比赛过程中任务设置、赛事安排及评分标准进行综合研究，分析了中国参加第42届世界技能大赛机电一体化项目的整个竞赛过程，提出了以世界技能大赛机电一体化项目需求标准为引导的中国职业院校机电一体化项目课程改革方向。

关键词：世界技能大赛；机电一体化；课程改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）06-0116-04

世界技能大赛（World Skill Competition，以下简称世赛）每两年举办一届，是全世界职业技能最高水准的一项赛事，已成为职业技能领域的奥林匹克竞赛。目前，世界技能组织已经拥有50个成员国。

我国在2011年首次参加在英国伦敦举办的第41届世界技能大赛，2013年参加了在德国莱比锡举办的第42届世界技能大赛。第43届世界技能大赛将于2015年在巴西举办，我国准备参加其中28个项目的比赛。

在世界技能大赛的项目设置中，参赛分为六个领域，分别为运输与后勤、结构与建筑技术、制造与工程技术、信息与通讯技术、创意艺术和时尚、社会及个人服务业等。

机电一体化技术作为传统的竞赛设置项目，其项目编号为04，属于制造与工程技术领域。该项目的竞赛旨在全方位考查参赛选手的机械、控制、安装、调整、调试、故障排查与维修能力，是一个综合性较强的竞赛项目。我国在第42届世界技能大赛首次派代表队参加了该项目竞赛，成绩处于中上水平，从参赛的过程分析来看，我国的参赛选手在很多方面还有较大的提升空间。

世赛机电一体化项目的竞赛过程与评分标准

（一）世赛机电一体化项目的竞赛过程

世赛机电一体化项目的竞赛过程持续4天，在此期间，所有参赛选手需要完成6项任务，内容包括：针对一种给定的工业应用开展系统设计；按照文件要求组装一台机器；以正确的工业方式连接导线和管路；对机械电气和传感器系统进行安装、设置、调整；按照相关的标准和文件，使用辅助设备和PLC（可编程逻辑控制器）调试一台机器等。在竞赛过程中，主办方为所有参赛选手提供了统一的机电一体化设备的模拟生产平台，将该平台拆解为几个部分并设计为不同的任务，参赛选手必须在各个项目的规定时间段内完成相应的任务才能获得相应的评分，最后得分的高低与任务完成的程度、精度、时间都有关系。

（二）世赛机电一体化项目的竞赛评分标准

世赛机电一体化竞赛项目的总分为100分，机电一体化项目整体分为6个任务，每个任务配分在10.00～24.00分之间，每个配分又细化为若干评分点，每个评分点低至0.05分，高至3.00分。如下页表1所示。

裁判为参赛选手的评分点打分时，如果符合要求，标记为“Y”，代表“Yes”，表示参赛选手达到了该评分点要求，可以获得该分值；如果不符合要求，标记为“N”，代表“No”，表示参赛选手未能达到该评分点要求，该分值不能获得。

机电一体化比赛项目的评分表共由6个大的任务构成，在每个大的任务内，评分细分为具体的考核指标，每个指标都为客观分，且有具体的配分，世赛机电一体化项目任务1配分表如表2所示。

（三）成绩分析

从如表3所示的第42届世界技能大赛机电一体化项目的成绩表（第42届世赛机电一体化项目总得分前10名）可知，机电一体化项目本届比赛的金奖获得者是巴西，银奖获得者是中华台北和挪威，铜奖获得者是德国，第5～10名卓越奖的获得者分别为瑞典、日本、中国、韩国、哥伦比亚和英国。在获奖的前10个国家或地区中，工业较为发达的欧洲国家占4个名额，亚洲占4个名额，南美洲占2个名额。机电一体化作为中国队首次参加世赛的项目，在参赛的32个国家或地区中排在第7名。综合中国参赛选手的比赛过程，我们在技能水平上与技能强国尚有一些差距。导致这些差距的原因主要体现在规则理解、职业规范、心理素养、解决问题能力等方面，只要在以后的职业技能培训过程中重视这些问题，我国选手的成绩还是有提升空间的。

机电一体化竞赛的特点及其指导和示范作用

从世界技能大赛机电一体化项目竞赛的特点可以看出，在现代生产条件下，机电一体化技术的特点体现出以下几个方面的要求。

一是控制的规范性和一致性。在世界技能大赛的技术文件中，每位参赛选手拿到的都是已经被事先规定和约束的控制端口表。在整个任务实施过程中，所有的选手不得改动和变更这些端口，因为由此可能会导致控制失效从而造成设备或人身安全事故。所有的控制端口都已经被规范，因此所有的选手所完成的任务的结果都应该是一致的，所不同的是完成任务所花费的时间及控制效果的精确性，由于控制端口的混乱而造成的安全事故或者导致评判的不确定性因素不复存在。这一部分在世界技能大赛中一般不占分数，但是却是整个系统评判的前提，也就是说，如果参赛选手不按照技术文件规定的端口连接系统，那么将直接失去参与评判的机会，而不论你的系统功能有多么完美。

二是功能的正确性和准确性。在世界技能大赛的技术文件中，功能的正确性和控制的准确性的占分比是最高的，一般可以达到70%左右。技术文件要求所有的控制作用应该按照任务规定要求，能够正确、准确地执行，错误的动作过程会导致直接评判结束，而不准确的动作（如动作不到位或动作范围超过规定允许的偏差）将会导致失分。一般而言，控制的正确性取决于系统控制程序的作用是否能够满足任务书的要求，要求选手能够充分利用现场提供的控制核心器，规划和编写出正确的控制程序，完成所需要达到的目标要求。系统的准确性则取决于系统硬件组装的精度和控制程序中参数的设定及整定。所以，机电一体化项目是一个融合了机械装配和电气控制的综合性竞赛项目，这也是世界技能大赛多年来一直坚持将机电一体化项目作为经典比赛项目的原因之一。

三是运行的安全性和可靠性。系统的安全性和可靠性是评判系统工作是否能够持续稳定正确工作运行的一个重要考量因素，占分比约为15%左右。在此项评价中，主要考察选手是否能够按照生产规范和标准进行操作和调试，是否考虑到一些未知因素对系统的不确定影响，并能够预知或预判其对系统的影响程度，然后利用各种软件或硬件手段加以抑制或消除。

四是系统的环保性和节能性。机电一体化项目竞赛对于系统的环保性和节能性也提出了较高的要求，主要表现在是否能够利用更小的能量实现所需要的功能。这要求参赛选手能够对自己所完成的控制系统进行全方位的优化和改进，能够节省能源和时间，一般占分比约为15%左右。

机电一体化技术课程的改革方向和方法对策

（一）职业素质和专业技术规范

为了培养学生的职业素质，学校应从以下几个方面对学生进行培养：首先，将学生职业素质的培养纳入人才培养的系统工程，使学生进入职业院校或者高等院校的第一天，就知道学校与社会的关系、学习与职业的关系。学校作为培养人才的主导因素，应成立相关的部门协助培养学生的职业素质，向学生提供职业教育和实际的职业指导，最好能结合相关的社会资源。另外，学校应该根据社会需求，结合课程特点，改进教学方法，激发学生对专业学习的兴趣，尽可能向学生提供正确、新颖的学科信息。其次，对学生进行正面积极的职业心态和正确的职业价值观教育也是十分必要的，要让学生认识到职业技能人才在社会发展中发挥着举足轻重的作用，以建立其爱岗、敬业、乐观、开放、合作的职业信念。

学生职业素质的培养不能仅依靠学校和学生本身，社会资源的作用也很重要，职业院校和高等院校想要培养具有较高职业素质的毕业生，企业的参与也必不可少。作为培养应用型技能人才的职业院校，应扩大校企合作的范围，为学生创造更多的实习训练的机会，在实际生产操作中提高其职业技能水平，这是培养高素质技能人才的重要途径。校企合作是一种互补模式，学校与企业双方的重视程度和参与程度都会影响合作的效果和深度。在机电一体化项目竞赛中取得较好成绩的国家如德国、韩国、日本等，在职业教育模式中都十分重视企业和学校的密切联系，企业参与到学校的实践教学环节中，甚至起着引导示范作用。因此，职业院校应积极拓展与企业的合作，为学生创造良好的专业技能实践的平台，让学生在得到实际技能训练的同时，也能获得在技术岗位上发挥能力的机会。

世赛竞赛的标准要求严格，体现了对青年职业技能人才的职业素质和专业技术规范的双重考量。在比赛中，参赛选手在竞赛的过程中，不仅体现了技能水平的高低，同时也表现出对职业技术规范的重视程度。以机电一体化项目为例，我国参赛者与日本参赛者相比，在工具仪表的准备上，日本选手在工具的摆放、使用、拿取方面显得十分有条理，在工具箱的配置上，韩国参赛者有工具箱、量具箱各1个，参赛时在使用工具后将其放回原位，这些良好的职业素质在比赛中都产生了良好的效果。在电气线路安装时，护套线在线槽外应去掉外层的护套层，传感器在安装和固定时，近传感器端需要预留10cm的长度为传感器调整做准备，绑扎带切割不能留余太长，必须小于1mm且不能割手，如此等等，都是世赛考查学生职业技术规范的着眼点。我国的参赛者在职业技术规范上与技能强国的选手相比还存在一定的差距，这从另一方面说明职业院校在培养学生技能的过程中淡化了职业素质的培养。因此，今后在职业技能应用型人才的培养过程中，应该坚持职业素质与职业技能并重的原则。

（二）课程内容和质量控制

借鉴世赛项目和比赛过程对职业院校和高等院校相关专业的建设与发展具有重要意义，可以引导职业院校和高等院校的人才培养工作。从世赛项目的设置、评分方法及评分点不难看出，作为培养应用型人才的院校，在课程设置上要加大技能学习的力度，理论要为实践服务，要敢于打破传统的课程体系和设置，根据项目要求灵活调整课程内容和授课方式，突出职业技能培养，重视实践能力的提高，同时要采取理论与实践一体化的培养模式，培养理论扎实、技能熟练的应用型人才。世赛机电一体化项目比赛考核了包括机械、气压工程、数控系统、编程、机器人技术及系统开发等方面的技能，要求机电一体化技术人员既要能进行机械维护及设备制造，同时也要能采集设备信息、部件（传感器）及调节设备。

从世赛进行过程中可以看出，职业技能竞赛对技能质量的要求很高，这对我国职业院校和高等院校人才的培养将产生重要影响。在德国莱比锡举行的第42届世界技能大赛的项目赛事过程体现了对质量要求的严格，以机电一体化项目为例，对选手的电气接线和电气装配考核都有较高的要求，对安装的精度和机械电气数据的测量精度都有考核。如在工业机器人的调整及运动过程中，机器人及所有辅助器件与周围的设备设施不能发生接触或机械碰撞；选手获得功能分满分，且专业技术规范丢分点不能大于三项，才可以拿到时间分和效率分。这些都反映了世界技术领域对应用型高级技能人才培养的高标准要求。作为培养未来应用型高级技能人才基地的本科院校和职业院校，要认清我们在技能人才培养上与世界标准的距离，要借鉴世赛技能强国在对学生质量意识培养方面的先进经验。学校抓学生教育质量的关键是要重视提升教学质量，使教师的教学和技能培训有水平和质量的保证，同时应注重提高学生在技能训练中对产品技术精度的要求。

世赛的评分采用的是不断反馈测评的评分机制，如机电一体化分为6个工作任务，对任务1完成评分测试后，给予反馈，选手可以及时发现自己的失分点和需要改善的地方；对任务2进行评分测试时，裁判将对任务1再次进行检测，判断选手是否完成调整。每个任务的打分均采用加分的方式，裁判按照选手完成的测试点给分，保证了得分的客观性，确保了评价质量控制。

（三）综合能力和节能环保

世界技能大赛作为一项国际化赛事，在考核参赛选手技能水平的同时，也突出了资料信息搜集和整理能力以及英语综合能力。世赛的前期注册、身份确认、比赛信息发布、相关资料公开等几乎全部通过互联网进行发布。参赛者只有掌握一定的信息搜集、整理和基本的语言沟通能力，才可以顺利比赛。世赛的所有题目、图纸、模型、评分表均为英文，这要求我们在对选手进行职业技能的培训提高时，也要对选手的基本素质及语言能力水平加以重视。因此，职业院校和高等院校在应用型技能人才培养的过程中，既要重视学生技能素质的提高，同时语言沟通、信息收集等综合能力的培养也要加强。

节能和环保是当今世界技术发展的一个趋势，在机电一体化设备安装和调试过程中，选手对耗材的应用规划和对加工工艺的选择，都会对能源的消耗产生影响。在机电一体化系统的运行中，可通过流量计和电能表对选手的能源消耗量进行计量，如在气压运动机构调整时，系统可正常工作的气压范围为0.4～0.7MPa，日本选手采用的是0.4MPa，韩国选手采用的是0.45MPa，我国选手采用的是0.5MPa，这样完成相同的运动距离，日本选手消耗的气量最少，节约了能源。在系统设计和安装时，还应该注意气管不要过长，电机不要频繁地启动，减少不必要的电器通电时间，合理规划机械的动作顺序，都可以实现能源的节省。另外，机电一体化系统中机械和气压设备的应用会产生噪声污染，控制噪声污染也是十分重要的。在完成系统安装和调试后，对现场的清洁以及对垃圾按照是否可回收的性质进行分类都很重要。在高素质技能人才的培养过程中，节能环保意识应该一直贯穿于对学生进行技能培训的全过程。

结语

世界技能大赛是一个国际化竞赛的平台，更是一个交流学习的平台，通过参加世界技能大赛的整个过程，能够很好地了解和学习在机电一体化竞赛项目上取得较好名次的国家或地区的先进经验。这些国家或地区的选手在竞赛整个过程中所表现出来的职业素质和职业能力，较好地符合了世界技能大赛的要求，也体现了世界技能大赛的竞赛内容与现实生产生活的密不可分的关系。研究世界技能大赛机电一体化项目竞赛的整个过程，对于我国建立完善、科学、系统的机电一体化技术课程教学体系，提高职业技能培训效果具有重要的借鉴意义。

参考文献：

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[7]伍宣霖，蓝欣.世界技能大赛及其社会价值[J].成人教育，2013（2）：127-128.

（责任编辑：王恒）

结语

参考文献：

[1]刘东菊.世界技能大赛对中国职业院校人才培养启示[J].中国职业技术教育，2012（36）：48-52.