基于工业4.0的检测技术课程改革探讨

莫毅+谢彤+周雪会

【摘 要】本文分析检测技术课程教学中存在的问题，探讨目前工业4.0对检测技术的要求以及高职教育存在的优缺点，提出以智能检测技术为基础，将工业机器人、机电一体化、电气自动化、通信专业作为平台搭建出一套完整的工业4.0智能生产模式，通过这四个专业平台的融合，使学生学习到更多的前沿科技和专业技能。

【关键词】检测技术课程 工业4.0 智能制造 教学改革

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）06C-0157-02

面对《中国制造2025》提出的智能制造的要求，高职院校据此进行了课程教学改革，包括不断激发学生的学习兴趣和热情，促进学生的自主学习，启发他们的创新创业思维，锤炼其分析问题解决问题的能力。课堂以学生为主，以育人、以学生掌握核心技能的培养体系等课程实践推动了新一轮的高职院校教学改革。本文以智能检测技术为基础，将工业机器人、机电一体化、电气自动化、通信专业作为平台搭建出一套完整的工业4.0智能生产系统，通过这四个专业平台的融合，使学生学习到更多的前沿科技，掌握到更多的专业技能和知识，提高其就业和创新创业能力。

一、检测技术课程教学中存在的问题

（一）课程设置追求学科的系统化。目前基于机电一体化设备的自动检测技术课程仍然没有跳出学科体系的制约，严格追求学科知識的系统化，造成学生“机不太懂、电也不太通”的尴尬局面，更重要的是，并不能认清自动检测技术在机电一体化教学体系中的关键作用，进而整个学科系统化方面没有与自动化学科体系区别开来，失去了专业应有的特色，达不到培养目标。

（二）课程知识以自动化学科为主。自动检测技术课程的设置主要还是以自动化专业的自动化检测技术为基础，比如其教学内容、教学目标和教学资源都是在自动化专业的基础上来开展，这就偏离了机电一体化学科对自动检测技术的要求，也忽视了自动检测技术在机电一体化中的基础性和贯穿性，其与自动化学科的自动化检测技术区别不大，而且自动化学科的自动检测技术其本身的教学内容、课程知识跟不上社会生产发展的需要的话，将会加剧目前机电一体化学科中自动检测技术 的教学内容偏离实际需要和促使知识的老化，这必然导致培养目标很难适应当今机电行业发展要求。

二、工业4.0发展对教学形态的要求

工业4.0要求物联网技术和工业自动化结合起来，实体经济在互联网下才能生存。在这种大背景下，高等教育特别是高等职业教育在未来几年将面临教育方法、教育内容、教育方式的改变，面临如下几个问题。

第一，在进行教学的时候，涉及多个专业的联动，包括通信、计算机、网络及自动化类专业。尤其是物联网工业研发现在遇到瓶颈，目前市场需要的工业机器人设备需求量很大，涉及教师教育理念的更新和专业技术的提升，都是我们要面对的。目前，工业物联网的市场比较混乱，没有形成一个良好的产业链，但是教育却要先于市场，故对教学的要求更高。

第二，教学设备缺失，工业4.0+物联网技术需要工业示教机器人、智能传感器、模拟生产线等，而且各种通信协议、平台系统都需要建构，不仅设备投入需要大量资金，而且也需要优秀的师资队伍，同时制定教学大纲、教学计划，进行课程改革。

第三，就目前工业智能化发展的情况，高等教育必须先于市场的发展，但是没有市场的指向，教育须更加紧密围绕在市场周边，紧盯市场的变化、动向来调节教学内容。中国的工业4.0是一个漫长而又艰辛的路程，一套真正的工业4.0系统涵盖了云计算、通信系统、机器协同控制、传感技术等多种平台的无缝衔接，这样一套系统目前国内还没有，对于教育来说，面对的未知和不确定性更多，教学难度更大。

第四，工业4.0在中国才刚刚开始，发展的道路必定是长期而曲折的，建立智能制造的工业体系不会一路坦途，涉及云计算、系统、工业机器人与智能生产线的协同及智能传感器的应用。对此，高等职业教育必须抓住工业4.0发展的契机，不断改革教育方式，教学理念和教育思路，探索出符合市场发展的高等职业教育之路。

三、课程改革措施

本文根据“基于机电一体化设备的自动检测技术课程教学改革研究”项目进行探讨，该项目完成情况如下：其一，以FESTO传感器设备及自动化生产线为平台，开发出教学做一体化实验实训项目8项。其二，根据机电一体化专业2013级学生（160个学生为对象）的情况，展开该项目的课程实践，并论证设计方案的可行性和效果。其三，完成自动化检测技术课程的课程标准、课程实施方案、考核实施方案、资源建设方案的编写。

针对以上的完成情况，本文继续探讨该项目的改革措施。

第一，整合各专业的设备资源，完成学院“基于机电一体化设备的自动检测技术课程教学改革研究”项目的结题工作，利用该项目的研究成果，依托工业自动化示范特色专业及实训基地建设项目，组织项目组成员制订系统的可行性方案。考虑到自动检测技术是贯穿整个工业机器人、机电一体化、电气自动化、通信专业学习的一门学科，可以有针对性地开发出工业物联网的平台，该工业4.0系统方案提供了基于工业机器人的机电一体化实训平台，其中包括物联网系统、西门工业网络系统、云服务系统搭建平台以及多个电脑端及APP人际交互平台。

第二，针对智能生产系统的需要适当地修改工业机器人、机电一体化、电气自动化、通信专业的教学计划。在制订专业教学计划时，需协调各个专业的课程、实验设备、课程标准，最终制定出合理的人才培养方式，同时在实施人才培养模式过程中，根据反馈可以适当调整专业教学计划。

第三，依托工业自动化示范特色专业及实训基地建设项目，通过整合，建立多用途的实践实验室。目前实验室有工业机器人基础实验室、工业机器人操作实验室、物联网技术操作中心和移动通信设备实验室等，这些实验室通过互联网监控技术把实验室的设备输出作为多用途的实践实验室，即建立的这个实践实验室可以称为集散控制中心或者控制中心。

第四，以自动化教学团队的实验设备为基础，实施该方案，通过2-3年的教学实践，评估考核方案的合理性并进行及时调整，使之更好地适应工业4.0的教学改革要求。

第五，结合课程标准、课程实施方案、考核实施方案及教师队伍和学情，编写实训指导书及教材，并建立起该课程的教学资源库，实现资源共享。前期开发物联网工业机器人套件，建立PLC控制系统和自动检测技术系统。中期通过企业调研，合作开发若干适合课程改革的教学计划。后期分析方案的运用效果，得出优缺点。根据论证结果完成“自动化检测技术”课改教材项目的编写和资料的收集，并完成校本教材的编写、电子教案及多媒体课件等。对区内外高职院校相关课程进行调研，并进行课程标准、课程实施方案、考核实施方案、资源建设方案的编写。

研究思路如图2所示，组织成员前往区内外培训补充知识，完善知识结构，包括机器人、物联网等专业知识，同时成员间经常相互交流，提出改革的建议。

【参考文献】

[1]刘丽华.自動检测技术及用[M].北京：清华大学出版社，2015

[2]Wi Xin，Qi Bojin，Wu Hongjie. Image Processing Method to Detect Seam Track of Thin Sheets[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics，2002（16）

[3]曹国斌，刘雪蛟，王花，等.图像和机器视觉技术概述[J].测试与测量，2008（8）

[4]马忠丽，王军，王显峰.自动化专业开放性基础实验室建设的探索[J].实验室研究与探索，2015（9）

【作者简介】莫 毅（1981— ），男，广西南宁人，硕士，广西工业职业技术学院讲师/工程师，研究方向：智能化机器人工作系统。

（责编 卢 雯）