中职院校职业技能大赛的启示

丁峥 费军军

摘 要：本文立足中职院校职业技能大赛，主要阐述了职业技能大赛为中职院校带来的启示。针对近年来赛题变化的特点，就若干重点赛项提出了笔者的观点，并对各赛项所出现问题的解决方案及参赛技巧辅导、教学方法进行了说明。

关键词：中职院校 技能大赛 赛题启示

职业技能大赛作为衡量职业教育教学改革成果、职业学校教育质量及办学水平的重要标准，越来越受到各中职院校的重视。职业技能大赛不但可以推动职业院校教学改革的深化、加强校企合作，还能促进办学特色的培养，同时还能给职业教育带来诸多启示。

从最近几次职业技能大赛的规模以及比赛项目看来，比赛内容逐渐丰富、竞赛时限逐渐缩短。以2018年浙江省中等职业学校职业能力大赛电工电子类赛项为例，在机器人技术应用项目中，不但将比赛时限由往届的4小时缩短为3.5小时，同时还提高了异形芯片分拣、触摸屏以及机械安装调试的难度，将以往默认式装配模式变为选择式，提高了比赛的灵活性，无形中也增加了参赛选手及辅导教师的压力。如何在更短的时间内完成更多的比赛内容，成了参赛选手以及辅导老师面临的首要问题。

纵观历年赛题，其得分点主要放在异型芯片分拣的细节方面，只要在短时间内按要求完成分拣即可在比赛中取得明显优势。而在历年赛题的分拣要求中根据芯片颜色排序、产品芯片码放及按要求调整产品芯片颜色，以及吸盘探空等步骤又成为异形芯片分拣项目的主要赛点。这些赛点不但考查内容分散，且各知识点内部又互有联系，下面着重对这些赛点及其解决方案进行介绍。

一、赛点解析

1.芯片排序

所谓芯片排序，即在不了解各色芯片数量的前提下，要求将同类异色芯片归类摆放至规定位置。这里以集成芯片为例（集成芯片分为灰红两色），由于不知道各色芯片的个数，故无法确定调换过程中使用的过渡空位，这就为完成比赛設置了障碍。

要想快速解决芯片排序问题，首先需对所有芯片进行视觉检测，甄别当前芯片颜色分布情况，以便根据各色芯片的数量选取不同的调换过渡点，分情况进行编程，最终实现按色排序。在确定了当前芯片颜色分布情况及调换过渡点后，可选取嵌套循环的方式编写排序程序，最大限度地利用有限时间，缩小代码量，为后续的调试预留更多时间。

2.产品芯片码放

产品芯片码放主要是将原料区的芯片码放至产品上即可，有的赛题要求码放之前需经视觉检测。该赛项的难点主要在于，芯片种类和数量繁多，且各产品对于芯片的种类需求又不尽相同，如果使用简单的取放指令编写程序，不仅工作量繁重、耗费赛时，而且严重影响机器人执行效率，容易造成碰撞等事故。

针对该赛项的难点，需要将产品及其所需芯片位置编成二维数组，同时将原料区不同芯片也以二维数组的形式进行梳理编辑。

其中产品数组以行数表征产品编号，原料数组以行数表征芯片种类。利用该数组，再搭配使用嵌套循环的编码方式将两个数组中的元素分别作为芯片的抓取点和摆放点，即可完成产品芯片的码放工作。该方法不仅能够大大减少代码量，而且程序执行的效率也可得到较大提升。

3.按要求调整产品芯片颜色

在以往的赛题中，芯片在初始状态下随机拜访，现在需要根据赛题要求的产品芯片颜色排列表，将产品上的芯片进行调整，使产品上芯片的颜色与产品芯片颜色排列表一致。该赛项的难点在于，产品芯片颜色随机，即便在经过视觉检测环节了解所有芯片颜色后，如果仅使用简单的挪移指令完成芯片颜色的调换，不仅工作量繁重，虚耗有限赛时，而且由于对点数较多，编程过程中容易出现失误。

为解决该赛项的难点，需要将产品上各芯片的位置与颜色编成产品现状二维数组，同时将赛题要求的产品芯片颜色排列表也按照各芯片的位置和颜色整理成赛题要求二维数组。

该数组以行数表示产品标号，以列数表示芯片种类。利用该数组同时搭配循环指令，将产品现状数组与赛题要求数组对应位置的数据进行比对，对相同位置的不同芯片进行调整，最终达到按要求调整产品芯片的目的。该方法充分利用二维数组的特点，巧妙地将芯片位置与产品标号联系起来，提高编程效率的同时，对于程序的执行效率也有较大改善。

4.吸盘探空

所谓吸盘探空指的是在只知道原料区各类芯片数量，却不了解每个芯片所在位置的前提下，仅使用芯片吸盘工具，而不借助视觉识别设备，判断出当前各类芯片区的空位，为后续的操作提供依据。该赛项的难点在于如何让机器人不经视觉识别，找出原料区空位。

该赛项意在考量参赛选手对设备仪表和系统组成的了解程度以及对赛题的理解程度，仅依靠芯片吸盘工具肯定无法完成该赛项任务。所以这里就需要参赛选手从别的工具着手，配合芯片吸盘完成探空任务。

在比赛设备中（如图1所示），其主体运动部件为ABB公司生产的工业机器人，其主要依靠电路和气路实现运动及抓取操作，在其气路中设有两个电子式气压表（如图2所示），分别用于显示芯片吸盘和盖板吸盘吸取物体时的气压。而为了完成吸盘探空的任务，这里需要用到显示芯片吸盘气压的气压表。该压力表具有将当前气压值与气压设定值相比较的功能。如果当前气压值低于设定值时，气压表可与机器人实现通讯，令其对应标志位置位。反之，当气压值大于或等于设定值以上时，其对应的标志位自动复位。

选手可以利用该压力比较标志位的置复位情况，来实现对芯片原料区空位的探测。当芯片吸盘吸取到芯片时，此时压力表的显示值应远低于大气压。反之，若芯片吸盘未吸到芯片，此刻压力表示数应与大气压力值较为接近。选手可以利用吸盘吸到芯片与未吸到芯片两种情况下压力表示数的中间值作为设定值，最终通过判断压力比较标志位的置复位情况，精确地判断当前吸盘是否吸到芯片，具体的操作步骤如下。

首先，利用示教器使吸盘空吸，并记录当前气压表的示数。再令芯片吸盘吸取芯片，记录下此时气压表示数。取二者的中间值作为气压表的设定值，以此来判别压力比较标志位是否置位。设定完毕后编写机器人程序，让机器人利用芯片吸盘对整个原料区进行了解，并对压力比较标志位的置复位情况进行记录。最后只需在该置复位记录中查找置位的点位即可确认芯片原料区的空位。

这里为了便于将置復位记录与原料区芯片位置联系起来，还要用到上文中反复提到的二维数组。利用置复位数组中元素的位置编号直接就能定位到该芯片在原料区中的位置，方便快捷同时还能提高编程效率降低失误率。

二、二维数组

1.使用优势

在上文介绍的各赛项解决方案中，普遍用到了二维数组以及嵌套循环。主要是由于为了完成各赛项要求，需要考虑的变量较多，且每个变量之间又具有一定相关性，如原料区和回收区各类芯片的位置、颜色以及各产品上各类芯片的位置、颜色。这些变量在编程过程中如果独立调用，不但会造成代码量的激增，而且浪费了变量与变量间的联系这一有效信息，从而导致编程时间的浪费以及执行效率的下降，最终影响比赛结果。

2.教学方法

虽然二维数组在机器人编程过程中有诸多优势，但是该知识点较为抽象，学生在理解与使用方面存在一定难度。这就为辅导老师的教学辅导工作提出了较高的要求。

首先各辅导老师在辅导过程中需加强引导。从一维数组着手，引入数组的概念及思维方式，重点讲解数组的特性及使用方法。在充分理解了一维数组的使用特点之后，可以开始着手对数组的特性进行适当引申，进而自然地引出二维数组的概念。引申过程中可先抛出“数组的数组”的概念，再从一维数组与“数组的数组”的异同方面着手，逐步推进，最终使学生理解二维数组的概念，并学会利用数组的思维模式去理解赛题的诸多考点。

三、小结

随着社会和经济发展，学校越来越认识到职业技能大赛对提高办学质量、培养合格人才、巩固和发展职业教育的重要性。技能大赛作为我国职业教育的一项制度创新，起到了引领职业院校教学方向的作用，技能大赛已成为评价职业院校办学水平的重要标准。因此在对学生的辅导与教学过程中需要以赛题为出发点，立足技能，培养学生积极思考和刻苦钻研的学习习惯，最终再回到赛题本身，解决一个个赛项难点。在这样循环往复的学习过程中，达到提高技能，升华职业素养的目的。

参考文献：

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（作者单位：浙江省机电技师学院）