本土化德国“双元制”职教模式，探究工业机器人专业课程项目开发路径

王佩 吕宇 李凤 刘小棠 李江玲 谢彩云

【摘    要】德国的“双元制”职业教育模式是德国教育的一大特色，成功为德国培养了一批又一批符合企业需求的技术技能型人才，是全球职业教育成功的典型案例。本文通过分析和引入德国“双元制”职教模式，对工业机器人应用与维护专业进行课程改革，以学习领域开发形成的《工业机器人机械系统装配与调试》课程为例，采用多種行动导向教学方法，形成本课程的开发路径和内容。

【关键词】双元  工业机器人应用与维护  行动导向教学方法

中图分类号：G4      文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2021.16.095

根据国务院印发的《国家职业教育改革实施方案》要求：“借鉴‘双元制’等模式，总结现代学徒制和企业新型学徒制试点经验，校企共同研究制定人才培养方案，及时将新技术、新工艺、新规范纳入教学标准和教学内容，强化学生实习实训。”这促使德国“双元制”职教模式逐渐成为我国职业教育领域的风向标，但因为我国国情、社会环境和法律支持与德国有所不同，所以完全将德国“双元制”教学模式照搬过来无法取得良好的效果。最好的办法是结合我国国情，本土化德国“双元制”教学模式，形成具有中国特色的人才培养模式，促进职业教育改革跨越式发展。

2019年11月，成都市技师学院依托四川省中等职业技术学校示范（特色）专业——工业机器人应用与维护专业建设项目，派出骨干教师前往德国客尼集团、德国KUKA学院、大众汽车进行了学术交流和参观学习，进一步深入了解了德国职教模式，推动了我校专业教学改革工作迈向新台阶。

一、德国“双元制”职业教育简介

德国“双元制”教育是德国职业教育的主要模式。双元教育，一元在学校，学生日常会有三分之一的时间在学校，以学生的身份完成公共课程和专业理论知识的学习;一元在企业，学生需要三分之二的时间在企业，以学徒的身份完成专业技能培训。这充分发挥了学校和企业双方各自的优势，不仅让学生学到了够用的理论知识，还使学生的专业技能达到了企业要求的水平，学生毕业以后不需要进行岗前培训即可直接到企业上班。由于德国的职业教育所使用的联邦培训条例和联邦州教学大纲是由工会、企业以及学术界共同制定，并且一个州的教学大纲是唯一且一定的，所以不会存在同一个专业在不同学校就有不同教学大纲、教学计划、教学内容的情况出现[1]，同时也避免了学生就业“不对口”的情况。

二、“双元制”教育本土化的路径

德国“双元制”教育之所以能够取得成功，是因为在德国有《职业教育法》为职业教育提供制度保障，有各州政府颁布的相关专业培养方案和教学内容等作为统一的标准，有行业协会、企业积极参与到人才培养方案制定和人才培养过程，有严格的课程体系开发流程和原则，所以才能培养出一批批满足企业需求的高质量技术技能型人才。而中国的国情决定了我们无法完全照搬德国“双元制”教育，但我们可以借鉴德国“双元制”教育的模式，形成具有中国特色的职业教育模式。本文以工业机器人应用与维护专业为例，植入德国“双元制”元素，本土化德国“双元制”职教标准，开发符合我院发展的专业课程体系，具体做法如下：

（一）结合地方特色，开展专业调研，分析岗位群层关系

在进行专业建设之前，我们调研了省内外十几家工业机器人应用企业和15所开设工业机器人相关专业的中高职院校，经过数据收集、分析研讨定位学生毕业从事岗位，梳理出了工业机器人应用与维护专业“3+3”学制的岗位及能力要求，其中前三年对应中技工，整个六年对应的是预备技师层次。

（二）根据校内现有教学资源和专业建设特色，构建“一主线，二阶段，三对接，四场景”的人才培养模式

“一主线”是指以岗位能力培养为主线。前三年对应工业机器人设备装配与操作岗位，后三年对应工业机器人系统安装与调试、工业机器人系统运行与维护、工业机器人系统集成应用等岗位。“二阶段”是指整个人才培养过程分为前3年的中技工阶段和整个6年的3+3预备技师阶段。后3年是专业技能的扩充和提升，使学生具备预备技师资格认定。“三对接”是指课程标准与岗位标准相对接，课程标准与职业资格（技能等级）证标准相对接、课程标准与世界技能大赛标准相对接。“四场景”是指在人才培养过程中，综合采用虚拟软件教学场景、仿真实训教学场景与生产线实训教学场景、真实企业生产场景，虚实结合，四种场景切换，实现对学生专业技能的培养。

（三）引入德国人才培养方案标准，重构课程体系

由于德国没有专门的工业机器人专业方向，我们参照德国机电一体化专业的教学标准，学习教学计划的内容，认真领会和分析了德国机电一体化专业在人才培养全过程的侧重点，总结出德国十分重视机械系统和电气系统结构装配以及维护的专业技能操作培养，同时还注重素质教育培养，他们设置的课程体系是以工作过程为导向的课程体系，根据职业岗位核心能力、职业素养以及技术发展的趋势进行课程开发，让课程的设置更贴近实际的生产过程。我们根据前期对周边企业的调研结论，结合德国专业课程体系构建的设计思路，打破传统学科体系，确定符合地方产业布局的工业机器人操作与运维专业本土化的课程体系。课程体系包括14门学习领域类的课程，与传统的课程不同，他们都是基于实际工作过程的教学项目，一门课程可能是传统课程中好几门课程的综合体现，但这些课程综合起来都充分涵盖了人才培养所需的知识、技能以及素养等培养规格。

该课程体系对接工业机器人设备装配与操作、工业机器人系统安装与调试、工业机器人系统运行与维护、工业机器人系统集成应用等4个岗位类型，构建了13个学习领域课程，其中专业基础课程包含课程1——工业机器人认知、课程2——转向臂机械系统装配与调试、课程3——转向臂电气系统安装与调试、课程6——可编程控制器技术应用、课程7——工业网络技术应用等5门课程，专业方向课程包括课程4——转向臂液压与气动系统安装与装调、课程8——自动化生产线控制系统装调、课程9——工业机器人基础工作站机械系统仿真与装调、课程10——工业机器人基础工作站电气系统仿真与调试等4门课程，专业核心课程包含课程5——工业机器人结构与控制系统、课程11——工业机器人基础工作站系统安装与调试、课程13——工业机器人工作站集成应用等4门课程。

（四）引入德国教学项目，开发符合机器人教学的本土化教学项目

我们以德国机电一体化专业成熟的转向臂项目为载体，开发符合工业机器人应用与維护专业的《机器人转向臂机械系统装配与调试》课程教学内容。本课程融合了机械制图、CAD、机械基础、机械加工、机械装配、机械零件建模仿真的课程内容。通过转向臂的加工、装配、建模仿真的整个工作过程实现课程教学过程，达到理论知识够用为度。经过分析和研究，形成了机械零件识图与绘制、机械零件手工加工、机械零件的切削加工、机械零件装配、工业机器人典型零件建模、工业机器人机械传动分析等6个学习模块的教学内容。

（五）本土化德国行动导向教学方法，创新理虚实“六步法”教学模式

德国行动导向教学模式的六步法分别是信息咨询（Information）、计划（Plan）、决策（Decision）、实施（Implement）、控制检测（Control）、评估（Evaluate）。我们结合学校现有的虚拟仿真教学资源，将德国行动导向教学法本土化，与理虚实一体化教学方法有机结合，创新“六歩法”理虚实一体化教学模式。

详细操作为：第一步是信息咨询。学生独立或者以小组为单位，围绕项目所提出的理论和实操问题收集答案，通过收集答案达到初步掌握专业知识，并达到复习和预习的作用，锻炼学生收集信息和整理信息的能力。第二步是计划。学生根据自己掌握的知识，对任务的实施制定完整的工作计划，计划包含工作内容、工作时长、所需设备、材料等。第三步是决策。教师参与到学生的讨论中，通过学生制定的不同计划来判断学生对完成任务所需知识技能的掌握程度，并在这个过程中，根据知识的掌握程度向学生讲授完成任务所需的、学生欠缺的理论知识和技能知识，协助学生优化计划，让计划具备可实施性。第四步是实施。这一步是学生根据已修正好的计划独立完成任务。第五步是控制检测。教师引导学生操作虚拟仿真软件，通过仿真软件的仿真功能，检测任务是否符合要求。第六步是评估。这一步是最重要的，通过严格的课堂评价标准，让教师、学生自己、学生之间进行自评和互评，得出结论，才能了解到本次工作是否达到要求，是否存在过失，错误在哪里。

整个学习过程不仅要有效地融入德国行动导向教学方法的六步法精髓，以学生为中心，教师为引导;同时还要将理论知识、虚拟仿真、实际操作有机地融入到教学过程中，让教学过程清晰明了，更具有可操作性和可实施性。

三、结束语

如何将德国的先进理念植入国内专业是一个需要认真思考和研究的问题。本土化德国“双元制”职教模式，形成符合中国国情的课程教学体系，是我们研究和改革的方向。【项目简介：本文是2019年成都工贸职业技术学院科研课题“工业机器人应用与维护专业理虚实一体化教学模式探索与实践”（项目编号：2020130307）的研究成果。】

参考文献

[1]张程，张卓.借鉴德国“双元制”教育模式的应用型本科高校机器人教育初探[J].电焊机，2019（9）：27-29.