基于CDIO 的高职农民工扩招大学生工业机器人应用技能“1+X”考证探索

刘毅龙

（江西工业职业技术学院，330006，江西南昌）

1 CDIO 工程教育理念概述

2000年，由美国麻省理工学院牵头，联合四所顶尖工科院校组成研究所，历时4 年研究和探索，创立CDIO 工程教育理念。具体来说，CDIO 是构思、设计、实现和运作四个流程的合成，以工业产品从设计到产出为全周期载体，引导学生在真实工业产品制造场景下，通过主动的、实践的、课程之间联系的方式进行学习，培养工科类专业学生的工程基础知识解读能力、自主协作能力、工程系统能力，是一套完整且适用于工科专业课程教学的标准系统。在具体的教学实践中，它强调以CDIO 为基本环境，创设学习目标、教学计划、实践场所、工程导论，进而引导学生进行综合性学习，并在工程场景和工业标准下对教学效果进行评估。应当说，CDIO 理念为工科专业开展教学改革和实践提供了可供参考的明晰标准，与“1+X”考证教改相互融合开展教改探索，具有很强的可行性和现实意义。

2 考证教改方案框架设计

图1 所示为基于CDIO 理念的高职工业机器人专业“1+X”技能考证教改方案实施框架。以CDIO 理念中的构思、设计、实现、运作为依据，结合工业机器人专业“1+X”技能考证的实际情况，从四个方面设计具体的教学标准、方案、体系，在教学中体现出工业机器人专业与我国制造业、工业、农业等行业的工程应用实情，开展“1+X”工程教育教学活动。

图1 教改方案实施框架图

3 ABB 型工业机器人“1+X”应用编程考证CDIO教改实施

3.1 构思

ABB 型工业机器人是国内很多高职院校工业机器人专业实训授课的主流设备，也是本院“1+X”技能等级考试的选用设备之一。基于CDIO 工程教育理念设计和组织考证教改过程，先要确定“构思环节”的教学要素。具体来说，包括创设考证场景、选用硬件设备、进行方案设计、实施模拟考证、现场总结反馈五个部分。以创设考证场景为例，首先，要确保每个考证工位面积不少于6 m2；其次，每个工位应提前打扫好卫生，保证干净整洁、空气清新，有防火安全用具，贴好工位号；最后，检查各考核平台的供电、气泵气压是否调整好，并为学生讲授CDIO 考证教学实施的基本流程，帮助学生建立起考证学习的基本认知。

3.2 设计

各小组学生认知到CDIO 考证教学的基本流程和理论知识后，在教师的指导下，尝试通过小组探讨的方式，自主设计“应用ABB 工业机器人进行物料传送分拣”考核项目的学习方案。大家各抒己见，结合自己的专业进行学习方案主题设计。有的小组学生结合自己在农业生产中的工作经验，提议“将该项目的考证学习过程与农业生产中的农产品运输分拣、果蔬运输分拣、小麦种子运输分拣作业结合起来，创设农业生产机器人作业考证真实场景，以提升学习的应用性和实用性”。教师积极地收集所有小组的设计方案，提供完善优化的建议，再进行统一汇总，通过教学团队和学生代表的最后评估，认为“农业生产作业ABB 工业机器人考核项目”的设计思路为最优，因此，对该思路进行了文字材料整合，编写出具体的考证教学设计方案计划书。在上述教学过程中，学生参与到教学方案的设计和讨论中，积极性得到了充分的激发，从中获得成就感，产生了良好的教学效果。

3.3 实现

在考核平台上进行“实施环节”教学过程。整个考核的内容包括：提供农产品物料—输送农产品物料—机器人抓取装配农产品物料—视觉模块识别农产品物料合格率—RFID 检测模块对农产品物料进行计数。将农产品物料运输分拣与工业机器人“1+X”考证教学结合起来，充分凸显了CDIO 工程教育理念，让高职生能够在更为接近真实应用型项目的场景下进行考证实操训练，有利于学生提升专业综合素养。具体教学过程中，教师引导各小组学生进行细致实操，严格按照工业机器人专业ABB 机器人项目“1+X”考证的要求进行现场评分，记录各小组学生的实操数据，获取一手的教学数据资源。其间，教师时不时深入各小组工作区，对学生的安全作业、细致作业、考证标准完成情况等进行指导，确保整个考证实操学习过程严格按照标准执行。

3.4 运作

当各小组都完成项目实操后，教师针对各小组的考证学习表现进行现场点评，并引导各小组学生进行互评，通过相互借鉴，互相学习，各小组学生取长补短，增进了对工业机器人考证实操练习的认知。教师进一步对学生进行ABB 型工业机器人考证实操理论和实训知识方面的补充，帮助学生建立起考证学习的逻辑知识链。学生也可在现场反馈自己的学习心得，提出一些CDIO 教学改革的建议和意见，并通过与教师进行交流沟通，归纳学习心得。完成运作阶段的学习后，整个CDIO 教学流程全部完成，教学过程实现了闭环。

4 结语

将CDIO 理念与“1+X”技能等级考证融合在一起，设计标准化的教学实施流程，对工业机器人专业农民工扩招大学生的考证实操技能进行培养，通过工程教育化的项目实操情境引入、实践、考评等环节，高职工业机器人专业农民工扩招大学生的工程基础知识、自主协作能力、工程系统能力也必将得到全面的提升，这样就能产生积极的教改效益。