中职学校如何开展工业机器人专业的教育教学<br/>——以深圳市开放职业技术学校为例

中职学校如何开展工业机器人专业的教育教学
——以深圳市开放职业技术学校为例

2023-02-17王美思邱庆荣

教育教学论坛 2023年4期

王美思，邱庆荣

（深圳开放大学深圳市开放职业技术学校，广东深圳 518000）

我国在《中华人民共和国教育法》（2021修订版）中明确阐述了职业教育在国民经济和社会发展中的地位与作用，职业教育与普通教育具备同等的重要性和必要性［1］。近年来，中职学校快速扩招，迅猛发展，传统的职业教育已经远不能满足社会的需要，工业机器人专业应运而生。深圳市开放职业技术学校（以下简称“开放职校”）作为一所拥有36年历史的老牌公立学校，设立专业十余个，容纳师生四千余人。成立以来，一直保持初心，积极探索新的教学理念，开创新型教学结构，率先提出了以工业机器人专业为发展对象的“中德双元制创新实验班”（以下简称“双元制”），该教学模式响应国家号召，在粤港澳先行示范区起到了表率作用，为智能制造领域输送了大量人才。

一、中职学校工业机器人专业发展现状

（一）国内发展现状

随着我国在工业革命中的迅速崛起，中国成为全球最大的机器人市场，根据2019年中国电子学会的报道，工业机器人在机器人市场中占比高达66%，并持续增长。教育部印发的《制造业人才发展规划指南》的通知，通过对近几年各行业领域的人才数量进行分析，预测到2025年我国在“高档数控机床和机器人领域”的人才需求缺口将高达450万，这是一个机会，也是一个挑战［2］。2015年，上海信息技术学校放弃其原有的王牌专业电子信息与技术，转型为工业机器人专业，成为全国首个开展该专业的中职院校。2019年，教育部积极响应行业的发展需求，在《中等职业学校专业目录（2010）》修订时，新增了工业机器人技术应用专业［3］。同年，人力资源和社会保障部也推出了工业机器人系统操作员、工业机器人应用技术等新职业，实现了专业与职业的对接。

（二）深圳市的主要代表学校

目前，深圳市只有3所公办院校和1所民办院校开设了工业机器人专业。

1.深圳市第一职业技术学校：深圳市内综合实力最为雄厚的一所中职学校，率先开展了工业机器人专业，也是目前市内本专业开展得最为成熟的一所中职学校。

2.深圳市第三职业技术学校：在机电工程系设有工业机器人技术应用专业，联合智能设备运行与维护专业，面向工业机器人的厂商和应用企业，培养技能型人才。

3.深圳市奋达职业技术学校：4所院校中唯一的民办院校，采用“3年中专+3年大专”的连续培养机制，延长了本专业学习的时间，以期培养出更加成熟的应用型人才。

4.深圳市开放职业技术学校：作为深圳市中职学校的佼佼者，在探索创新领域从不示弱，2019年开设了工业机器人专业，并率先提出了以本专业学生为发展对象的中德“双元制”创新实验班，产学赛“三位一体”，注重学习能力和创新能力的培养，定向输送人才。

（三）现存问题

现阶段，工业机器人专业在中职学校的发展还存在以下问题：（1）教学观念比较保守，师资力量单薄，“双师型”教师的数量还不尽如人意；（2）教学过程中忽视实践课程的重要性，缺乏对学生动手实践能力和创新思维的培养；（3）教学导向性不足，缺乏明确的培养目标定位；（4）教学脱离实际，就业形势严峻。

二、中职学校工业机器人专业教育教学的实施策略

（一）构建可持续发展的“双师型”师资队伍

为突破当下职业教育发展瓶颈，构建可持续发展的“双师型”师资队伍，开放职校主要从以下三个方面入手。

1.完善教师队伍。响应职业教育“双师型”教师队伍建设的改革建议，大力引进“双师型”教师，组建了一支素质优良的师资队伍，研究生学历及以上的教师所占比例保持在60%以上。积极促进校企之间的人才流动，聘用企业工程师为实训指导教师，定期组织教师到企业提升实践技能。遵守人才引进策略，吸纳各类工程师，实现人力资源交互共享，为教育教学体系增添了新的活力。

2.构建培训制度。构建了一套完善的教师培训制度（见图1），开展线上线下的理论培训，规定教师每年参加的理论培训课程不得少于72个学时。同时，与知名企业合作，分学期分批次地安排教师到企业顶岗工作，每个专业教师每2年至少累计实践176个小时，保证教学不落伍、不脱离实际。完善的监督机制与考核式的管理政策推进了培训工作高效有序进行，促进了教师团队的进步。

图1 构建可持续发展的“双师型”师资队伍

3.倡导终身学习。教务部门每学期至少组织一次大型公开课，促进新老教师的交流学习和自我反思；平日里倡导“推门听课”，激活课堂的“原生态”；定期邀请工业机器人领域专家开展主题讲座，以及运用互联网课堂获取世界各地的优质资源等。通过“传、帮、带”的形式，营造教师的学习氛围，激发其内驱力。

（二）搭建塑造工业机器人技能型人才的教学体系

完善合理的专业课程体系是保证后续教育工作稳定开展的前提，开放职校针对本专业的特点，面向全体中职学生，建立了一套课程体系。

一年级主修公共基础课和几门简单的专业课，引导学生入门，激发其学习兴趣和探索精神；二年级主修专业实训课，提高其实践能力；三年级参加企业实习，体会专业课程的融合应用和相关岗位的具体工作内容，为走向社会做铺垫，如图2所示。该体系不仅帮助了学生从初中的文化课平滑地过渡到中职的专业课，而且能使其循序渐进地掌握各门课程，在理论与实践的交叉学习中熟练应用。

图2 教学体系

（三）探索导师制教学理念

开放职校的教师推陈出新，积极探寻与时俱进的导师制教学理念，形成了新的教学观：针对不同层次的学生，采用不同的指导形式；着眼于学习能力、创业能力的培养，不再局限于某一个知识点或某种技能。

1.以发展的眼光引导学生“独立行走”。在这个技术发展日新月异的时代，必须时刻保持危机意识，提升个人竞争力。（1）提高学生的自我学习能力。不仅在这个知识经济时代具备极强的竞争力，还可以为终身学习做铺垫，成为后续学习和工作中可持续发展的保障。（2）增强学生的应变性。培养学生发现、整合、归纳、预测信息的能力，增强其应变性，随时适应社会的动态变革。（3）重视个人品质的培养。包括人际沟通、团结协作、组织领导、解决问题等能力。

2.培养学生的批判性思维，“孵化”学生的新点子。教师应当注重培养学生的批判性思维和创新思维。国家一直在鼓励大众创业，万众创新［4］。中职学生作为具备良好应用实践能力的年轻人，如果给以适当的引导，将成为创新创业的主力军。开放职校在校园内设立了“创业角”，聘请了专业的顾问老师，邀请往届创业的学生回校交流，营造出一种良好的氛围。有想法的学生在顾问老师的指导下完善思路，撰写创业方案，提交给评审团评估；评审团综合各项因素给出评估分数和建议，专业教师带领学生尝试可行性较强的创业方案。此外，学校正在打造“创业基地”和“孵化中心”，期望学生能够在巨大的就业压力下开辟新的突破口。

（四）实践是一座理论知识通往技能的“桥”

教育部明确规定，实践课程学时应至少占专业总学时的50%，积极推行认知实习、跟岗实习、顶岗实习等多种实习方式。面对新型课程结构，开放职校从以下几个方面灵活性、个性化地开展实践教学［5］。

1.校内实践课程。（1）加大投资力度，完善实训设备。一年级的实践课程主要设置在校内，以实训室为主。采用小组合作、自主探究、项目导向等教学方式，有意识地提高学生的动手能力、解决问题能力。相对简单、安全系数较高的操作内容，会先让学生自主探索，依据教材独立完成学习任务，再由教师纠正不规范操作，强调注意事项；而对于难度或者危险系数较高的任务，必须先由教师讲解原理，演示操作过程，强调安全事项后，学生才能练习。（2）引入虚拟软件。重视虚拟仿真在现实应用的不可或缺性。借助现代媒体设备，重视教学方法的多元化和变通性，鼓励学生自主操作，激发其学习兴趣和探索精神。（3）组织技能比赛。结合教学内容，组织校内技能比赛，参加省级、国家级的职业学校技能大赛。鉴于学生的个体差异性，教师应当有的放矢进行差异化教学，根据学生特点分层次教学。比如根据不同的难度等级分为自动驾驶小车、双足跳舞机器人、四足机器狗等，让全体学生都参与其中，有效激发学生的创造力和上进心。

2.校外的实践课程。校外的实践课程主要设置在“双元制”工厂和企业，如表1所示。

表1 实践课程设

二年级上学期，安排学生到工厂参加两周的金工实习，初步了解钳工的基本操作，将工厂的主要工序转化为一个综合性的学习任务，比如制作一把小铁锤。二年级下学期，组织学生到企业学习一个月的工业机器人实操，以任务为导向，通过成果和过程的双重考核给学生打分，并登记在期末成绩单。三年级时，组织学生到“双元制”企业实习，通过认知实习、跟岗实习、顶岗实习三个阶段的阶梯式培养，学生逐步具备综合上岗的技能。实习阶段，学生必须参与实际劳动，最终开具累计工作时长不少于六个月的实习证明，连同企业评价表作为三年级实习成绩的依据。实习期间，学生定期返校汇报进展，在教师的组织下交流经验和教训。

（五）明确考核机制，多元化教学评价

遵循本专业“重理论，更重实践”的学科特点，采用考试和考查两种考核形式，形成性评价与总结性评价相结合，注重操作技能与实践能力的检验。教学评价时遵循多元并举、校企一体化的评价原则，制订详细的评价标准，包括形成性评价、总结性评价、企业评价等，如表2所示。

表2 考核机制和评价体系

（六）“双元制”联合培养，订单式教育教学

工业机器人技术支持、安装调试、运行维护等岗位的需求量大，符合中职学生的认知水平和操作能力，是该专业学生求职时的主要目标。为了提高学生的就业率，也避免企业再次对员工进行岗前培训，“产教联合培养”模式悄然兴起［6］。不管是德国“双元制”，还是美国“合作制”，我们可以在借鉴国外成功案例的基础上，根据国情适当调整，开创独具中国特色的新模式［7］。

开放职校在考察了深圳市十余家企事业单位后，经过相关部门的逐项考察、慎重挑选，于2019年9月与龙岗区职训中心、深圳爱华国际教育科技集团签订了合作协议，联合德国手工业协会共同创建了以工业机器人专业为发展对象的“中德双元制创新实验班”。开班以来，以极具吸引力的中德联合培养模式，每年都吸引了数以百计的学生争相报考，目前已累计招生200余人。在德国特酷电子、库卡、博世、舍弗勒、西门子等制造领域龙头企业的加持下，秉持着“以技能为核心，以就业为导向”的宗旨，勇于摸索具有中国特色的“双元制”教学模式，走在了职业院校的发展前列。

开放职校在“双元制”教学中，开创了工业机器人专业新的人才培养模式——校企合作、接轨国际、产学赛“三位一体”。以校内的专业教学为基础，以德国的企业实训为载体，双教学主体、双培养模式和双评价体系，定向培养学生，对接国际化轨道；产学赛“三位一体”，相互融合，相互促进，全方位、多途径为智能制造领域输送了高技能人才，有效缓解了中职学生就业难和机器人专业技能人才短缺的矛盾。“双元制”教学模式是以资源共建共享为突破口，培养国际化学生，定向输送人才。不仅增强了职业教育的吸引力，打造了国际合作品牌，更是为学生和企业搭建了一个良好的就业用人平台，服务于社会。

三、展望中职学校工业机器人专业的未来

据统计，我国目前拥有1.3万所中职院校和教育机构，在校生多达两千万。充分发挥中职学校的作用，为制造业一线工作培养大批高素质劳动者和高技能人才，是解决技能人才缺口的主要途径之一。遵循《广东省职业教育“扩容、提质、强服务”三年行动计划（2019—2021年）》等文件的指导方向，中职学校工业机器人专业在未来发展将会呈现以下几个主要趋势。