基于“异地同构”鲁班工坊的课程建设

郝飞 闫虎民 钟平

摘要：由天津职业技术师范大学和埃塞俄比亚技术大学共同组建的“国际化三师型”师资队伍，以“异地同构”鲁班工坊硬件设备为平台，以EPIP为教学模式，进行了人工智能领域工业控制技术、工业机器人技术、机电一体化技术和传感器技术四门课程的建设，设计了真实的工程项目案例。通过“三阶段五层次”的培训模式，验证了“异地同构”一体化课程满足人才培养目标，成为培育国际化高端技术技能人才的新载体，为中国职业教育国际化发展提供了新思路。

关键词：鲁班工坊 ；异地同构；课程建设

中图分类号：G719    文献标识码：A    文章编号：1672-5727（2023）06-0024-06

作者简介：郝飞（1987—），男，硕士，天津职业技术师范大学工程实训中心讲师，研究方向为自动化控制技术、职业技术教育；闫虎民（1974—），男，硕士，天津职业技术师范大学工程实训中心高级实验师，研究方向为工业电气自动化技术；钟平（1981—），男，硕士，天津职业技术师范大学工程实训中心高级工程师，研究方向为工业4.0技术应用。

基金项目：2020 年天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划重点项目“线上线下混合式工程实践 教育一流课程体系构建与研究”（项目编号：A201006601）；2022年度天津市教育科学规划重点课题“‘鲁班工坊对接合作国师资双语能力提升研究”（项目编号：BJE220012）

中非产业合作与职业教育对接是非洲鲁班工坊建设的关键。2021年由天津职业技术师范大学和埃塞俄比亚技术大学共同建设的鲁班工坊揭牌成立。天津职业技术师范大学以建设世界一流职业技术师范大学为目标，以非洲鲁班工坊建设为契机给出“天津方案”，为中国职业教育参与世界职业教育治理给出“中国方案”。在全球疫情发生后的这几年，为了不影响为非洲培养合格职教师资，国家级实验教学示范中心——天津职业技术师范大学工程实践创新中心的天津市技能大师工作室团队，承接了埃塞俄比亚鲁班工坊建设项目。团队从正式揭牌至今，以工程实践创新项目为引领，建成了基于“异地同构”方式的技术先进、行业领先、兼顾实际生产和训练教学的鲁班工坊教育培训硬件体系，即在天津职业技术师范大学和埃塞俄比亚技术大学分别建设的鲁班工坊具有同样的硬件体系。

团队以硬件体系为基础，以工程实践创新项目为模式，以实践应用为成效，研究并建设了基于“异地同构”鲁班工坊的课程体系，打破了时间和空间的界限，实现了为非洲国家的学员“隔空传送”知识与技能的目标，并且在中国培养的职教师资回到埃塞俄比亚可以无障碍将所学知识与技能快速有效传授给更多学员。这种中国特色创新课程体系通过与非洲国家分享，能够为非洲国家经济社会发展培养高素质创新型技能人才。

一、基于“异地同构”鲁班工坊的课程建设基础

（一）“异地同构”鲁班工坊建设方案

鲁班工坊是我国职业教育对外输出的一张亮丽名片，是建设职业教育命运共同体的具体体现。鲁班工坊的基本建设方案是：第一，由中方专家团队根据工程实践创新项目教学模式和先进的教学设备建设鲁班工坊硬件体系，然后以硬件体系为基础，科学设计、规划与建设鲁班工坊完整的课程体系；第二，让中国技术领先的硬件教学设备和特色职业教育师资队伍“走出去”，帮助非洲的大学完成鲁班工坊建设，包括场地氛围建设、硬件体系建设、课程体系建设及课程教学培训等；第三，让非洲的大学职业教育师资“送进来”，来到与非洲大学同样建设的中方鲁班工坊，在同样的课程体系中进行技术技能培训学习。

天津职业技术师范大学与埃塞俄比亚技术大学建设的鲁班工坊，在相同的硬件设备基础上完成基于“异地同构”方式的课程体系建设，这样在任何时间和空间维度下，极大地方便两地的交流合作，打破了异地培训存在的诸多障碍，为非洲职业教育体系建设夯实基础，满足非洲高技能人才培养要求，促进非洲工业技术、社会经济高质量发展。

（二）“异地同构”鲁班工坊课程建设基础——硬件设备体系

天津职业技术师范大学工程实践创新中心利用优势学科对接埃塞俄比亚技术大学人工智能领域的机械制造、电子与信息通信、电气电子技术三个本科专业，两地规划建设了同样的硬件设备，包括工业控制硬件设备、传感器硬件设备、机电一体化硬件设备以及工业机器人硬件设备。教师团队根据这些硬件设备建设相应的四门课程的具体课程体系，分别为工业控制技术课程体系、传感器技术课程体系、机电一体化技术课程体系以及工业机器人技术课程体系，如图1所示。

工业控制硬件设备是工业控制技术课程体系的基础，依据世界技能大赛工业控制赛项的硬件体系和规范标准进行建设，可以在真实工程环境中进行课程体系中的电气工程图纸设计、硬件工程标准装配、电气工艺配线、高端PLC技术编程、运动控制技术培训学习等；机电一体化硬件设备是机电一体化技术应用课程体系的基础，依据世界技能大赛机电一体化赛项的硬件体系和规范标准进行建设，可以实现在课程体系真实工程项目中机电模块组合、拆装、配线以及编程学习等，实现不同生产对象和生产工艺，打破传统设备的固定模式，让工程实践项目变得具有灵活性和创新性；工业机器人硬件设备是工业机器人技术课程体系的基础，依据世界技能大赛机器人系统集成赛项的硬件体系和规范标准进行建设，可以进行机器人示教编程、外围工艺装配、系统组网组态应用等，实现多种工业生产工艺，丰富了工程实践真实项目的应用范围，给学习者提供创新训练的机会；传感器硬件设备是传感器技术课程体系的基础，传感器课程体系不是一个独立的体系，而是作为工业控制技術、机电一体化技术、工业机器人技术课程体系的补充，是整个体系中不可或缺的一部分。

因此，鲁班工坊的硬件体系是课程体系建设的基础，具有多元化的特点，实现多项目、多标准、多工艺、多生产的技术技能融合，是课程体系工程实践创新项目教学模式的硬条件。

（三）“异地同构”鲁班工坊课程建设基础——工程实践创新项目（EPIP）

工程实践创新项目（EPIP）对应英文为Engineering、Practice、Innovation、Project，其内涵是“工程化、实践性、创新型、项目式”[1]，四元彼此相通，环环相扣，体现的是从“真实完整”的“工程化”思维到“知技协进”的实践性底蕴，再到“激活创新”的创新型要求，最后到“名实合为”的项目式呈现的螺旋循环、开放发展的实践境界[2]。EPIP以企业真实工程项目需求为导引，在教学中以工程标准规范实践操作、产品验证，拓宽学生在真实工业生产项目中的专业视野，掌握先進真实的技术技能，激发学生的创新活力，最终解决工程实际生产问题，得到企业和生活真正需要的合格产品，体现技术技能的真实、创新、完整的特点。EPIP作为鲁班工坊课程的创新教学模式，提高了学生解决实际问题的能力，培育了学生精益求精的创新精神和工匠精神，是基于“异地同构”鲁班工坊课程实施应用的重要教学模式。

（四）“异地同构”鲁班工坊课程建设基础——国际化“三师型”师资队伍

鲁班工坊是中国职业教育开展国际化交流与合作的窗口，因此，建设国际化师资队伍是鲁班工坊课程体系顺利运行的基础保障。为确保埃塞俄比亚鲁班工坊正式揭牌后正常教学，天津职业技术师范大学结合课程体系实际情况，围绕EPIP教学理念、高端专业技术技能、世界技能大赛的真实工程项目、企业真实项目案例、进行双语授课等因素，建立了国际化“三师型”师资队伍。

国际化“三师型”师资队伍首要的是国际化，即具备专业的外语交流水平，可以顺利进行教学、生活、交流等活动；其次是“三师型”，即教师、技师、大师的一体化师资队伍。图2所示的是国际化“三师型”师资队伍组成结构，探索了具有特色的师资引进模式，构建了独特的师资发展保障体系，组成了具有鲜明特色的国际化一流鲁班工坊师资队伍，实现了培养国际化高端技能型人才的目标。

二、基于“异地同构”鲁班工坊课程建设

（一）“异地同构”鲁班工坊课程（体系）构建

“异地同构”创新方式离不开课程体系建设，包括工业控制技术课程体系、机电一体化技术课程体系、工业机器人技术课程体系以及传感器技术课程体系总计四门课程。鲁班工坊课程体系在运行过程中按照如图3所示的“三阶段五层次”培训模式进行工程实践创新项目的培训。“三阶段”具体就是：第一阶段是每门课程进行基础知识和基础技术技能的培训；第二阶段是进行专项培训，针对不同研究方向的学员进行公共技术技能培训，然后根据自身专业方向进行重点培养，参与不同方向的职业技能竞赛等；第三阶段是翻转教学培训，也可以称为特色教育实习，学员可以在教师的指导下完成教学方案的编写、教学过程的设计、教学视频的录制、教学模块的开发、教学课件的制作、教学训练、毕业设计等。这些阶段的培训在天津职业技术师范大学和埃塞俄比亚技术大学鲁班工坊环境下，以线下线上融合进行。“五层次”就是把整个课程体系分为五个层次进行工程实践创新项目的学习，进行层次等级递进式培训，让职业技能等级层次与工程实践创新项目难易程度相对应，具体为工程实践基本技术知识与职业资格初级对应、工程实践基本技能与职业资格中级相对应、工程实践专项培训与职业资格高级相对应、复杂工程实践项目与职业资格技师相对应、工程实践创新综合训练与职业资格高级技师相对应共计五个层次。整个课程体系建设让真实工程项目与企业生产工艺标准相对接，让本地培训教学与远程技术技能传递相连接，让线下一流课程与线上共享课程相融合，让仿真实践教学与硬件资源设备同功能，让世界技能大赛标准规范与课程实践生产工艺相对接。让学员在真实工程项目、典型生产任务中实践—理论—再实践，体现课程体系的知识性、技能性、职业性、工程性和创新性等，努力打造国际一流课程体系，培养合格的国际化高端技术技能应用型人才。

总之，课程体系构建完全以问题为导向，以学生为中心，解决参加培训学员存在的工程意识淡薄、工程实践能力不足、创新意识不足、缺乏工匠精神的痛点问题，不断根据真实工程项目拓展学生的创新思维，创新教师评价、学生互相评价、学生自我评价的方式，全面提升国际学生对专业技术技能的创新运用能力，激发主观能动的自学能力，为埃塞俄比亚培养合格的职教师资，促进非洲高端技术技能人才工程实践能力综合提升，打造一流标杆鲁班工坊。课程体系服务于双方的鲁班工坊，实现“异地同构”，都是基于“三阶段五层次”培训模式，贯穿EPIP内涵进行构建[3]，如图4所示。

（二）“异地同构”鲁班工坊课程任务案例设计

“异地同构”鲁班工坊课程以任务驱动方式进行案例设计，采用进阶式分层次的培训方法，由基础到综合，由模块化实践任务和工程化综合项目组成，实现两地不受时间和空间维度限制的隔空学习。基于“异地同构”的埃塞俄比亚鲁班工坊硬件设备，以工业机器人系统集成为项目案例，融合工程化、实践性、创新型、项目式的EPIP教学模式，呈现出完整而又真实的工程案例情景，培育学员创新思维、创新技术技能的思维与运用。团队设计的基于“异地同构”的工业机器人系统集成工程化任务驱动教学案例，如图5所示[4]。案例设计任务一是从工业机器人技术发展与企业安全文化开始，导入工业机器人自动化系统的典型工程案例；案例任务二是工业机器人工程基础知识与技术技能认知；案例任务三是工业机器人集成技术工程实践训练，促使学员掌握工程训练所具备的理论知识和规范标准，通过工业机器人外围机电模块装配、维护与保养等基础工程实践训练，促使学员能够将理论与实践深度融合，有利于培养学生发现问题、分析问题和解决工程项目问题的能力，促进学生创新能力的提升发展；案例任务四是以模块化实践任务为引导，进行机器人系统集成工程案例的项目规划、组织、设计、实施的实践学习，通过解决四个真实情景任务完成工程化综合项目，达标企业岗位能力和综合工程素养；案例任务五主要是翻转课堂学习，学生自主设计一个综合性的创新项目，进行产品共享和自我评价，培养学生综合工程实践创新能力，解决工程生产实际问题，全面提高学员综合职业能力、创新能力，注重工匠精神、竞技精神的培养，最终实现德才兼备人才的培养要求。

1.工程化意识培养

根据工程实践训练课程的特点，引入企业典型生产环节的真实工程案例，对接世界技能大赛先进国际化标准规范，进行真实项目式统领、典型案例任务驱动的“异地同构”一体化教学。两地可以根据工业机器人硬件设备，集成一个真实工程生产线系统环境，在两地“隔空相望”的云平台教学中淋漓尽致地体现工程文化环境。工程实践案例选择企业真实的机器人搬运箱体的生产线系统，依据安全操作规程、世界技能大赛项目技术标准、工程标准规范，从工业机器人技术真实应用视角出发，结合工程实践项目创新特点，设计科学的典型真实情景任务[5]。根据“异地同构”硬件设备的课程体系，在基础技术技能基础上引入企业文化和工程标准，掌握工业机器人技术基础技术技能，让鲁班工坊学员将所学的工程文化知识与工程实践标准相融合，将教学理论知识转换为解决工程真实问题的综合能力和素养，培养具备工匠精神的综合性工程应用型人才。

2.实践性教学导向

实践性重点是真学真干，是示范操作引导任务驱动操作、工程案例仿真操作衔接工程项目实践操作、硬件模块化设计对应课程模块化学习而构成的理实一体化实践教学活动。以真实项目实践任务为主导，以学生为中心，设计不同的案例任务解决不同的工程问题。

课程模块化分布，通过赛训结合、工程文化、项目任务的教学方式进行项目案例的构建，将工业机器人理论知识与机器人系统集成工程实践训练内容进行真实情景规划，激发学生对实践—认知—再实践的工程案例学习兴趣。工业机器人系统集成案例模块任务重点包括机器人示教编程、机器人工程外围集成、机器人系统网络组态、数字孪生仿真实践等。此外，通过中国与埃塞俄比亚两国举办工业机器人技术应用友谊赛培训和竞赛，对接世界技能大赛机器人系统集成赛项标准，基于真实工程案例任务进行专项实践培训，完成了机器人画校徽、机器人码垛等真实工程案例。利用“异地同构”硬件平台，隔空竞技比武，培养学员团队协作意识、工程意识和竞技意识，全面提升学生工程化综合实践能力。

3.创新型能力培养

工业机器人搬运系统项目是以工业机器人外围集成、视觉控制技术、机械手码垛搬运为实践目标，通过工程项目案例让学生看到工业机器人搬运系统的真实场景，课程学习过程以工程项目规范操作为根本，应用工业机器人领域内新工艺、新技术、新标准，通过线上线下、隔空传送、赛训结合、创新拓展的理念，激发学生的主观能动性和工程实践创新性。“异地同构”的课程案例激发两地学生深度交流学习，对技术技能跨地域融会贯通。课程模块化对应设备模块化创新设计，提倡学生互评、自评，激发学生去探索未来、丰富学生创新空间。

4.项目式教学统领

通过真实的工业机器人工程场景，教学全过程依托生产线机器人搬运系统进行课程任务案例的设计，将每个案例进行任务驱动应用，再根据安全生产要求、工程规范标准进行机电模块装配、线路工艺安装、系统程序编写等具体项目案例任务的线上线下、翻转教学等方式实施，形成工程知识与标准相融合、技术与技能同进步、理论与实践相结合，培养两地学生解决实际工程任务的能力。

（三）“异地同构”鲁班工坊课程案例应用

天津职业技术师范大学和埃塞俄比亚技术大学根据“异地同构”模式进行四门课程的建设，每门课程以“异地同构”硬件设备为平台，组建“国际化三师型”师资队伍，采用“三阶段五层次”培训模式，以项目式教学为统领，以问题为导向，以学生为中心，将工程项目案例进行任务驱动规划，开发了世界技能大赛标准化教学标准EPIP国际化双语教材，采用“实践—理论—实践”、赛训结合、“异地同构”等学习方式培养埃塞俄比亚鲁班工坊职教师资。课程案例不仅在平常的教学中应用效果较好，还在技能竞赛中取得很好的效果，受益面较广。典型应用：天津职业技术师范大学和埃塞俄比亚技术大学共同组织的2022年大学生工业机器人技术应用友谊赛，其中线上线下“异地同构”的竞赛平台、课程案例很好地实现了专家团队交流指导“云播”，双方竞赛网络直播实时互动、深入融合“异地同构”平台中竞技比赛，最终双方共选派40多名竞赛选手参加国际友谊赛，经过激烈角逐，共有12名学生获奖，其中，一等奖2名、二等奖4名、三等奖6名，为世界职业院校技能大赛提供宝贵经验[6]。

三、基于“异地同构”鲁班工坊课程建设成效

针对不同专业方向对岗位能力需求的不同，分别制定了国际化教学标准及人才培养方案，设计了以工程知识、工程规范标准、技术技能、职业能力与素养为目标的课程标准，最终实现工程实践创新能力的培养[7]。课程中根据真实生产和世界技能大赛工程标准案例开展教学活动，将课程理论知识、工程标准规范、安全文明生产与真实生产相结合，引领学生将知识和技能內化于心、外化于行，分阶段分层次指导学生进行工程实践创新训练，为学生毕业服务于行业领域生产夯实基础。此外，鲁班工坊“异地同构”课程在基于EPIP理念下创新了技能竞赛平台，开展了“云播”国际友谊赛，将竞技精神、工匠精神、劳动精神融入课程教学中，打破空间、时间和地域等多维因素限制，实现了课程目标和人才培养目标，为埃方培养一批合格的国际化职教师资和高技能人才。

（一）学员培训方面

课程实施中分为三个阶段：第一阶段，10名留学生掌握了PLC、机器人、传感器理论知识，能够将所学的理论知识应用到工程实践训练，达到了职业资格中级技能水平和专业综合素养，并获得结业证书；第二阶段，团队为5名留学生根据自身专业研究方向量身定制个性化培训方案和培养计划，学习并通过“异地同构”课程培训的考核，荣获结业证书并具备职业资格高级水平，并且这些留学生完全可以独立完成一个完整的工程实践创新项目，回到埃塞俄比亚鲁班工坊将所学的知识和技能按照同样的方法传授给本地学员，可为家乡培养高技能应用型人才；第三阶段，5名留学生根据课程安排可以自主开发模块资源，具备了创新能力和专业综合能力，能够在期刊发表专业论文等。培训中团队融入以赛促教、以赛促学、以赛促建的理念，将竞技精神和工匠精神贯穿到教学培训的整个过程，带领5名学员参加了2021年世界机器人大赛锦标赛，其中荣获一枚金牌、两枚银牌、两枚铜牌。5名学员在世界大赛中的优异表现得益于鲁班工坊全面细致的课程建设，更得益于“异地同构”课程EPIP教学模式的实际应用。

（二）教师团队建设方面

教师团队在教学、技能等方面得到了提高。第一，掌握了国际化职业教育发展的教育技术能力，特别是EPIP教学模式的应用全面提高了教师团队对于项目教学资源的开发能力、工程实践综合能力、专业创新能力以及双语教学能力等。第二，能够更好地将企业标准和世界技能竞赛标准融入鲁班工坊课程标准中，熟练指导学员完成真实工程项目，最终呈现合格产品，展现工匠精神、劳动精神和创新精神，具备了培养国际化职教师资和高技能人才的综合能力。

总之，基于“异地同构”的鲁班工坊课程成为培育国际化高端技术技能人才的新载体，实现了课程目标和人才培养目标，为中国职业教育国际化发展提供了新思路。

参考文献：

[1]吕景泉.工程实践创新项目（EPIP）解析[M].北京：中国铁道出版社，2021：34，48-49.

[2]徐宏伟.工程实践创新项目（EPIP）的技术哲学基础探微[J].职业教育研究，2022（8）：12-16.

[3]吕景泉，汤晓华，史艳霞.工程实践创新项目（EPIP）教学模式的研究与实践[J].中国职业技术教育，2017（5）：10-14.

[4]刘海培，闫虎民，郝立果，等.基于工程实践创新项目（EPIP）的职业技能训练课程建设——以埃塞俄比亚鲁班工坊为例[J].职业教育研究，2022（10）：16-21.

[5][7]张仁峰，申奕，黎志东.新能源汽车技术专业EPIP教学案例研究与实践[J].职业教育研究，2022（11）：86-90.

[6]张磊，吕景泉，翟风杰.鲁班工坊核心要义的致用之道：认知、行动与策略——以埃塞俄比亚鲁班工坊为例[J].职业教育研究，2021（9）：4-11.

（责任編辑：刘东菊）

Curriculum Construction of Luban Workshop Based on "Remote Isomorphism"：Taking the Ethiopian Luban Workshop as an Example

HAO Fei， YAN Hu-min， ZHONG Ping

（Tianjin University of Technology and Education， Tianjin  300222， China）

Abstract： The "international three teacher" teaching team， established by Tianjin University of Technology and Education and Ethiopia University of Technology， has constructed four courses of industrial control technology， industrial robot technology， electromechanical integration technology and sensor technology in the field of artificial intelligence， and designed real engineering project cases based on the "Remote Isomorphism" Luban Workshop hardware equipment as the platform and EPIP as the teaching mode. Through the training mode of "three stages and five levels"， it has been verified that the integrated curriculum of "Remote Isomorphism" meets the talent training goal， becomes a new carrier for cultivating international high-end technical talents， and provides new ideas for the internationalization development of China's vocational education.

Key words： Luban Workshop；remote isomorphism；curriculum construction