摘 要： 随着《国家教育中长期规划纲要（2010-2020年）》的提出，技能大赛的重要性越来越深入人心，技能大赛成为检验专业教学水平、人才培养质量的重要手段。本文以工业机器人技术应用赛项为例，对依托技能大赛如何提升专业教学质量进行了研究，有利于提高该专业教师的教学水平和学生的专业技能。
关键词： 工业机器人；技能大赛；专业技能；教学质量
中图分类号： G712 文献标识码： A 文章编号： 2095-8153（2018）03-0051-05
“普通教育看高考、职业教育看技能大赛”，为大力发展中高职教育，《国家教育中长期规划纲要（2010-2020年）》中指出“要定期举办职业院校技能大赛”，把技能大赛提高到了构建现代职业教育体系的高度[1]。自该纲要发布以来，教育部、省教育厅，高职院校自上而下，越来越重视技能大赛。2014年6月国务院颁布的《关于加快发展现代职业教育的决定》，也充分肯定了职业技能大赛的作用和意义[2]。技能大赛作为职业院校教学水平的衡量器和风向标，在人才培养中扮演着重要的角色，坚持以技能大赛为抓手 ，不仅能推动新时代下职业院校的专业建设与教学改革，也成为展现职业院校教育教学改革成效、提高人才培养质量的重要途径。
一、工业机器人技术应用大赛在高职院校的发展现状
“中国制造2025”是中国政府实施制造强国战略第一个10年的行动纲领[3]，随着该概念的提出，数字化、自动化、智能化成为未来的主要发展趋势，工业机器人作为智能化、自动化的典型产品越来越广的应用于各行各业，该专业的技术人才需求也与日俱增。为贯彻落实好“中国制造2025”这一政策，加快培养和选拔工业机器人领域高素质技能型人才，由工业和信息化部、教育部和人力资源社会保障部共同举办的国家级一类大赛——全国职业院校技能大赛工业机器人技术应用赛项于2015年第一次列入大赛项目，本着注重质量提升、产教融合的大赛理念，全国职业院校技能大赛工业机器人技术应用赛项至今已成功举办了4届，在此趋势下，湖北省于2017年在职业院校技能大赛中新增了高职组“工业机器人技术应用”赛项。从而形成了国家、省、校的三级竞赛体系。该赛项主要根据装备制造业中工业机器人相关岗位的能力要求，针对高等职业院校工业机器人技术及相关专业，引领其职业教育方向、促进和加快工业机器人技术专业建设和人才培养模式的改革、创新教学模式，推动校企合作，培养社会紧缺的工业机器人技术专业人才。
二、工业机器人技术应用大赛的基本内容
该竞赛为团体赛，每支参赛队由 3 名比赛选手组成，比赛时长为4个小时。赛项以工业机器人智能工作站系统作为竞赛平台，多名参赛选手协作完成工业机器人应用工作站系统中的配套设备机械电气系统的装调、工业机器人标定、通讯设置及操作编程、视觉系统编程调试、AGV 机器人及码垛机器人的编程调试等基本工作任务，并通过对系统的人机界面开发及控制程序设计等完成工业机器人智能工作站系统的联机运行和特定制造流程等综合任务。
其设备平台结构如图1所示：
图2为需要识别抓取和装配的工件，分别为机器人关节底座、电机模块、谐波减速器和输出法兰。系统中托盘流水线和工件装配生产线工位分布如图3所示。
该系统的工作流程为：手动在触摸屏上选择工件托盘→码垛机从立体仓库取出对应工件→放置于AGV机器人上部输送线→AGV机器人进行输送至托盘流水线→视觉系统进行工件识别→工业机器人抓取工件→放置至装配位置→将空托盘放入托盘收集处→抓取下一工件以满足装配条件（当托盘流水线输送的工件类型相同时，机器人将其放置到备件库中）→机器人装配→机器人抓取成品→放入成品库。
该赛项考核的专业知识主要有：工业机器人的操作与编程、机器人视觉、PLC编程、传感器、气压传动、机械装夹、触摸屏技术、工业网络控制等。由此可见，该赛项的比赛内容是围绕工业机器人专业人才对应工作岗位所需具备的核心能力进行设置，通过模拟企业真实工作环境完成实际工作任务，强调了对码垛机、AGV小车、工业机器人等自动化设备的综合应用，对该专业学生的专业技能和专业素养进行了全面的考量。
三、学生在工业机器人技术应用大赛中反映的问题
以2017年某省职业院校技能大赛“工业机器人技术应用”赛项为例，对24个参赛队进行了调研，情况如下：
1. 学生专业知识储备不够、操作不熟练
工业机器人技术应用大赛主要考核5个部分的内容，分别为：任务1 机械、电气部分安装、任务2 视觉部分安装编程与调试、任务3 工业机器人应用系统编程与调试、任务4 工业机器人应用系统的模块调试和任务5 系统的综合编程与调试。
截至比赛结束，24個参赛队中，完成到任务5的仅占 12.5%，完成到任务4的占41.7%，完成到任务3的占29.1%，完成到任务2的占8%，仅完成到任务1的占8%。由此可以得出，80%以上的参赛队无法在规定时间内完成所有赛项任务，反映出2个问题，一是学生专业知识掌握不够，二是学生操作熟练度不高。这和与学生在日常学习、培训过程中，教师的教学水平、学生的学习能力、技能训练的程度和实训设备保障等因素有着密切联系。
2. 协作配合不够、心理素质欠佳
该赛项是团队赛，需要3个选手既分工又合作的完成赛项任务。通过对该技能大赛调查发现，有的选手平时练习比较熟练，却在比赛时发挥失常，连基本任务都无法完成，或因紧张、忽视规范操作的要求。而另一方面，赛队成员间沟通不够，互帮互助的集体意识欠缺，有的选手完全按照指导老师在训练时分配的既定任务操作，全然不顾队友的操作进度和相互衔接，导致某些简单的任务丢分或任务脱节。由此反映出学生树立的团队意识还不够强，心理素质薄弱，比赛中缺乏沟通和默契，这与学生本身的性格、是否对学生有效心理引导和平时的协作训练强度等因素有关。
3. 选手职业意识不强
该赛项职业素养满分为10分，主要包括：现场操作安全保护符合安全操作规程、工具摆放、包装物品、导线线头等的处理符合职业岗位的要求、遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员，爱惜赛场的设备和器材，保持工位的整洁等内容。此项得满分的赛队占66.7%。在24个参赛队，有8个参赛队在此项丢分，说明部分学生对职业素养的认知还不够，职业素养的培养还有待提高。
四、以技能大赛为导向，提升高职工业机器人技术专业教学质量
1. 以赛促改，优化人才培养方案
工业机器人技术应用技能大赛的内容是根据工业机器人技术专业学生的就业岗位及其实际的工作任务和内容进行设置的，具有典型性、导向性和针对性。也是政、校、行、企专家及职业院校师生共同参与的一项综合性的活动。高职院校工业机器人技术专业可以此为契机，通过观测技能大赛，更深入、全面的了解新时期下工业机器人相关企业对该专业的人才需求，以企业用人标准为依据，进行充分的市场调研，加强与企业沟通，与兄弟院校交流，准确把握行业发展动态，及新技术、新材料、新工艺、新设备的生产和应用情况，及时掌握工业机器人相关产业结构调整和技术升级对工业机器人技术人才的知识、能力、素质提出的新要求，从而及时调整工业机器人专业的人才培养目标和规格，明晰专业定位。完善课程体系，优化该专业的人才培养方案。
2. 以赛促教，提升教学效果
（1）完善教學内容
在工业机器人技术应用赛项规程及评分细则中，对相关知识的考核范围、内容、占比等都做了详细说明，有利于我们结合大赛内容，注重能力本位，整合、选取和序化教学内容。专业教师在进行相关课程的教学内容选取时，应强调实际、实用、实践的原则，将技能大赛的内容融入课程教学中。
对于专业基础课程，如电路分析与实践、模拟电路、数字电路、电力电子技术与应用、液压与气压传动、Autocad技术应用、机械制造基础、机械设计基础等主要培养学生的基本技能，在内容的选取上，要注意教学内容的以必须够用为度，详略得当，将大赛需要具备的基本能力对应到课程内容上，熟练掌握工业机器人技能竞赛中对应的基础知识、基本原理的应用。同时，注意课程的接续、交叉，避免遗漏和重复。
对于专业核心课程，如工业检测系统运行与维护、工业微控制器系统运行与维护、工厂电控设备的改造与维修、电气控制线路设计与故障检修、工业控制网络系统安装与调试、工业机器人的操作及编程、触摸屏技术、机器人自动线的安装与调试、工业机器人的离线仿真、工业电气设备产品销售与售后服务等主要培养学生的专业核心能力，在教学内容的选取上，应着力培养学生对工业设备的操作规范和实践动手能力，将工业机器人技术应用技能大赛要求的专业技能，如传感器的安装、工业机器人外部工装安装、AGV机器人上部输送线安装与调试、视觉系统的连接、视觉软件设定、智能相机的调试和编程、工业机器人设定、工业机器人示教编程、托盘流水线和装配流水线调试、视觉系统调试、工业机器人系统调试、人机交互功能设计、系统综合调试等进行内容整合和并将其融入相关课程。例如，《工业机器人编程与操作》课程在原有工业机器人坐标建立、工业机器人示教编程、工业机器人操作调试等教学内容的基础上，还应融入工业机器人机械部件、工业机器人视觉系统、工业机器人通信及参数设置等方面的内容。
（2）革新教学方法和手段
工业机器人技术应用技能大赛的评分标准体现了对学生专业能力和专业素养的考核，比的是专业水平，靠的是团队协作。在教学上，以该赛项的能力要求为引导，以比赛中存在的问题为重点，以来源于企业的真实工作任务为载体，构建学习情境，在教学方法上，应突出学生为主体，教师为主导的教学形式，以行动导向教学法为引导，在每一学习任务中贯穿资讯、计划、决策、实施、检查、评价六个过程， 配合引导教学、示范教学，通过任务实践，调动学生积极性； 通过任务实施，使之掌握专业技能。同时，通过组建工业机器人技术等学习社团，有效培养学生沟通、交流，团结协作的能力。通过师傅带徒弟式的学徒制培养、学生一帮一式的优带良、良带中、中带差的学习形式，使每位同学都有存在感和责任感，在互帮互助中达到共同进步的目的。通过校内开展各级比赛及大赛模拟，加强对学生的心理辅导，从而提高学生心理素质，增强自信心和应变能力。
3. 以赛促学，强化学生综合能力
将工业机器人技术应用技能大赛考核的竞赛内容分成若干个竞赛项目，对学生进行教学和培训，在校内搭建竞赛平台，通过组织工业机器人技术的小组赛、班级赛、专业赛、系级赛、院级赛，与国赛、省赛进行有机对接，充分发挥每个学生的主观能动性，使人人参与，互相影响。通过不同类别、级别的竞赛的宣传、培训和选拔调动学生学习积极性、端正其学习态度、强化学生技能、养成职业习惯、提高专业素养、增强心理素质，从而全面培养学生的综合能力。
4. 以赛促建，加强条件建设
（1）建实训基地，提供设备保障
学生在工业机器人技术应用技能大赛中反映出的操作不熟练和学生平时的教学实训程度息息相关，工业机器人实训基地的建设，是保障学生掌握实践技能的基本条件。
“工业机器人技术应用”技能大赛在“工业机器人技术应用实训平台”上进行，该竞赛平台有江苏汇博机器人技术股份有限公司的HBHX-RCPS-C10平台，（配置 HR20-1700-C10 机器人）和武汉华中数控股份有限公司的SR-ZNCX-ZZ-620平台（配置 HSR-JR620 机器人）两种型号，主要包括六大部分，分别是工业机器人、视觉系统、码垛机立体仓库、AGV机器人、装配流水线和托盘流水线。在技能操作上，考核的不仅是单一技能，更强调了工业机器人编程调试、PLC编程调试、触摸屏的编程调试、设备组态通信等的综合应用，有效的展现了学生的实践能力和专业水平。因此，在实训基地的建设上，应以工业机器人技能大赛设备为指导，更新实训设备、增加实训项目、完善实训功能、加大实训时长，全方位保障技能训练，使工业机器人实训基地的建设与技能大赛相结合，如建立工业机器人操作编程实训中心、工业机器人离线仿真实训中心、工业机器人技能大赛实训中心等作为专业技能和技能大赛的训练场所及承接各类大赛的比赛场地，对学生定时开放、加强维护与管理，提高设备利用率。同时，建立校企长效合作机制，加强校外实训基地的稳定性、有效性、实用性建设，为学生提供实践渠道和学习机会，从而把课内与课外、校内与校外相结合，全面提升学生对工业机器人技术的实践应用能力。
（2）建师资队伍，提高教学能力
鼓励教师参与大赛组织和指导，有效促进专业教师全面掌握行业企业对工业机器人技术专业人才的岗位技能要求和培养需求，通过接触新设备、新技术及对大赛配套设备--工业机器人智能工作站系统的操作和培训，使专业教师在短时间内强化了专业知识，也提升了在训练节奏、学生管理、专业应用、处理问题和团队协作等方面的能力。使教师在专业素质、实践技能、教学水平上都有一定程度的提升。建立激励制度，对参与技能大赛的教师进行工作量核算，对获得名次的团队进行课时或现金奖励，并作为外出培训、职称评审等考量依据。同时，聘请工业机器人生产、制造、应用企业的业务能手和技术专家担任兼职教师，形成一支专兼结合的教师队伍。
（3）建校本教材，扩充教学资源
在教材建设上，将技能大赛中要求的工业机器人技术应用专业能力和机器人相关企业的实际工作内容相结合，从工业机器人专业对应的职业岗位所需要具备的能力为切入点，整合教材、学材内容，编写校本教材。同时，加强网络教学资源的建设，更新课程网站，并将技能大赛所涉及的内容和知识点以微课形式上传、共享，使学生学习更贴切、更具体、更实用，更灵活，为学生提供更多学习资源，满足其课上课下的学习需求。
五、结语
本文通过对高等职业院校工业机器人技术应用技能大赛的现状、内容及学生参赛中出现的问题进行了分析，从以赛促改、以赛促教、以赛促学、以赛促建等四个方面进行了论述，以提高工业机器人专业的教学质量，为高职院校参加工业机器人技术应用技能大赛、进行备赛指导提供了依据，也为其在专业建设和教学改革方面提供了参考。
[参考文献]
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[2]刘东菊，汤国明，陈晓曦，等.全国职业院校技能大赛对教学改革与发展的影响力研究[J].职业技术教育，2015，10（36）：30-34
[3]钟齐鸣.中国工业经济延续向好态势 新旧动能转换加速[EB/OL].http：//money.163.com/17/0726/02/CQ8595EE
002580S6.html.