文/李行信

一、背景和概念

“智能制造”理念自1990年提出至今發(fā)展迅速，是當(dāng)今乃至往后制造技術(shù)的發(fā)展方向。2015年，工信部部長苗圩在有關(guān)會(huì)議上表示，智能制造日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢(shì)和核心內(nèi)容，是加快發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進(jìn)工業(yè)向中高端邁進(jìn)、建設(shè)制造強(qiáng)國的重要舉措，也是新常態(tài)下打造新的國際競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的必然選擇。

智能制造應(yīng)用技術(shù)是新一代信息技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)深度融合，貫穿于產(chǎn)品全生命周期的綜合應(yīng)用技術(shù)，它可集自動(dòng)立體倉庫系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一體。隨著智能制造應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)于技術(shù)人才的需求問題也就凸現(xiàn)出來。全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽就是旨在于加快培養(yǎng)和選拔智能制造應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的高技能人才，以推進(jìn)我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)、由大變強(qiáng)。競(jìng)賽是按照國家職業(yè)資格相關(guān)工種要求，結(jié)合智能制造應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域在切削加工、模具制造、智能飛行器制造方面的新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范和企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際命制試題。今年新增的“精密模具智能制造單元綜合應(yīng)用”，要求應(yīng)用精密模具的智能加工，應(yīng)實(shí)現(xiàn)“設(shè)備的自動(dòng)化、生產(chǎn)的精益化、管理的信息化、人員的高效化”。

全國智能制造應(yīng)用技術(shù)“精密模具智能制造單元綜合應(yīng)用”的競(jìng)賽內(nèi)容主要包含：智能制造系統(tǒng)測(cè)試、模具智能制造單元虛擬仿真、模具數(shù)字化設(shè)計(jì)與編程、機(jī)器人（含第七軸）編程、模具智能加工與生產(chǎn)管控、模具裝配與智能成形等六項(xiàng)競(jìng)賽任務(wù)。涉及智能控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、機(jī)電一體化、自動(dòng)化技術(shù)等方面的專業(yè)知識(shí)和技能。在競(jìng)賽任務(wù)的整個(gè)實(shí)施過程中，工業(yè)機(jī)器人作為機(jī)床設(shè)備的輔機(jī)，配合完成料件出庫、機(jī)臺(tái)的上下料及監(jiān)控料件的狀態(tài)等。工業(yè)機(jī)器人成為現(xiàn)代制造生產(chǎn)中重要的高度自動(dòng)化裝備，其技術(shù)為智能制造的關(guān)鍵技術(shù)，即機(jī)器人引領(lǐng)智能制造。

二、將競(jìng)賽成果轉(zhuǎn)化成技工學(xué)校課程教學(xué)資源的方法及應(yīng)用

如何將少數(shù)人有機(jī)會(huì)參加的競(jìng)賽教育轉(zhuǎn)化為日常的教學(xué)？如何有效地將競(jìng)賽成果轉(zhuǎn)化成課程常態(tài)的教學(xué)資源？筆者以競(jìng)賽任務(wù)中的工業(yè)機(jī)器人編程應(yīng)用的課程轉(zhuǎn)化為研究項(xiàng)目，對(duì)競(jìng)賽任務(wù)要求進(jìn)行充分分析，開展了以下教學(xué)應(yīng)用于實(shí)踐活動(dòng)。

（一）將競(jìng)賽任務(wù)轉(zhuǎn)化成一體化課程的典型任務(wù)

競(jìng)賽是以工作任務(wù)書的形式，基于工作過程設(shè)計(jì)，要求完成實(shí)際工作任務(wù)的設(shè)計(jì)、調(diào)試、管控。任務(wù)的完成既需符合相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范、技能標(biāo)準(zhǔn)，又需體現(xiàn)智能制造應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范，是多課程、多專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用。不但比拼競(jìng)賽選手的技能水平，而且比拼各位選手的綜合職業(yè)能力，這與技工院校已全面開展的一體化課程教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)是不謀而合的。一體化教學(xué)的核心是從企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際與企業(yè)任務(wù)對(duì)接，培養(yǎng)學(xué)生的綜合職業(yè)能力。

“精密模具智能制造單元綜合應(yīng)用”中的機(jī)器人編程任務(wù)具有新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備的典型工作任務(wù)特點(diǎn)，筆者將其競(jìng)賽任務(wù)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程中編程模塊的一個(gè)補(bǔ)充工作任務(wù)。由于競(jìng)賽任務(wù)綜合性強(qiáng)，比較適合將任務(wù)安排在課程的最后，以課程總結(jié)性技能模塊任務(wù)的形式出現(xiàn)。現(xiàn)有工業(yè)機(jī)器人操作與編程教材在每個(gè)知識(shí)內(nèi)容后雖然都有設(shè)計(jì)微任務(wù)，有利于學(xué)生及時(shí)地鞏固各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，但是也造成了知識(shí)內(nèi)容的碎片化。在課程的最后如果加上一個(gè)綜合性任務(wù)的大作業(yè)，不但可以讓學(xué)生檢驗(yàn)一下自己的學(xué)習(xí)成果，而且可以有效地幫助學(xué)生將碎片的知識(shí)進(jìn)行整理和整合。一體化教學(xué)作為技工院校的培養(yǎng)目標(biāo)，應(yīng)注重對(duì)學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，其中就包括對(duì)知識(shí)的整理和再學(xué)習(xí)能力的提升。

筆者在競(jìng)賽試題任務(wù)的啟發(fā)下，在機(jī)器人編程課程后補(bǔ)充一個(gè)專業(yè)課的大作業(yè)，將競(jìng)賽內(nèi)容融入實(shí)際的教學(xué)中。由于競(jìng)賽試題中工廠的模擬環(huán)境對(duì)于學(xué)生而言較為陌生，筆者在充分解析試題任務(wù)要求后，將其轉(zhuǎn)化為生活中常見的自動(dòng)售貨機(jī)為原型設(shè)計(jì)任務(wù)。設(shè)計(jì)意圖為：在模擬自動(dòng)售貨機(jī)的觸摸屏上，根據(jù)指定的貨架規(guī)格設(shè)計(jì)按鈕貨架圖標(biāo)，并一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)點(diǎn)擊某個(gè)按鈕時(shí)，觸摸屏傳遞信息命令給PLC，PLC輸出啟動(dòng)信號(hào)給機(jī)械爪，機(jī)械爪根據(jù)對(duì)應(yīng)信號(hào)前往指定位置取物，取物后反饋回一個(gè)信號(hào)給觸摸屏，改變相應(yīng)按鈕圖標(biāo)顏色。任務(wù)的設(shè)計(jì)來自生活實(shí)際，讓學(xué)生對(duì)任務(wù)工作的理解無陌生感，為完成任務(wù)打下基礎(chǔ)。該任務(wù)能綜合將學(xué)生過去所學(xué)的觸摸屏組態(tài)、PLC控制與編程以及工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用維護(hù)編程等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行融匯，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)和技能的深化和遷移。

（二）將競(jìng)賽成果轉(zhuǎn)化成各類課程教學(xué)資源

技能競(jìng)賽成果轉(zhuǎn)化的課程教學(xué)資源，主要包括：理論知識(shí)的整理、工藝規(guī)范的整理、競(jìng)賽訓(xùn)練技能微課視頻等的拍攝及制作。

技能競(jìng)賽成果轉(zhuǎn)化的教學(xué)資源與傳統(tǒng)教學(xué)資源的不同點(diǎn)，在于對(duì)象的不同所提出的要求也不一樣。技能競(jìng)賽轉(zhuǎn)化而來的教學(xué)資源，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生在任務(wù)實(shí)施過程中的職業(yè)規(guī)范要求、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和創(chuàng)新精神[1]。在教學(xué)過程中，以競(jìng)賽的要求規(guī)范教學(xué)的場(chǎng)地、過程和評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的教學(xué)資源內(nèi)容較為單一，往往是一門課程，而競(jìng)賽成果的教學(xué)資源融合了多門學(xué)科內(nèi)容，更加綜合化，對(duì)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力提出了更高要求。競(jìng)賽往往反映了當(dāng)今企業(yè)對(duì)新技術(shù)、新技能的要求，將競(jìng)賽成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)資源[2]，更符合企業(yè)對(duì)人才的要求。

1.對(duì)理論知識(shí)的整理，實(shí)際是在貫穿各科課程核心內(nèi)容。開展一體化教學(xué)常有個(gè)誤區(qū)：重技能、輕理論，勻出更多時(shí)間進(jìn)行技能教學(xué)和訓(xùn)練，誤以為動(dòng)手會(huì)做就可以了。然而，如此一來對(duì)于學(xué)生職業(yè)生涯的發(fā)展將產(chǎn)生不利的影響，學(xué)生往往知其然而不知其所以然，導(dǎo)致解決問題時(shí)無法觸及問題的核心。我們經(jīng)常說要“授之以漁”，但是如果連“魚”生活在哪里、有什么習(xí)性都不知道，那么有“漁”何用？我們也發(fā)現(xiàn)，盡管知識(shí)在當(dāng)今社會(huì)中不斷更新迭代，其基礎(chǔ)理論還是“不變”的。所謂更新和迭代，實(shí)際上卻是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的提升和轉(zhuǎn)化。例如，“電力電子技術(shù)”早期普遍使用晶閘管對(duì)電力進(jìn)行處理，如今使用現(xiàn)代電力電子器件對(duì)電力進(jìn)行處理，但其核心原理還是一樣，都是實(shí)現(xiàn)整流和逆變；“安全用電”原先使用三相四線保護(hù)，現(xiàn)在推行三相五線保護(hù)，雖然保護(hù)等級(jí)提高了，但是其基本的原理還是一樣的；“電力拖動(dòng)”中基本控制線路的原理（點(diǎn)動(dòng)、自鎖、順序等）也仍舊廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中。

2.工藝規(guī)范的整理，能夠貫徹競(jìng)賽理念要求和規(guī)范更新評(píng)價(jià)機(jī)制。我們?cè)谌粘＝虒W(xué)中常常忽視對(duì)技能操作規(guī)范性、嚴(yán)謹(jǐn)性的培養(yǎng)。在教學(xué)中，我們一般以“優(yōu)”“良”“中”“差”的等級(jí)式或者具體分值的分值式作出評(píng)價(jià)，而對(duì)于企業(yè)實(shí)際來講其實(shí)只有“合格”與“不合格”兩種評(píng)價(jià)方式。技工院校的培養(yǎng)目標(biāo)就是從事某一種職業(yè)的合格勞動(dòng)者，所以行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)要求就是我們?nèi)瞬排囵B(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。既然有了標(biāo)準(zhǔn)，就要嚴(yán)格執(zhí)行它，布線中一根線應(yīng)該怎么理、安裝中一個(gè)螺絲怎么擰等都要符合工藝規(guī)范要求。工作環(huán)境有要求，工具的擺放也有工藝規(guī)范，6S標(biāo)準(zhǔn)不是掛在墻上的，是要執(zhí)行的。一個(gè)技能任務(wù)的評(píng)價(jià)，不能只看有沒有實(shí)現(xiàn)，也要看重操作過程規(guī)范性的遵守，工藝規(guī)范不合格，也可以判定為完成任務(wù)不合格。有的人認(rèn)為競(jìng)賽要求太嚴(yán)苛了，實(shí)際教學(xué)中做不到。筆者通過教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，只要從第一次上課就開始按標(biāo)準(zhǔn)要求學(xué)生，在整個(gè)過程中堅(jiān)持，并不斷地糾正學(xué)生的行為，就會(huì)有很好的效果。不能因?yàn)橐粫r(shí)的教學(xué)進(jìn)度緩慢而降低標(biāo)準(zhǔn)，一段教學(xué)過程后會(huì)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生已把一切規(guī)范當(dāng)成了慣例，就會(huì)認(rèn)作理所當(dāng)然的行為。而行為心理學(xué)中，也有“21天效應(yīng)”的說法。工藝規(guī)范的遵守不但有力地提高了工作效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量的要求，而且磨煉了學(xué)生的耐心，使之更加體會(huì)到“工匠精神”的內(nèi)涵所在。

3.競(jìng)賽技能訓(xùn)練微課視頻的拍攝及制作，由參與技能競(jìng)賽的學(xué)生配合指導(dǎo)老師完成資源的整合。每個(gè)參與技能競(jìng)賽的學(xué)生都是很好的教學(xué)資源，相對(duì)于一般的教學(xué)視頻資源來說，競(jìng)賽學(xué)生在訓(xùn)練中的成長經(jīng)歷更為真實(shí)，尤其是對(duì)于本校學(xué)生更有吸引力，榜樣人物就在身邊。這些視頻資源將成為教師豐富的教學(xué)資料，對(duì)提升教學(xué)有很大的幫助。另外，對(duì)競(jìng)賽學(xué)生技能訓(xùn)練視頻的研究，也是教師提升自身技能水平、提高教學(xué)質(zhì)量的有效手段。

“以賽促教”“以賽促學(xué)”，借助技能競(jìng)賽在專業(yè)建設(shè)上的積極引領(lǐng)作用，將競(jìng)賽成果轉(zhuǎn)化到技工教育的實(shí)際中去，可以提升技工教育人才培養(yǎng)質(zhì)量，推動(dòng)技工教育教學(xué)的改革和發(fā)展。