时间：2022-05-28 19:35:01
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随着社会的进步和科技的发展，社会人力成本不断提高，劳动者在技能方面的欠缺导致先进技术的应用出现瓶颈。进入21世纪以后，智能机器人必将全面应用于生产。做好机器人技术教育，培养大批优秀的高技能机器人应用型人才，是当今新形势下技工院校面临的挑战。
一、机器人教学方法
机器人的学习过程融合了计算机、机械、电子、通讯、控制、声、光、电、磁等多个学科领域的知识。因此机器人教育和传统的学科教育区别很大。单纯的机械、电气、计算机等学科的学习只能作为学习机器人的基础。机器人的教学应该是一个系统的架构，学生在掌握各学科的同时要对计算机整体系统有更为深入的了解，这需要在教学过程中采用多种方法积极引导，使学生在思考的过程中将各学科的知识有机地串联起来。
1.多基础学科交叉学习，联合启发
在传统的基础学科教学中，如电机控制实训中教师只针对电气线路进行讲解，钳工实训则只进行金工方面的技能教学。这种模式的教学在过去取得了一定的成果，但是在面向机器人的教学时，由于不能将各学科进行有效地串联，因此难以形成机器人学习的基础。
新形势下，应该交叉教学，比如在讲解电机控制小车往返控制的章节中，应该对小车的机械运动特点进行分析，如小车机械传动出现问题，导致小车无法顺利行进等种种情况。电气控制线路和机械知识的相互结合，使学生能够充分理解各学科的交叉融合，为学习机器人打下基础。
2.机器人专业方向课程设置
传感方面课程：图像处理、计算机视觉、卡尔曼滤波、信息融合。
认知：机器学习、人工智能。
驱动：自动控制原理、线性控制理论(线性空间理论)、非线性控制理论、计算机控制/数字控制、 机器人导论、机器人控制、非各向同性机器人控制、路径规划、数模电子线路、信号与系统、各种电子线路设计知识、机械设计、工程制图。
这些不需要全部都懂，但至少要专攻一个方向，其他方向略懂，比如专攻控制和路径规划。
3.行为导向教学
行为导向教学以学生为主体，通过问题驱动学生的积极主动思考。在教学过程中，通过积极的发问，以学生的讨论为主，教师在整个教学过程中起引导的作用。这种教学方法可以充分发挥学生的主体作用，积极调动学生学习的主观能动性，培养学生分析问题、解决问题的能力。在解决问题的同时，学生充分将所学到的各学科知识主动进行“融会贯通”，解决问题的能力也得到了提高。学生取得了成就感和激励，使学习的过程变得更有挑战。教师还可进一步建立奖励机制。各种方法共同作用下，使机器人学习变得更加生动有趣。
4.鼓励创新
“创新”是科技进步的源泉。学生在学习的过程中，受思维定式的影响较轻，往往会出现一些大胆的充满新意的想法。在遇到这些情况时，教师绝不应该漠视甚至打击，应该积极针对学生这些想法进行分析假设，甚至在有条件的情况下付诸实践。21世纪技工院校培养的是熟练的高技能人才，更是充满创新精神的高技能人才。只有大胆鼓励创新，才有可能出现大量的优秀的国家需求的创新型技能人才。
二、实训教学建设
1.实训室建设
机器人教学实训室应具有信息化、多媒体化的课堂，配备有满足多个班级同时实训的电脑、桌椅、机器人设备等必备条件。机器人教学的设备应该是集成化的、模块式的，在便于学生学习的过程中进行拆解。分组式的实训台面有利于学生在学习的过程中锻炼团队协作的能力。合理的桌面布局能够帮助学生养成“6S”的良好工作习惯。
ABB工业机器人综合实训装置组成是由工业机器人工作站、码垛工作站、装配工作站、弧焊轨迹练习工作站、模拟喷涂工作站、多功能翻转工作站等组成。典型的机器人实训室如图1所示。
2.灵活的实训方法
由于客观条件限制，实训室的教学设备有限，机器人实训设备只能有条件地进行购置。在实训教学中，针对特定的机器人实训设备，不应单纯以“说明书式教学”的方法进行讲解。例如在完成机器人的某一功能的过程中，可以主动设置故障点，引导学生独立思考排查，通过分析和解决问题加深学生对设备的理解。与此同时，在机器人原有功能的基础上，鼓励学生进行大胆思考和创新，开发更多的原本不具备的功能，在不损坏实训设备的前提下，尽可能地以丰富多样的灵活的实训方法，使学生更加深入地进行机器人的学习。
4.虚拟仿真教学
在设备短缺的情况下，采用工业机器人虚拟仿真软件进行机器人的学习。以ABB公司的RobotStudio软件为例，RobotStudio软件是ABB机器人公司的一款离线机器人编程与仿真工具， 使用图形化编程、编辑和调试创建机器人的运动，并模拟优化现有的机器人程序。图2为采用RobotStudio软件模拟的应用于医药行业的机器人。
虚拟仿真教学使学生直观地观察仿真软件观察机器人的动作过程，同时通过编程离线调试并模拟现场画面。在这个过程中，学生的软件编程水平得到了提高，弥补了设备短缺造成的缺憾。
三、师资队伍建设
有一支热爱机器人教育事业并具有较高科学素养的师资队伍是开展机器人教学的重要前提条件。由于技工院校存在的“知识老化”、教师老龄化严重等各种问题，在师资队伍建设方面，需要从以下几方面着手。
1.引进现场经验丰富的工程师人才
新形势下，铁饭碗逐步被打破，校企之间的人才流动愈加频繁。教学经验丰富的教师在技能上可能稍有不足，现场经验丰富的工程师在教学能力上还需稍加磨练和指导。通过人才引进的方式，吸引优秀的工程师人才长期或定期进入教育行业，能够提高校内教师的技能水平，同时使教学过程更加贴近现场。
2.丰富多样的教师培训和激励手段
通过多媒体网络课堂、校企联合师资培养等多种手段，为教师专业能力的提高创造学习条件，邀请各领域专家、教师到校开展讲座，交流促进，共同发展。同时，从事机器人教育的教师也应充分意识到机器人技术发展日新月异，必须牢固树立不断学习的教育理念。
通过对取得成果的教师进行物质上和精神上的奖励，引导学校形成教师之间相互竞争、相互促进的良好氛围，激励教师积极改进教学方法，主动进行科研及教学探索。在这种你追我赶的学习氛围下，才能形成良好的发展的机器人教学团队。
3.积累创新，开发校本教材
在不断进行教学改进和探索的同时，要及时对取得的教学成果及教学中的不足进行总结，在总结中逐步摸索出一套适合本校的、具有特色的教学方案。
由于各学校的实训室配备不尽相同，传统单一的教材无法满足机器人教学的要求。针对本校的机器人设备，逐步形成自己独立的校本教材。
4.积极参赛，以赛代练
国家非常重视机器人教育的发展，因此每年都会组织大量的机器人比赛。在机器人教学的过程中，采用教师带队，学生为主体的方式，以赛代练。通过校内比赛竞争，选拨优秀的学生参加各种比赛。比赛使学生在得到锻炼的同时，也使教师将比赛中的经验再次代入到日常的教学过程中，提高机器人教学的水平。
四、小结
系统化的教学对专业教师的知识面提出了更高的要求。将各学科的知识在教学过程中有机的串联到一起，是对新形势下工业机器人专业教师提出的挑战。同时，“行为引导法”的优势在工业机器人教学中体现得更加淋漓尽致。只有让学生成为课堂的主体，才能使学生分析解决问题的能力得到逐步提升，才能培养出具有创新精神的21世纪的高技能人才。
现代化的实训室、模块化的实训设备、配合灵活的仿真软件，都是为了更加准确地模拟出现场的实际工况。学生如身临其境，才能得到熏陶和感染。在实训中，尤其要注重对学生“6S”工作习惯的培养。
以中青年教师为主、激励机制健全的教师队伍是工业机器人教学的基石。现场经验丰富的工程师，通过交流和讲座，能够成为工业机器人教学的重要补充。通过“以赛代练”“校本教材”等各种措施，最终形成适应新时展的、具有学校特色的工业机器人教学。
参考文献：
[1]战强,闫彩霞,蔡尧.机器人教学改革的探索与实践[J].现代教育技术,2010(3).
[2]雷静桃,刘亮,张海洪.“机器人学”课程教学改革与实践[J].实验室研究与探索,2013(5).
随着科技的快速发展，机器人作为集机械、电子、控制、传感以及计算机技术等多领域知识于一体的典型代表以及工业自动化的三大支柱之一，已广泛应用于各个领域的工业现场。随着工业机器人的广泛应用，不少中高职院校都把机器人的教学引入教学大纲和实训环节。
工业机器人是一门理论与实际相结合的课程。在教学过程中，教师应理论联系实际，善于利用多媒体教学与实践教学，多角度地激发和提高学生的学习兴趣和学习能力，提高机器人基础知识的教学效果，以达到预期的教学目的。
一、在理论教学中，要善于创设情境与利用多媒体教学
在传统教学中，往往因为学校条件的限制，学生较少有机会接触工业机器人实物，所以，为了让学生对机器人技术及其应用有更好地了解和认识，要充分利用视频和图片让学生了解什么是机器人，机器人产品会涉及哪些机构部分、哪些技术以及哪些领域。
在教学过程中，教师的课堂讲授应该以视频资料和图片为载体，借助启发式、讨论式、互动式等教学方法，重点对工业机器人历史、现状、发展等方面进行介绍。通过直观的图片、形象的视频，增加师生间的互动与交流，增进学生对所学知识的兴趣。在讲授机器人编程时，教师可采用任务驱动法，设计不同形式的任务，引导学生发现问题、分析问题、解决问题。
在理论课堂讲授过程中，要充分利用机器人三维可视化离线编程和动态仿真系统。例如：如何实现将工件从A处搬运到B处。通过导入工件及机器人三维模型，在计算机上再现机器人及工件的三维虚拟世界，通过实现对机器人离线编程三维运动轨迹的规划，模拟机器人运动，实现动态仿真。
二、在实训教学中，要善于进行演练示范教学及开展小组竞赛
工业机器人能代替人在危险有害的环境中作业，但又可能发生工业机器人伤人事故。在实训过程中，教师和学生对机器人进行任何操作都必须注意安全。在进行编程、测试及维修等工作时，必须将机器人置于手动模式，并且建议在操作机器人时，用笔芯代替机器人末端执行器，并且降低机器人的运行速度。
在教学过程中，教师应正确演练示范教学，提高学生的操作规范认识以及安全认识，运用小组竞赛方式，调动学生的学习热情以及学习积极性。首先，让学生熟悉示教器上各个按钮的作用和操作。其次，在讲授工业机器人的基础操作指令MoveL、MoveJ、MoveC时，可以采取小组竞赛的方式，进行机器人定位精度测量、操纵机器人并对测试点进行实际测量和重复定位精度测量结果的竞赛，通过小组竞赛成绩和个人成绩相结合的方式考查学生的掌握程度，通过小组竞赛，提高学生的学习热情。在掌握工业机器人的基础操作指令后，可以让学生自行设计机器手的行走路线，鼓励学生自己动手实践，将自己的想法通过实际操作来实现，既让学生能够掌握相关的技术，又锻炼了学生的动手能力，培养了学生的创新能力。
三、课后指导要善于引导学生创新与合作
教师除了课堂教学外，可以布置一些课外的机器人设计任务，并且参与到学生学习设计当中，加强师生间的交流，了解学生学习过程中遇到的问题。在机器人学习及设计过程中，教师可以鼓励学生设计不同的解决方案解决课堂问题，然后在课堂上讨论自己的方案，互相交流意见，最后进行总结。在这一过程中，学生充分锻炼了搜集资料、自主学习、提出问题和解决问题等能力。
四、结论
工业机器人是一门理论性和实践性都很强的课程，但是现在教材普遍都是重理论轻实践，而且校内的实验设备缺乏。因此在教学中，我们应把理论知识贯穿于实践中，通过实验、仿真等办法，充分利用多媒体教学以及实践练习，深入浅出地将知识内容讲授给学生，调动学生的学习积极性和主动性，使学生能够相对容易地理解和吸收工业机器人的相关知识，提高学生的综合能力。
参考文献：
[1]郭温，姜维.浅谈机器人在高职高专教学中的应用[J]. 科技信息，2008（35）.
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（a）-0221-02
工业机器人是机器人的一种，它由操作机，控制器，伺服驱动系统和检测传感器装置构成，可反复编程，完成各种操作自动化，也可以生产生活中所需的机械设备。这种产品可以解放人的劳动力，也大大提高了生产业的效率，对于产品的质量也很高，所以说工业机器人对生产行业起到了相当大的作用。工业机器人是一种机器装置，可以自动执行一些难度较高的生产，而且机器人自身的动力系统和控制系统是比较方便我们运用的，因为它能代替人类做一些不可能或者很难完成的事情，或者遵循事先的编程来运行，新型的工业机器人还会依据人工智能技术制定的原则需求行动。装备制造业自动化水平的不断提高，更多的生产厂家使用工业机器人进行产品加工制造。工业机器人是一种专门为工业领域设计的多关节机械手，在程序的控制下实现各种复杂运动和高难操作。工业机器人被广泛应用于搬运物料、自动焊接、部件喷漆、表面抛光等工业领域。
1 专业人才培养目标的定位
近年来，工业机器人不断普及在企业生产中，所以企业迫切需要相关的技术人才。高校培养的是研发型人才、高职高专培养的是具备一定理论的技能型人才，相比之下技校则主要是培养实际应用、熟悉基本操作与保养维护的技术工人及操作人员。技校以培养应用技术型人才为主，学生的知识水平、技能实力、就业导向应与高校、高职有所不同，因此必须探索适合技校的工业机器人课程教学方案。企业要求相应的专业人才需具备全面的职业能力，从而要求技校走工学结合的人才培养模式道路，其中校企合作有利于工学结合的人才培养模式顺利推进。工业机器人课程应定位于为企业培养能够完成工业机器人编程、操作维护的技术型人才。工业机器人最先应用于汽车制造工业，主要用于焊接，喷漆，上、下物料和搬运。如今工业机器人深化和提高了人的手、足和大脑功能，替代人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。工业机器人生产企业需要大批人才氖禄器人生产、安装、调试、营销和售后技术服务，工业机器人的应用企业则需要大量人才从事机器人的维护保养和编程操作。为满足机器人关联市场对技能型人才的需求，技校在机电一体化专业的主要课程中加入“工业机器人应用”课程，开设机器人的专业方向。
2 专业课程开设的方向
在课程开设的思路上，机电一体化专业紧贴机器人岗位需求、课程内容和教学的过程适应工作岗位要求。按需求开设专业课程，依据企业的用人标准和岗位技术要求，培养从事机器人生产、调试、安装、维护、保养和营销等多方面应用技能型人才。在理论教学和技能培养上，全方位提高学生的知识、技能、素养，建立“以工业机器人应用为核心”的课程体系结构。在教学过程中，除了基础知识学习和综合训练，再通过“机械基础知识模块、电气自动化专业知识模块、嵌入式系统知识模块”、以及“机器人编程训练模块”为重心的专业技能训练模式。
2.1 基础知识学习与综合训练
该模块侧重强化基础知识的学习，培养学生机电专业岗位的基本素质。引导学生形成遵纪守法的思想观念和健康的心理素质，形成积极向上的人生价值观和乐观的职业心态，从而适应以后的工作。开展相关的职业规划教育，引导学生规划职业生涯。鼓励学生提高数学能力、英语水平和计算机基础技能，为以后的专业课程学习做好铺垫和适应各类企业的机电技术工作岗位。
2.2 机械技术知识的学习
机械技术知识的学习重点在传授机械原理、机械制图、液压与气动、AUTOCAD、机制工艺方面的相关知识，培养学生机械方面的基本技能和职业素质。从机械手臂开始学习，从而了解机器人的基本机械结构和组成原理，并进一步分解与装配。与此同时学习机械图纸的阅读与绘制，掌握公差与配合的基础原理知识。最后学习机器人液压与气动系统的基本组成和原理，了解其复杂结构与运动方式，剖析各机械零件与其典型机构，掌握机械加工工艺的流程与编制方法。通过理论与实践教学的协作，为学生打下扎实的机械基础知识。
2.3 电气自动化知识的学习
工业机器人应用牵涉到电工技术、PLC、电气自动化控制、变频器应用、交流伺服、步进驱动、触摸屏应用与组态开发等多门自动化类课程的知识和技能。根据工业机器人的组成，分解成多个模块结构，进行理论与实训一体教学，掌握以电气控制为核心的自动化知识。为了保证学生的知识水平和操作技能紧贴企业的要求，学生需要考取维修电工中级证书、电工上岗证书等相关专业证书。
2.4 嵌入式系统的学习
嵌入式系统的学习以工业机器人为方向进行教学，包括电子技术基础、电子测量、C语言、传感器应用、FPGA应用、单片机应用等课程。教学过程可以先让学生动手装配调试机器人的电路，学习嵌入式系统的硬件电路结构原理和调试方法。同时使用C语言完成机器人的软件开发和升级调试，从而掌握嵌入式软件系统开发的过程和规范。在教学活动过程中，紧密围绕机器人，融合机械基础、电工电子、传感器、C语言、单片机、FPGA应用等课程的知识和技能，完成以电路控制为核心的嵌入式系统学习。通过教学实践表明培养学生的嵌入式系统应用能力，更利于他们适应机器人装调与维护工作岗位。
2.5 专业技术能力的训练
工业机器人专业作为机电一体化学科的拓展，涉及知识范围广、内容全新抽象，在实施教学过程中我们要采取与之相适应的教学模式和方法。在教学实践中适当增加理论与实践一体化的教学的比例，要把总课时至少一半的时间分配给技能实战训练，并且建立足够的训练机构，能专业的指导技能训练。这些具体的技能训练内容包含：工程制图测绘实训、零部件拆装、电工基本技能实训、电子装配实训、电气绘图训练、维修电工实训、小型智能产品装调实训和机器人编程集训。培养工业机器人是很重要的环节，应该以培养学员对机器人编程的技能为主，因为这个岗位的操作技能要求很重要。其实训内容以机器人工业搬运、工业弧焊为操作实例，采用多媒体仿真操作与实物操作相组成，培养学生工业机器人的操作维护技能和开发应用技术。
3 专业教学的具体措施
（1）针对工业机器人专业的特点，我们要不断深入了解行业发展的趋势，密切关注企业需求。师资力量是培养人才的重要部分，教师的能力高教学的能力相对就高，培养的学生也会比普通教师要高一些，所以加强师资力量是非常重要的。同时，加强人才引进的力度，引进高层次型、实践型人才，聘请企业专家作为学校的专、兼职教师，不断提高教师团队的整体实力。
（2）在教学过程中，教师要做到言传身教，为了提高学生的安全意识，创建分组活动，相互交流促进学生之间的互动热情，这样能更好的加强学生操作能力，提高安全意识。改革以往通过用试卷来简单的考核学生，考核就是检查学生们对任务的完成情况，个人的变现以及团队的表现都能决定最后的评比，而且可以通过小组之间的评比，来进行公正合理的考察，以及完成该任务的个人和团队表现来综合考核学生。
（3）根据工业机器人专业人才培养目标的要求，以突出培养学生职业能力和职业综合素质为目标，遵循学生认知规律和技能成长规律，构建以“生产性实训”为特征的“基本技能训练、专项技能训练、综合技能训练”的实践教学条件体系，满足本专业课程教学的需要。从生产实际出发，对学生进行真刀实枪训练。加强对学生技能的训练，让学生更能胜任一个岗位，而且还要培养学生的职业道德以及素养，这两个因素决定着学生工作水平的高低，让学生们在用人单位竞争时更有优势。
（4）课后要引导学生自主创新与相互合作。在课堂上，老师要主动鼓励学生，因为机器人的学习和设计有不同的方法，所以学生之间最重要的就是交流，老师加入到学生之中，鼓励带动学生，相互讨论自己的设计方法，最后可以进行意见总结。这样的学习过程，可以锻炼学生自主解决问题的能力，学生提出问题的同时也在思考问题，这也大大提高了学生们的思考能力。在实践中，学生不仅掌握了相关知识技能，又锻炼了个人的实践与创新能力。除了课堂常规教学外，老师可以适当布置一些课外的机器人设计任务，提高学生的学习兴趣，激发他们的学习热情，老师们也应当加入学生的学习过程中，给予学生更多交流的机会，这样更容易了解学生在学习设计过程中会遇到的各种各样的问题。
4 结语
工业机器人是一个有深度发展潜力的学科，并且衍生出许多与之相对应各行业，因而技校学生在其中有巨大的发展空间。技校机电一体化专业要开设工业机器人方向的课程w系，必须紧密联系机器人应用的岗位需求。我们采用培养学生就职能力方面为主的教学方式，让学生更能适应技能职业岗位的技术应用水平，能在以后的工作中面对各种挑战，提高了学生的岗位适应能力，开拓不同领域资源为他们创造更多优质的就业机会。
参考文献
随着物流业的迅速发展，企业对物流设施以及物流人才的需求越来越迫切，这对高校学生的物流实践性教育和创新能力培养也提出了更高的要求。目前，虽然大部分高校开设了物流专业，但其实践培训模式大多采用物流软件模拟、物流沙盘或者较为单一的自动化物流设备进行展示性教学，这使学生对物流知识的认知、验证、应用和创新等综合性能力提升存在一定的局限性。因此，立足企业对物流人才的实际需求，加大物流实训课时，提高学生理论与实践相结合的能力，越来越受到高校的关注。与模拟演示型教学方式相比，采用工业应用级建设的物流实训平台，可获得更直观的实践体验，也更接近企业实际应用需求。
一、建设需求
1.项目简述
昆明理工大学城市学院物流实训平台规划区域建筑长18m。宽18m，净空高度10m，既要满足教学演示使用，又可以配合工艺流程真实再现企业物流业务流程和操作细节。物流实训平台位于学院工程训练中心，通过资源的优化利用，还可以展示企业自动化物流系统的仓储、输送、分拣、配送等功能，丰富了教学内容。（见图1）
2.设计参数
该物流实训平台物料载体采用塑料料箱和木质托盘两种形式；料箱外形尺寸为540×380×350mm，额定承载50kg；托盘外形尺寸为1200×800×150mm；料箱码垛后形成的实托盘外形尺寸为1200×800×500mm，最大重量不超过250kg；料箱输送线设计速度为24m/min，托盘输送线设计速度为12m/min。
3.建设定位
为充分体现和展示现代物流技术，满足基本实验、综合性实验，以及日常教学演示、教学实践和后续与其他加工设备的对接使用要求，该物流实训平台在功能上符合教学主体作用，设备选型采用多样化设计，信息载体使用条码和RFID两种方式；配合工艺流程需要，料箱和托盘设计承载满足工业级使用要求；设置整托盘出入库站台，并配备手动液压搬运车；可对学生进行岗位分组教学，使其在实训学习过程中获得与企业工作环境相同的工作经验。
4.建设目标
培养专业化的复合型物流人才，以人才优势推动未来物流行业发展。通过实训课程提升学生的实际动手能力和就业优势。使学生具备自动化物流系统的运用和维护技能，无需企业培养即可直接胜任实际工作岗位；结合理论联系实际的实训教学，使学生掌握物流知识及相应的物流技术，提高学生的系统分析和创新设计能力。
二、规划设计
物流实训平台能够满足学科教学、实验验证及科研使用，甚至可为社会提供培训和程序调试服务，具有先进、稳定、高度集成的性能特点。
1.系统组成
（1）电子标签拣选系统
电子标签货架为两层结构，每层可存放6个料箱，顶层安装电子标签用于物料拣选，下层用于物料和空料箱暂存。拣选区域设计有用于拣选完成后暂存使用的无动力输送机及与AGV对接的辊道输送机。
（2）料箱输送线
料箱输送线设计为环形，2个AGV对接站台，1个人工取放货站台和1个人工处理站台。设备类型分为辊道输送机、带式输送机、积放辊道输送机、弹出轮分拣机、抛出分流输送机和无动力输送机，按照驱动类型又分为电机驱动和电动辊驱动设备。（见图2）
（3）托盘输送线
托盘输送线由链式输送机、升降输送机和辊道输送机组成，其中1台设备采用变频控制。
（4）拆码垛系统
拆码垛系统采用5关节高精度工业机器人，夹具为机械式夹持机构，系统码垛能力不小于8箱/min，拆垛能力不小于10箱/min。（见图3）
（5）自动化立体仓库
基于物流实训平台低存储、小流量的建设要求，仓储区设计为单深双货位横梁式货架，其中2列采用悬挑货架的方式设计为两个单货位结构。库区配置1台巷道堆垛机，累计货位数168个。
（6）PLC教学平台
采用可编程控制器综合实训装置，用于日常教学中的实训及编程测试。
（7）多媒体演示系统
用于室内教学或演示片播放，可在LED大屏上实时播放视频课件。
（8）AGV系统
AGV采用磁导引，车体输送结构为背辊式，手动充电。AGV系统具有图形监控、通信管理、任务管理、车辆管理和交通管理功能，可根据需要对AGV数量进行增减。
2.流程设计
为使物流实训平台满足不同层次和不同类型教学要求，提高授课效率，将流程设计为教学演示和作业流程两种。为实现教学演示模式与模拟实训之间的快速切换，教学演示流程通过预设程序固化在操作界面内，可通过管理计算机和无线手持终端对演示流程进行“一键式”启动。作业流程用于模拟企业物流运作环境，可针对具体行业特点，制定相应的物料类型及出入库计划。根据物流环节的岗位设置，将学生进行分组实训。必要时可设置相应的故障，使学生能更好地体验企业物流环节，掌握物流系统的基本业务操作和维护技能，积累行业应用经验，提高物流系统分析和设计能力。
（1）教学演示流程
①托盘移位演示
通过操作界面托盘移位演示按钮启动演示流程。巷道堆垛机行走至A货位取出对应类型的移位托盘，经托盘输送线后，移位托盘再由巷道堆垛机叉取并搬运至预定的B货位存放。
②在线换盘演示
巷道堆垛机取出实托盘，托盘输送线将实托盘输送至机器人拆码垛丁位进行条码识别。信息识别有误则由巷道堆垛机搬运至整托盘出入库站台由人工处理，识别合格的实托盘由机器人进行拆垛作业。
单个料箱在料箱环形输送线上进行循环输送，形成的空托盘返库存储，巷道堆垛机再从货位上取出单个空托盘，经托盘输送线进行条码识别合格后输送至机器人拆码垛工位。机器人抓取RFlD信息识别合格后的料箱进行码垛作业。RFID信息识别有误的料箱经料箱输送线剔除。
码垛完成后，系统将RFID信息与托盘条码信息绑定。实托盘经托盘输送线后，由巷道堆垛机搬运入库存储。
③料箱输送线循环演示
人丁将单个料箱放置到人工处理站台，完成信息确认。料箱合流至料箱输送环线并进行RFID信息识别，识别合格的料箱会一直在输送环线上进行循环输送演示，信息识别错误则剔除后由人工处理。
（2）作业流程
①入库流程
料箱由人工或者AGV搬运到入库站台，信息确认后合流到料箱输送线，在机器人抓取工位进行料箱RFID信息识别。机器人抓取信息识别合格的料箱放置到空托盘上进行码垛（空托盘由巷道堆垛机在货架上取出，经托盘输送线送至机器人拆码垛工位）。条码识别器对托盘条码进行信息识别，如信息识别有误则由巷道堆垛机将空托盘搬运至整盘出人库站台由人工处理。码垛完成后，进行信息绑定，实托盘入库存储。
②出库流程
巷道堆垛机根据目标地址取出实托盘，经托盘输送线输送至机器人拆码垛工位进行托盘条码信息识别。信息识别合格的实托盘，由机器人进行拆垛作业。RFID信息识别合格的料箱经料箱输送线输送至出库站台，然后由人工或者AGV搬运。
③整盘出入库流程
整盘出入库站台使用链式输送机作为巷道堆垛机取放货站台，由人工使用手动液压车的方式进行搬运作业。
④电子标签拣选流程
a.空料箱补给流程
通过无线手持终端呼叫空料箱出库，巷道堆垛机取出空料箱实托盘，经托盘输送线进行条码信息识别后由机器人拆垛。空料箱进入料箱输送线进行RFID信息识别。合格的空料箱经料箱输送线输送至出库站台，然后由AGV将空料箱搬运至拣选区AGV站台由人工拿取使用。剩余散盘或空托盘则返库存储。
b.补货入库流程
人工取出空料箱放置需要补货的物料，使用无线手持终端组盘，再将料箱和货位进行绑定，完成补货入库。当物料需要从立库出库时，巷道堆垛机取出相应的实托盘，料箱完成拆垛后经输送线输送至AGV出库站台，AGV将料箱搬运至拣选区AGV站台由人工拿取使用，剩余空料箱则暂存拣选区备用。
c.分拣出库流程
系统按照订单排程打开电子标签系统LED数码指示灯，人工根据提示进行物料拣选，并将物料放人相应料箱。
d.实料箱入立库流程
通过无线手持终端完成信息确认，人工将实料箱放置到分拣区AGV站台，AGV将实料箱搬运至料箱输送线AGV入库站台。料箱在托盘上码垛完成后，经托盘输送线由巷道堆垛机搬运入库存储。
⑤抽检流程
巷道堆垛机取出将要抽检的实托盘，搬运至整托盘出入库站台。人工使用液压车搬运的方式进行卸货抽检，或在站台上抽检，抽检完毕后实托盘返库存储。
三、技术特点
1.技术先进，经济实用
物流实训平台集自动化立体仓库、拆码垛系统、AGV系统、电子标签拣选系统等多种物流技术为一体，设备类型和器件选型呈现多样化，系统控制复杂并具有较高的柔性。为节约建设成本，在满足使用功能的基础上对仓储量、输送距离、拣选品规数量进行了相应的缩减，AGV车体也采用了简配型设计。兼顾未来发展，物流实训平台可扩展性强，涵盖面广，可实现多种专业实训教学，提高了使用效率，能够有效满足目前对物流教学科研和人才培养的需要。
2.整体规划，协同作业
规划布局紧凑，占地面积小。物流实训平台内设置有教学区域，可采用现场教学的方式促进学生对物流过程及物流概念的理解。为配合不同层次的密集型教学，各子系统既可以独立运行，又可以统一作业，提高了授课效率。通过AGV系统还可以进行物流实训平台与机加工区域教学平台的协同作业，实现了资源共享。
3.流程丰富，突出创新
1961年美国Unimate公司生产了第一台可用于上下料等简单工作的商用工业机器人，标志着工业机器人诞生。直到80年代初，工业机器人技术才开始较快的发展。尽管工业机器人在工业领域应用广泛，但各国对于工业机器人至今没有统一定义，因此该部分将列举不同工业机器人的定义及分类。
1.1 工业机器人的概念
在美国标准中，只有易于再编程的装置才是机器人，而通过手动装置或者固定顺序的机器人都不认为是机器人，即通过人来驱动装置或者需要安装强制启停驱动器才能运动且运动顺序固定很难更改的都不认为是机器人。而在工业领域一些数控机床也可以实现编程后的功能实现，因此也要区分数控机床和工业机器人的区别。当一台机械设备通过编程可实现多种用途则可能被称作工业机器人，而当一台设备通过编程只能执行同一类型任务的则称为专用自动化设备。目前工业机器人的定义普遍形成以下基本论述：该设备可以将预先编排的程序存入存储装备，靠自身动力和控制能力来实现各种功能，且受人指挥，操作程序能自动重复的一种自动化设备。
1.2 工业机器人的分类
由于工业机器人没有形成较为统一的定义，因此机器人的分类也不尽相同。不同国家、不同协会甚至不同企业分类方法也也有差异。根据日本工业机器人协会（the Japanese Industrial Robot Association， JIRA）的定义，将机器人分为六大类：分别是人工操作装置、固定顺序机器人、可变顺序机器人、示教再现机器人 、数控机器人、智能机器人，而根据美国机器人协会（ the Robotics Institute of America， RIA）的定义，只将以上最后四类认定为机器人装置。而欧洲各个国家对机器人的定义分类表述各异。
目前，工业机器人根据其发展理论及运动控制分析大致分为四种形式。第一种是基于直角坐标系变换的机器人，该结构由三个独立关节组成，运动相互独立，没有耦合，运动算法简单且自身结构有很多限制，自由度不够高。第二种是球坐标式机器人，该机器人工作空间大，占地面积小，但自身结构复杂。第三种是圆柱坐标是机器人，该机器人可进行空间上的上下及水平伸缩运动，具有较大的灵活性，但末端执行装置由于受到自身结构的限制，精度不好控制。第四种是关节式机器人，这种机器人目前在工业领域中应用广泛，一般由三个或三个以上的自由度组成。该机器人类似于人的上半身，具有运动灵活，结构紧凑的特点。
2 工业机器人在高职院校的培养
2.1 工业机器人专业在职业院校的培养目标
2000年我国工业机器人保有量仅为3500?_，而到了2013年我国机器人销售量则高达3.6万多台一举超越日本成为世界上工业机器人销售市场占比最高的国家。2016年中国工业机器人市场需求增长至9.2万台。随着我国人口红利的消失以及“中国制造2025”、“智能转型”的提出催生了工业机器人产业在我国的快速发展。在未来一段时间，机器人制造厂商及其集成商需要大量制造、设计集成、安装调试、销售及技术研发人员及服务人员。而机器人用户也需要大量的工作人员进行日常的维护、调试与保养等工作。以上工作人员都是职业院校工业机器人专业的人才培养目标。由于职业院校受制于招生、科研等客观因素的限制，且工业机器人是一个由多学科组成的高新技术，因此职业院校在人才培养上一方面要进行机器人的理论的学习，为今后在该领域发展的打好基础，另一方面要将更多的教学精力集中在设备的维护、调试及简单的维修等方面。
2.2 工业机器人专业在职业院校的培养内容
目前，我国工业机器人在众多行业已经广泛应用，尤其在冲压、压铸、锻造、机械加工、焊接、热处理、喷涂、仓库堆垛等工业环境中运用广泛。传统的工业机器人系统一般都包含机器人躯干、示教器编程器、机器人控制柜等。图1为六轴机器人躯干简图，其中轴1、4、6为三个旋转轴，每个轴由电机驱动并经过减速器减速来达到增大输出扭矩进而来带动各旋转轴及其以后各部件绕该电机轴做旋转运动，而根据功能的不同，轴6的末端执行器会安装不同的设备，比如喷枪、焊枪、抓手等。轴2、3、5为摆动轴，由减速器连接电机进行驱动各关节部件进行运动。示教编程器是一个机器人控制系统的核心部件，是用来注册和存储机械运动或者处理记忆的设备，可以实现在线编程，该设备由电子系统或者计算机系统来执行。现阶段职业院校机器人专业可通过以下三个层次进行培养：第一，机器人集成应用基础知识学习；第二，机器人操作及基础编程学习；第三，通过焊接工作站、码垛工作站、及喷涂工作站等实训项目对工业机器人的操作学习。
（1）机器人集成应用系统的学习。工业机器人在运动当中都是通过驱动电机进行运动的。机器人集成应用系统的学习很大程度上就是在了解机器人控制柜的原理。该系统主要通过PLC、PLC模拟量的输出模块、电磁阀、对射开关、变频器、伺服驱动器等设备对电机或者伺服电机进行方向、转速以及位置的控制。在实际教学当中，PLC作为实现工业现场自动化程序的控制核心，该课程可作为工业机器人专业的核心课程之一。变频器通过整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、监测微处理单元来调整输出电源的电压和频率，从而达到对电机的调速控制。变频器的内部是靠IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，因此电力电子技术也是该专业一个核心课程。伺服驱动器是控制电机运动的一个重要部分，由于涉及矢量控制电流、速度、位置等闭环算法，因此对于伺服驱动器的学习在职业院校不宜进行深入的理论学习，只要达到能灵活运用的目的即可。最后，通过触摸屏及其相关编程软件的学习，实现对工业机器人的控制。
（2）机器人的操作及基础编程。第二阶段的学习则是一个以实践为主学习过程。在掌握各元器件及PLC的应用基础上，首先实现通过变频器和伺服驱动器对电机实现多段速控制、位置控制及速度控制。实现上述控制以后，通过自学引导方式掌握485通信、Modbus协议等，最终实现通过PLC对变频器、伺服驱动器的通信来达到控制电机目的。最后一个阶段可尝试PLC之间的相互通信，学会PLC之间主站、从站的设立。进入该部分学习，可进行2至3人的小组分配学习方式进行。
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）34-8211-02
教育部《关于推进高等职业教育改革创新引领职业教育科学发展的若干意见》教职成[2011]12号文件指出[1]：改革培养模式，增强学生可持续发展能力。要与行业（企业）共同制订专业人才培养方案，实现专业与行业（企业）岗位对接；推行“双证书”制度，实现专业课程内容与职业标准对接。江苏省教育厅《关于全面提高高等学校人才培养质量的意见》苏教高〔2013〕1号文件指出：探索技术技能型人才系统培养模式，实施大学生实践创新能力提升计划。支持开展各类大学生创新竞赛和学科竞赛活动；支持高职院校开展学生技能大赛和创新竞赛，构建国家、省、学校学生技能大赛体系，推进技能大赛国际化。从这些文件看出，各级政府部门对推进高等职业实践教学改革和提高人才培养质量高度重视。同时，《苏州市国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》[2]指出：打造基于嵌入式技术和3G技术为核心的高效便捷的智慧城市。
因此，作为苏州地方性的高等职业学校，苏州市职业大学肩负着为苏州地方经济发展培养生产、建设、服务、管理第一线的高素质技术技能型应用人才的任务。我校计算机应用技术专业作为江苏省特色专业，其专业设置应面向市场需求及时调整专业结构，进行错位发展，培养“适销对路”的基于Android上层应用和底层嵌入式应用开发、测试以及维护的高素质技术技能型人才。
1 人才培养思路
高职教育主要为社会培养高素质技术技能型人才，这就决定了高职计算机应用技术专业定位着眼于区域经济和社会发展，以就业为导向，以就业岗位能力为本位，以岗位职业实践为主线，课程理论知识以“必需、够用”为度，以技术素质和应用能力培养为核心，进行专业改革和建设。改变过去以教师为主体的“灌输知识”模式，引入案例教学、项目教学法，注重职业道德与素质训导，突出能力培养：
1）以校企合作为切入点，根据就业岗位所需职业技能点、知识点及综合素质分析，进行专业改革和整合课程内容，制订和完善课程标准，采用基于工作岗位的人才模式；
2）引入企业真实工作背景的实训、校外实训基地实训、第二课堂活动等多种方式构建和岗位能力对应的知识和技能培养体系，大大强化了实践性教学环节；
3）通过全面实施“课证”融通的教学理念，将教学和职业资格认证相互融合，力求使培养的人才能力标准符合社会广泛认同的行业岗位规范，以进一步提高学生的综合就业竞争力；
4）作为课程改革的有益补充，实施了“课赛”融通的教改方法，成立学生兴趣小组、学生创新团队等，并代表学校参加全国的电老鼠走迷宫竞赛、智能车竞赛、机器人竞赛和电子设计大赛等，获得了不菲的成绩，使学生在课程学习的同时通过积极参与相关专业竞赛来巩固和扩充他们的课堂知识，并充分挖掘学生的创新潜能，培养他们的职业竞争意识和荣誉感。
2 课证赛融合的探索
“课证赛融合”就是在传统的讲授式教学方法基础上不断探索，引入职业化培训理念，实施“课证、课赛” 双融通的教学模式、采用项目驱动教学，积极推进学习领域课程开发模式的教学方法改革、深化校企合作。在课程实施环境上，所有专业课程均在多媒体教室或机房内授课，奠定了教学模式、教学方法、教学手段改革的基础条件。
2.1 课证融合
课证融合就是将与专业相关的职业资格证书考试内容纳入专业教学计划之中。在分析与专业相关的职业资格标准的基础上，将职业资格标准的考核内容与课程的教学内容一一对接，进行课程内容、课程标准、教学方法、教学案例、和考核要求的设计，加强和规范了学生的实践操作技能，提高了学生的岗位实践能力[3]。使高职教育能适应用人单位和岗位的实际需求，培养和造就“高职学历+ 职业资格证书”的高素质技能型人才。
目前，本专业在专业教学计划的制订和实施中，结合计算机导论、计算机维护与升级、Android系统高级应用开发等课程（表1所示），引入了计算机高级操作员、计算机计算机程序设计员（移动互联网）、微型计算机安装调试维修工等劳动与社会保障局、苏州市劳动与社会保障局等职业资格认证，课程内容与职业标准相互沟通与衔接，教学内容完全覆盖国家职业资格标准要求。形成了职业化的培训体系，系统化地提高了学生总体的基本知识和技能的同时也提高了学生的就业竞争力。其中，计算机导论为以证代考课程。
2.2 课赛融合
课赛融合是将各种技竞赛项目嵌入课程教学当中，设计课程教学内容和实训项目。以竞赛为动力，以竞赛内容为项目驱动，提高学生专业应用能力，赛训有机结合，从形式上为学生初步探索了一个人人参与竞赛的平台。
根据本专业的培养目标，我们引入了5个计算机应用技术专业相关比赛项目，竞赛项目由易到难，由单一到综合，分布在大学3年。并将竞赛任务融入到所需的系列实训课程中（表2所示），学生可以根据自己的兴趣，在大学一年级到三年级都可以找到能参加的竞赛项目，形成了一个较完整的训练体系。实施中，是将竞赛项目所涵盖的知识和技能进行分解，变成一个一个的子项目，再以分解后的子项目为主题融入到所对应的系列实训课程，进行实训任务书的设计。整个实训课程的实训过程中，引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“任务”。教师结合竞赛项目任务，引导学生有目的地学习知识和实际应用技巧[4]。
下面，以中国“未来伙伴杯”智能机器人大赛家用吸尘机器人为例，介绍竞赛项目分解与实施。
1）竞赛项目分解：依据家用吸尘机器人竞赛规则，要完成该项目，必须具备3个方面的知识和技能：硬件控制系统的认知和分析、硬件模块的控制程序代码编写与调试、按竞赛规则完成机器人控制系统的软硬件设计与调试；
2）竞赛子项目与实训课程对接：根据竞赛子项目对知识和技能要求的不同，对接不同学期不同的实训课程。第一学期：硬件控制系统的认知和分析与电子器件组装调试项目实训对接，第二学期：硬件模块的控制程序代码编写与调试与结构化程序设计项目实训，第三学期：机器人控制系统的软硬件设计与调试与单片机控制项目实训对接。例如：在电子器件组装调试项目实训中，完成机器人硬件系统的认知和分析，包含：微控制部分、传感部分、执行部分和外部扩展部分等电路的识别与分析。
3）竞赛子项目与实训课程融合实践：由于每一个竞赛子项目所涵盖的知识和技能很多，需要进一步细化与分解。因此，将子项目进一步分解为模块来设计实训任务，同时学生进行分组，每组选择不同的模块。例如：硬件模块的控制程序代码编写可以按照硬件功能不同将程序代码做进一步分解：电机驱动、碰撞传感器、红外传感器、光敏传感器、光电编码器、指南针、地面灰度检测、串行通信电路和路径规划算法等程序代码设计。
4）实训课程考评与竞赛团队选拔：考评是对学生实践动手能力、综合运用理论知识解决实际问题的能力和独立设计能力的综合评估。考评时采用多元化的评价主体，学生自评、小组评价、教师评价相结合。评价主要依据学生的学习情况、多媒体作品和小组答辩情况。小组答辩为展示交流过程：在多媒体教室，每个小组的讲解员， 在10分钟内通过幻灯片讲解和投影展示本组的研究成果。汇报的内容包含课题名称、研究结论、资料来源、小组成员。通过这一途径，个体知识或小组知识将逐步演化成为人类社会的共有知识。在这个阶段，学习者还通过网络平台进行小组成果交流和评价[5]。依据每组学生的实训成绩，进行竞赛团队选拔：会说明每个硬件模块的功能与参数调试方法；能控制每一个传感器实现机器人的单一控制；能控制机器人按照比赛要求完成比赛。
3 总结
总之，对于高职院校，通过“课证赛”的融合，使学生对“赛”、“证”项目从知悉到深入，使“赛”、“证”项目从单一到综合融入到课程体系，在职业能力培养的过程中互为支撑式发展，突出了实践能力的过程化培养。同时使学生明确了学习目的、增强了学习主观能动性，培养团队作业意识，有效地培养了学生的知识综合应用能力和创新思维能力。
参考文献：
[1] 教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见（教高〔2006〕16号）.（2009-09-23） [2014-08-12]. .
关键词：CDIO；工业机器人技术基础；教学改革；
CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate），以工程项目为载体，培养学生的工程能力、个人的学术知识和运用知识解决问题等能力。它是麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等四所大学从2000年开始经过四年研究创立的教育理念。CDIO工程教育模式近年来逐渐在职业教育中被广泛运用[1-2]。工业机器人技术专业是近几年在职业教育院校中新兴的专业，缺乏教学经验的积累。为了更好的实现“面向工程应用”的教学目标，借鉴成功的教学方法是一种有效途径。
高等职业教育中的教学改革
高等职业教育作为高等教育体系中的一种类型，肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高素质的技术应用型和职业技能型高等专业人才的使命[3]。参照《国务院关于加快发展现代职业教育的决定》中的指导思想，高职教育改革以服务发展为宗旨，以促进就业为导向，适应经济新常态和技术技能人才成长成才需要，完善产教融合、协同育人机制，创新人才培养模式，构建教学标准体系。教学体系要紧贴岗位实际工作过程，不断更新课程内容，根据实际需要调整课程结构。依据职业教育服务产业经济，培养学生个体的多样性，深化多种模式的课程改革，创新教学方式方法[4]。
《工业机器人技术基础》是一门机电一体化、工业机器人技术等专业的专业基础课程，应用性很强。由于《工业机器人技术基础》是一门新的课程，缺乏教学经验的积累。因此，本课程需要在企业调研的基础上，参照有效的CDIO教学模式进行设计、引进企业的机器人应用工业案例。既要兼顾理论教学又要突出实践应用。高职学生特点则是实践操作兴趣浓厚，理论学习相对薄弱。鉴于诸多因素，在课程设计上就要兼顾理论学习与实际操作。因此在这门课程教学设计基本思路是把知识点、技能点的学习融入到每个具体的工作任务中，以CDIO的模式展开，实现理论与实践结合，以学生关注的点为基础，在传授知识过程中注重工程应用能力培养，强化学生的自学能力与分析问题解决问题的能力。具体做法是：
1. 任务驱动、项目教学
课程教学过程中把知识点、技能点的学习融入到每个具体的工作任务中，每个任务按照“任务导入—任务分析—相关知识—任务实施”来具体展开。任务的选择强调源于生活和工程实际，注重内容的典型性、实用性，理论知识的选择上以“适合、够用”为原则使教学内容直观、具体、形象，易于接受，有利于树立学生独立解决问题的自信心。
例如在讲到工业机器人的手臂结构的时候，本单元的重点学习目标是要理解工业机器人组成以及零件的相互关系。对于学生来说一些基本的零件结构是他们熟悉的，但伺服电机和齿轮减速器是完全陌生的。所以在授课时我们以认识机器人的零件组成作为问题的出发点，以工业应用中的小案例、用三维软件进行结构展示为方法展开教学，这样很容易被学生接受。
2. 情境式教学
本课程改变了传统的将理论与实训分开的教学模式，在教学中设计了6个学习情境，每个情境都以相应的工业案例为主线，配合Solidwoks、SimaticVS、EpsonRC等仿真软件的使用，按照“资讯决策计划实施检查评价”的流程授课，使学员能够在“学中做、玩中学”，可以有效地激发学生的学习兴趣和问题解决能力。这里以工业机器人的视觉为例。
任务：怎么样让工业机器人智能化程度更高。
任务分析：问题1：工业机器人怎么发现零件的位置？问题2：怎么精准的抓取这些零件？
要想解决上述问题，就需要了解工业机器人视觉工作原理。这样就引发了学生对视觉的组成、作用以及视觉系统各部分的工作原理等相关基本知识学习的兴趣。
在教学过程中，理解工业机器人视觉的工作原理后，对工业机器人视觉的作用进行分析，此时会用到工业案例法，并对此案例经行反复研究，最后再利用视觉仿真软件SimaticVS构建视觉系统，在电脑上仿真，验证搭建的系统是否符合技术要求。
3. 小班互动式教学
以项目为导向任务驱动的教学模式势必要求课堂人数要小班制才能达到更好的教学效果。本课程全部采用不超过24人的小班制教学，全程在实训室进行，主要以“边讲边练”并根据授课内容灵活以“先讲后练”和“先练后讲”等方式增加课堂师生互动。
4. 承担项目的能力训练
除了课堂教学外，我们还以学期项目的形式，让学生在学期最初的时候就可以结合所学课程的知识内容，自主选题开展学期项目。三五个同学为一组可以自主选择指导老师。整个过程从资料收集，题目申报，项目实施，项目汇报等让学生充分参与和主导整个项目，扩展学生的知识面和工程认识，提高学生对工程项目的整个流程的认知。通过团队形式完成整个项目也有利于合作精神的培养。
课程评估
（1) 考核和评价：
以能力为主的评价机制，课程考核方式采用过程性评价与目标性评价相结合；理论与实践相结合；技能与作业态度相结合；采用笔试、操作相结合；学生之间自评、互评相结合。考核学生能力，综合评价学生。学习效果评价。理论教学采取期末闭卷考试的办法。平时成绩占60％（含实训），期末成绩占40％。
（2) 教师的教学技能：
教师通过深入企业走访和承担工业机器人相关的企业培训等途径，了解最近机器人及企业的需求，引进企业工业机器人的应用案例，促使教学与生产实际结合，实现工程应用的目的。以培养学生的自学能力和良好习惯为线索，把自学能力作为逻辑思维能力、计算能力、空间想象能力、分析与解决问题能力等一切能力的基础能力贯穿教学的全过程。特点是有效地废除了注入式、满堂灌的教学方法,满足不同层次学生的求知欲望。课前布置自学题目，组织好学生的自学及小组讨论——上课组织学生发言讨论——老师点评指导——进行全课总结，布置下章节自学题目。
课程质量监控体系
我院设立了专门的教学监管体系（学校+企业），督导组会不定期地进行课堂教学的抽查与监管。作为平台课程实行了教考分离制度，促进学生能力的提高。更重要的是经过项目化训练的毕业生，在工作岗位上表现出色普遍受到企业的好评，这是对我们课程质量好坏最客观的评价。
通过教学实践，CDIO教学模式在《工业机器人技术基础》课程已初见成效，主要体现在学生在学习过程中表现出了很高积极性，在学期项目实施中取得了技能的提升，具有一定的项目策划、组织、实施、协调的能力。我院学生多次参加各类竞赛并获得奖项，在2015年苏南全球创客大赛中表现突出。
依据十三五规划高职建设指导思路，进行平台基础课程的教学改革。以高素质技能型人才培养目标，确立“以技能为核心，在学中做，在做中学，学练合一”的教学模式，充分利用现代教育技术，逐步建立网络教学资源，使学生掌握工业机器人的基本理论、分析机器人应用工业应用案例的基本方法和进行实验验证的初步技能，形成“教、学、做”一体化的具有高职特色的课程。持续与企业紧密合作，紧随企业技术的需求更新案例项目。
结束语
CDIO教学模式应用在《工业机器人技术基础》课程中，是学院借鉴新加坡南洋理工工程化、模块化的成功案例，利用CDIO教育模式对《工业机器人技术基础》新的课程教学进行改革，是高等职业教育的课程改革的一部分。通过CDIO教学模式的应用，等到了老师与学生的高度认可。
参考文献：
[1] 顾佩华,包能胜.等CDIO在中国高等工程教育研究:2012.03:34-40
[2] 史勤刚.马俊成.基于CDIO的模拟电路教学改革的探讨,现代制造技术与装备,2016(1):165-166
[3] 孙海泉,徐兵,邱白丽.苏州工业园区职业技术学院项目制教学改革的探索与实践,中国职业技术教育,2011(32):66-70
[4] 徐兵.学期项目运行模式的构建实践,高等工程教育研究,2014(2):122-125
“十三五”期间对高等教育发展提出了许多新要求和目标，其实现的基本路径是深化教育领域的综合改革，优化教育教学模式，重视教育教学过程和环节的丰富与创新，将人文教育和科学教育与第一课堂、第二课堂、科技竞赛以及学生活动相融合，更好地实现全人教育的探索之路。
一、人文教育与科学教育相融合的意义
人文教育主要是对人进行人文知识、思想道德和文化精神的教育，强调人性的培育和精神世界的丰富。而科学教育主要是进行自然科学知识的传授和技术创新的教育，强调严密的逻辑思维、系统化的科学知识以及物质财富的创造能力。任何教育都不应该区分进行，教育的本质是以学生的成长成才为核心，重视学生的全人培养。科学教育中，人文精神的渗透为科学知识的学习提供强大的精神动力，帮助学生树立正确的价值观，狭隘的科学教育无法完成学生对人类有益的持续创造性培养；而在人文教育中，同样需要科学的理性思维的支撑，狭隘的人文教育也无法带给学生持久的价值感和理性逻辑。
二、电子科技大学校机器人队培养模式
以我校机器人队为例，依托2002年起步的一项亚太大学生机器人大赛和国内选拔赛，十五年的时间里，我校已培养了约300名机器人队正式队员，其中70%以上的学生在毕业后出国或在国内深造，毕业后均进入优秀的企业或自主创业。机器人队培养模式是科学教育和人文教育融合并重的实际案例。大学的培养离不开精神引领和塑造，“勤为径，创新求胜；苦作舟，荣辱与共”的机器人队精神，通过十五年的凝练和传承，影响了一届又一届的队员和机器人爱好者。经过十五年的探索和完善，机器人队培养已建立一套完备健全的体系（如图1所示）。机器人队相关培养活动不止是通过实践平台提升学生的专业技术和科研水平，在这个体系中，既重视平台的搭建和打造，整个氛围的营造和文化活动的开展，又重视学生团队的自我适应能力、协作能力和创造力的培养与挖掘；既重视依托培训、赛事、活动等实践，又重视创新成果的总结和提升。整个体系由培养平台、氛围营造、训练平台、学生团队、实践平台等5个层面构建而成，涵盖15个方面的丰富内容，三大学生项目基金支撑贯穿于整个培养过程，固化并升华了学生机器人的科创成果。
（一）依托学校工程训练中心硬件平台，促进学生的发展
学校工程训练中心现有加工中心、数控车床、数控铣床、普通车床、普通铣床、钻床、折弯机、剪板机、冲床、交流弧焊机、电工技术实验台、电气维修实训台、传感器综实验台、慧鱼及博创机器人创新实验模块组件等近2000套设备仪器，价值2000多万元。基于“基础型、综合型、创新型”的层次化实训教学体系，分别设置了基础工程训练、综合训练、创新训练及职业技能训练等四个层次，培养学生的基本工程素质与实践技能、理论联系实际的科学思维方法以及探索知识与勇于创新的精神，促进学生专业知识、能力与素质的协调发展。
（二）彰显机器人的鲜明特色，营造机器人三位一体氛围
每年通过校园“创新创业周展”“年度获奖机器人展”“高校科技夏令营展”等途径，展出机器人，宣传机器人成果，树立文化标杆。让机器人文化像诗歌、电影等一样，成为一种流行。建设学院“机器人文化馆”和“机器人展厅”，展出历年自主研发的优秀机器人，积淀机器人成果，将历届机器人队实体成果和精神结晶传承。同时重视机器人Logo的印记影响。通过校园宿舍走廊机器人装扮文化和机器人标示，传递机器人文化。宿舍的多彩装扮，门把手上的温馨提醒，学校的各项重要活动……机器人的logo无处不在。另外，机器人论坛、机器人校庆周活动不断丰富着我校机器人文化。
（三）加强系列理论培训，搭建由易及难的赛事平台
加大技术培训系列活动的同时，通过由易及难的比赛题目，开展训练和选拔。通过新生杯电子设计竞赛，学院机械创新设计大赛等赛事，让学生迅速入门。然后，通过全校性巡线机器人大赛实现技术进阶。低年级学生组队，机器人队成员和科协成员通过宣讲会、题目解析会、答疑解难会等方式帮助低年级学生完成作品。巡线机器人大赛已成为我校影响力最大、参与学生最多的学生自发组织的品牌赛事。
（四）全力开展机器人队备战赛事，培养机器人技术骨干精英
由于学生组成的多元化，跨学科交流是培养的另一种尝试。每年机器人队成员有来自机械、电气、工业工程、计算机、电子信息、通信等工科专业的学生，也有外国语、管理、数学等专业学生。整个备赛过程约10个月时间，集中在机器人基地开展。20～30人组成的机器人队，分为软件组、机械组、控制组以及协调组，依据个人特长分工完成相应任务，同时做好配合，完成预计方案设计的机器人。其中机构设计、加工，器材的选型、购买、报账、入库，设备器材使用、维修、报废，机器人联动调试、手动操作培训等一系列工作，均由队里自主完成。
（五）追求技术极致为国争光，心系社会共谋创新之路
注重机器人文化校外交流也成为机器人队与社会接轨的一种培养方式，如走进社区和中学进行机器人科普宣传，开展志愿活动和社会服务。2013年，机器人队学子通过技术交流，帮助成都七中GMT-E机器人队攻克难关，最终在“FIRST机器人大赛”力战群雄，拿下了全国一等奖，并代表中国赴美国参赛。2015年，机器人队学子指导中学生获得2015年中国青少年机器人竞赛活动VEX机器人工程挑战赛“立地顶天”冠军，获得2015年世界机器人大会•世界青少年机器人邀请赛VEX机器人工程挑战赛“一网打尽”亚军。
三、机器人队培养成效
通过纵横交错、同步开展的培养体系，培养了学生人文素质和科学素质，包括表达沟通能力，热情自信的魅力，冷静思考、精益求精的思维习惯，严谨创新的科学态度，不畏困难、勇往直前的勇气，全面的组织能力以及相互信任、团队协作的集体精神。其中，有一位机器人队员获得2011年全国大学生十大年度人物提名奖。2013年全省高校校园文化建设优秀成果评选活动中，电子科技大学参评的“超越梦想”机器人研创文化活动获得全省高校校园文化建设优秀成果一等奖。目前，机器人队成员已成功孵化科技类创业公司10余家，创业团队若干。在创新创业的路上，机器人队一直在前行。总之，教育不是一朝一夕，短时间就能达到极致或者突显成效。高校应以人为本，认识到人文教育与科学教育对于学生全面发展成才的重要性和不可缺失性。搭建更多平台，以多元化的教育途径相结合的方式，替代传统的课堂理论知识讲授，使人文精神和科学精神潜移默化地影响学生，并促进他们的成长成才。
作者:李丽娟 孙东 于乐 单位:电子科技大学
研究新形势下维修电工学习，不仅是提高教学质量的重要途径，而且对全国职业教育具有重要意义。
本文以工业机器人时代到来为背景，总结我国工业机器人的发展与应用现状，分析当前工业技术发展形势下“维修电工岗位”核心职业能力要求的新变化，归纳适应工业生产发展需求的维修电工岗位对应的学习领域，进而探讨相应学习领域的课程与教学设计，最后提出了维修电工课程设计与能力培养路线图，为当前高职维修电工领域的发展提供思路。
2.工业机器人的发展与应用现状
工业机器人的发展可分为三个阶段：第一代示教再现机器人，目前工业中正大量应用；第二代带感觉的机器人，技术应用基本成熟，工业应用较多；第三代智能机器人，技术正在发展过程中，工业上少量应用。
所以，目前工业上应用的机器人主要是第一代和第二代机器人。
当前国内的工业机器人市场已经逐步走向成熟，且作为全球制造工厂的我国制造业对产品质量和生产率的要求越来越高，人力成本也将不断提高，所以工业机器人的应用已经进入快速发展时期，其应用范围将进一步扩大。
3.工业机器人时代对维修电工岗位职业能力的要求
3.1 自动化生产设备的广泛应用
工业机器人是最典型的机电一体化数字化装备，其发展与应用对电工行业的影响较为深刻，主要表现在高性能控制器、伺服电动机、各种传感器和HMI设备的大量应用上。
目前在自动化生产设备上，除了常用的继电器、接触器等传统电器设备，还大量应用着以下几类新型电器：控制模块，其中以各种PLC控制器应用最为广泛；电动机驱动装置，常用的设备如变频器、步进电机驱动器、交流伺服驱动器等；电动机，以步进电动机和交流电动机为主；传感器，如光电开关、接近开光等。
3.2 工业机器人的发展应用促进了维修电工岗位核心职业能力的发展与变化
传统维修电工岗位职业能力的重心是继电器-接触器电气系统的安装调试与维护，为了适应生产的需求，当前维修电工岗位的核心职业能力也必需发展变化，应该把重心定位在以PLC控制器为核心的现代电气控制系统的安装调试与维护上。
从岗位核心职业能力的要求上看，新的核心职业能力是对传统职业能力的继承与发展，对当前教学中维修电工岗位职业能力的培养提出了更高的要求。
4.维修电工对应学习领域的发展与变化
4.1 维修电工的学习领域
当前高职院校对维修电工学习领域的设计，主要包括电工技术基本理论与知识、电机拖动与控制基础、常用电气控制设备的使用与维护、电气制图等。这些学习领域只能满足传统继电器-接触器电气控制系统的安装调试与维护的需要，不能适应当前维修电工岗位职业能力的要求。工业机器人时代背景下，维修电工对应的学习领域，需依据新的岗位核心职业能力确定，〃现代电气控制系统安装调试与维护〃对应的学习领域主要包含电工技术基本理论与知识、电机拖动与控制基础知识、PLC控制技术与应用、常用新型电气设备的运用和现代电气控制系统的安装调试与维护这五个学习领域。
4.2 维修电工学习领域的发展与变化
维修电工对应学习领域的发展与变化，是为了培养适应市场需求的实用型技术人才，也是对维修电工教学内容的一次改革。在五个学习领域中，有两个学习领域是继承了传统，另外三个学习领域是"现代电气控制系统安装调试与维护〃这一新的维修电工岗位核心职业能力的新要求。维修电工学习领域的变化，将直接影响维修电工设计，必须重构其对应的体系，学生才能生成新的维修电工核心职业能力。
5.工业机器人时代维修电工学习领域设计
5.1 维修电工课程设计
本文维修电工课程设计的总体原则为：理论知识和实践能力并重，单项技能与综合能力并重。五个学习领域的课程设计整合为四门主要课程，包括电工技术基础课程、电机拖动与控制课程、PLC控制技术课程和现代电气控制系统综合技能课程。
这些课程分为三个类型：基础理论知识型课程、重点单项技能型课程和综合技能应用型。这三个类型把维修电工核心职业能力的培养分为三个阶段：第一阶段是熟悉电工基本理论知识；第二阶段是掌握各种重要单项技能；第三阶段是综合技能应用生成核心职业能力。
5.2 维修电工课程设计与能力培养逻辑
首先，通过电工技术基础课程使学生掌握前人的相关间接知识和经验；然后，通过电机拖动与控制课程和PLC控制技术课程让学生通过单项技能学习快速生成核心职业能力，如电机的结构原理的认知、基本控制电路的安装调试能力、PLC程序设计能力、PLC控制系统安装与调试能力；最后，通过现代电气控制系统综合技能课程一方面灵活增加学生对新型电气设备（变频器、伺服驱动器、传感器和HM丨设备等）的学习，另一方面培养学生现代电气控制系统安装调试与维护的综合职业能力。维修电工的课程设计与能力培养逻辑，以培养学生可持续发展的实践能力为最终目标，确保能够通过课程教学活动高效生成高技能实用型人才。
6.总结和展望
一、创新能力培养工作中存在的问题
（一）思想认识上的偏差各行各业各个层次的岗位工作，都需要具备一定创新能力的人才。但是，一些人认为创新型人才培养是普通高等学校或者研究性大学的事情，与高职教育无关。正是这种认识导致了高职教育教学理念的偏离。相当多的高职院校在教学过程中重视的是知识、技能的灌输与传授，忽视对学生创新意识、创新能力的培养。在电子应用能力培养方面，教师往往过分注重课堂上的理论阐述，课后的实训环节也过于依赖实训设备和相关的教学手册，忽视学创新思维和实践能力训练，因此学生无法将学习到的理论知识与实际工作相互合，缺乏想象力和创造力。
（二）培养方案与教学模式的不足人才培养方案的设计，存在理论教学与实践教学相分离、重专业教育而轻人文教育、重单科设置而轻课程整合等问题，教学时间与资源存在内耗的现象。在电子类专业教学方面片面注重单科教学，忽视学科之间的相互联系。因此，学生“只见树木，不见森林”，无法应用知识来解决实际问题，更不用说创造性地应用。在教学模式上，存在重课内而轻课外，重校内而轻校外、重灌输而轻探究、重继承而轻创造等现象。受学校的一些设施和师资条件的限制，电子技术类课程的授课方式还是传统的“我教你学”的模式，应试教育的倾向比较突出。在课程建设上，存在重学校自身建设而轻行业企业参与、重形式而轻内容、重当前设计而轻持续改进等现象。因此，学校的一些实训设备利用率不高，有的只是充当招生砝码和宣传素材。在考核评价上，存在重学校评价而轻社会企业评价、重单一测试而轻综合测评、重结果而轻过程等现象。现行的普通高职教育已经大众化，学生往往成为流水线上的一个“产品”。学校只是要求学生毕业时都达到某些标准，却忽略学生的个体差异，不能充分重视学生的主体选择和个性表达。以上种种都不利于培养创新能力，甚至往往会扼杀学生的创造力。
（三）教学环境和条件的不足许多高职院校的教学设施尤其是实践教学设施设备明显不足。学生在学校无法得到保质保量的实践训练，毕业后进入工厂，往往还得经过专门的培训才能上手。“双师”素质的教学团队建设，在大多数高职院校都滞后于教学需要。学校教师进编制受职称和学历等制约，常常导致需要的企业人才无法引进，教师的进修培训又受到各种因素的限制。学生的创新实践不仅需要资金支持，还需要教师的正确引导。电子类创新实践活动，其耗材需要资金比较多，全由学生支付显然不现实。总之，由于各种因素的制约，学生电子技术创新实践活动难以开展，开展起来了也难以取得实效。
（四）创新文化培育不够，创新氛围不浓斯普朗格说：“教育的最终目的不是传授已有的东西，而是要把人的创造力量诱导出来”。高技能创新人才的培养离不开尊重创新、鼓励创新的环境氛围条件。然而不少高职院校对文化建设认识不足，不能营建一个良好的、宽松的、有利于创新的文化氛围。
二、创新能力培养模式的构建
随着对毕业生综合技术应用能力要求的提高，围绕学生创新知识学习、创新能力培养、创新素质提高的实践探索方兴未艾。如“订单式培养”、“基于岗位创新的课程开发”、“基于人才培养模式创新的高职教材建设”［1-3］等探索，在教育实践中都取得了一定的成果。但是许多研究成果在实践应用中，又简单地将知识、技能和素质依照传统科目教育模式加以模块化，不能真正使学生职业素养和专业技能同步提高。借鉴国内外的一些研究成果，结合我校机电工程系各专业的发展情况，我们认为，应当探索构建一种基于“校企合作，工学结合”的电子技术应用创新能力培养模式。第一，积极开展各种形式的调查研究，组织探讨高职院校学生创新能力培养方案及其路径。通过调查研究，了解社会人才需求，明确高职电子相关专业学生应该具备的电子技术应用创新能力，正确认识高职电子技术应用创新能力培养存在的问题和不足。第二，建立高职电子类学生创新能力培养平台。依托机电工程系电工电子与自动化实训基地，建立机器人创新实验实训室、电工电子类创新实验实训室，开发课程结合紧密、企业关联度高的实验实训项目。首先培养学生基本的动手实践能力，然后通过实验室开放项目、学生创新课题、毕业论文（设计）等形式，鼓励学生课余独立或联合开展各类科研活动，吸引学生积极探索新技术并能够付诸实践。同时，组建由教师、企业技术人员、学生构成的科研团队，根据企业需要开展科技攻关活动，帮助解决生产中的实际问题，真正做到“工学结合”，锻炼培养学生的实践能力和创新能力。第三，企业参与实训室建设，构建开放式实践教学体系。通过调查研究，了解企业对专业人才的技能要求，从而不断改进实训项目和考核方式。争取技术力量雄厚的设备供应企业参与实训室建设，在技术开发、实训室内部设施的布置、实训项目的开发、实训师资的培训等方面同企业进行深入的合作，形成较为密切的互惠互利关系。这样，企业由于了解学校的目标需求，可以开发出更符合学生能力培养需要的设施设备，有利于企业的发展；另一方面教师可有效利用企业的资源，提高自身的职业能力。第四，“以赛促学、以赛促改”，加强个性化创新人才培养。以国家级和省级技能竞赛为契机，利用实验实训平台，选拔培养优秀的有潜力的学生。通过参加大赛的准备和实训，不断发掘学生的潜力。在传授一定的相关技能后，引导和鼓励学生结合自身的优势进行自主创新。通过组织参加不同级别的大赛，不断总结提高，实现电子类专业学生知识技能和创新应用能力的全面发展，同时形成探索创新的校园氛围，推动学生开展探索创新活动。第五，建立健全有关管理制度和激励机制。开放实训室的设施设备管理、耗材管理、学生管理，都要建立相应的制度。学校给予一定的资金支持，使教师干得带劲，学生学得满意。
三、创新能力培养的实践及效果
作者简介：丁度坤（1981-），男，广东汕头人，东莞职业技术学院教师，博士，研究方向为机器人技术、光机电一体化，高职教育。
课题项目：广东高职研究会重点课题“增强高职院校工科类学生工程体验方法研究”（编号：GDGZ11Z001），主持人：丁度坤；东莞职业技术学院校级课题“PCB板微钻视觉检测方法研究”（编号：2011c13），主持人：丁度坤。
中图分类号：G712
文献标识码：A
文章编号：1001－7518（2012）18－0086－04
高职院校承担着为国家培养高技能复合型人才的重任。高职院校的毕业生，必须在掌握相关专业技能的基础上，具备相关的工程能力；必须培养相关的职业素养与严谨求实的敬业精神；必须使其在进入工作岗位之前，具备对企业工程文化的认同感。国家工程教育专业认证标准以及美国的ABET对此都有相关的文件规定[1]。
可是目前，大多数高职院校的课程设置，均是偏重于学生专业技能方面的提升，而忽略了对其工程文化、工程能力等方面的培养。学生在进入相关工作岗位之前，普遍缺乏基本的工程经验以及对工程文化的认同和了解。从某种意义上来讲，这也是造成我国企业的产品质量不稳定的根源所在。
培养工程类毕业生的工程能力，使得在进入相关设计制造岗位之前，对企业工程文化具备一定的认同感，培养其严谨朴实的敬业精神，有利于从源头上保证产品的生产质量，具有极其重要的意义。本文将以培养学生的工程能力为主线，以机电类学生为研究对象，构建工程能力与工程文化一体化教学的自动线实训课程，着力使学生获得一种类似于实际的工程体验。
一、体验感在工程类人才培养中作用
体验感的概念来源于心理学，指的是人类在与环境的交互中所获得的个人经验。概括地讲，人的知识来源有两大途径：一是通过书籍、老师传授、图片或者文字等方式间接获得；一种是通过实践直接获得。而体验感更强调的是后者，从某种意义上来讲，通过实践直接获取的知识要比通过间接手段获取的知识更为重要。这是因为环境的信息可为学习者提供丰富的背景，方便学习者协调与更新自己的知识体系；另一方面，体验过程中获得的成功和奖励也会使学习者建立起更为浓厚的兴趣和自信，激励其不断获取新的知识。
体验感教育对工程类的人才培养尤为重要，因为工程类的课程绝大部分均是实践性相当强的课程，工程科学本身也是在不断地发明与创造新事物中得到发展的。可以说，工程知识的认知过程就是从具体到抽象，再由抽象到具体的反复过程。工程师的知识体系来源于社会生产的实际。将工程体验感融入工程类课程的教学当中，有助于学生更好地理解各种基础知识和专业知识；有助于培养学生严谨朴实的敬业精神；有助于学生正确认识理论与实际、知识与能力的关系；有助于学生发现自己的优势和兴趣，为其未来的就业奠定基础。回忆我国第一批大学生的成长历程，他们绝大部分都有工厂、农村的实践经验，所以尽管他们的理论基础不如应届高中毕业生，但他们的理解与接受能力却要比应届高中毕业生强，因此这批学生在毕业后很快就成为了各个领域的骨干，在各岗位大显身手，为我国的改革开放做出了巨大的贡献。而反观目前的大学毕业生，入学后就根据学校的人才培养计划按部就班地学习一门又一门的公共基础课和专业基础课。工程经历的缺乏使得各门课程对他们而言都是独立的，无法在相关工程背景的指导下，将各门课程有机地联系起来，构筑自己的知识体系，也就更谈不上能力的形成了。不少学生，学了一个学期的课程，都还没弄清楚这门课程的用途，要一直到走上工作岗位，从事了相关的技术岗位，参加了一些实际的工程项目，才能理解在校期间所学课程的作用，这严重制约了个人未来的发展。
为培养学生的工程能力，营造一种工程体验感，国内外许多高等院校均专门开设了相关的课程。如美国哈佛的三一学院工程系就开设了“工程设计导引—移动机器人”课程，每年选课人数约2O人。课程以灭火机器人竞赛为背景，通过研制参赛的机器人，“旨在为学生提供一年的工程经验，以培养专业技能，建立专业视角，了解工程世界的社会与人文环境”[1]。麻省理工学院的航空航天工程系开设了“航空航天与设计导引”选修课。通过课堂教学、互联网教学和航天器设计项目为学生营造了“提供真实的工程体验”[1]。瑞典的林克平大学开设了名为“Engineering Project Y”的工程导引课程，学生将用一学期四分之一的学时修该课程。课程包括讲课、讨论、项目工作和项目总结报告几个部分。每年大约有140名学生选课，来自5个系的教师参与指导，构建10个不同的项目。每5个学生为一组开展工作，完成从构思、设计、实现到评价的全过程[2]。Joy Beatty等提出了一种游戏式的教学模式，针对计算机工程需求分析师的课程特点，设计相应的游戏项目，让学生在游戏中得到相关知识的工程体验[3]。René Sallier等根据测试专业学生的特点，设计了血压测试项目，使用了NI公司的LabVIEW平台，让学生自主去构建相关的软硬件，并体验血压测量，增强其工程体验[4]。国内深圳大学的费跃农等以机器人教学套件为载体，为新生开设了灭火机器人的早期工程体验课程，旨在增强学生的学习兴趣[1]。
二、机电类专业人才培养目标探索
近年来，随着我国制造业的持续发展以及国家产业政策的调整，各企业普遍出现了“招工难、用工难”的困境，生产设备的自动化是解决上述问题的最佳途径。它能有效地缓解企业“用工难”的困境，提高劳动生产率，保证产品质量的一致性，且能将人类从单调、恶劣的生产环境中解放出来，是未来制造企业的发展方向。全球知名的制造企业—富士康甚至提出了百万“机器人大军”计划，计划在未来十年内，在生产线上配置百万台机器人，用来代替人工进行生产、搬运。而以单片机技术、液压气动技术、电气控制技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等多学科交叉的机电一体化方向正好顺应了这一趋势，在近年来也得到了迅猛的发展。
现在，基本每个工科类的高职院校都开设了机电一体化专业方向，可是目前国家却没有关于机电一体化方向的专业标准出台，这使得各院校在机电一体化专业的课程设置方面，各有特色，有的偏机械方向，而有的偏重于电气方面。同时，由于缺少机电一体化的职业技能评价体系，以及机电产品本身的复杂多样性，使得机电一体化方向在人才培养方面存在很多急待解决的问题。如何明确机电人才的培养目标、加强专业建设、并以此制定相关的人才培养方案成为了摆在各院校面前的一道研究课题[5-7]。
培养目标的确定对高职院校而言是非常重要的，它直接关系到后续专业课程的设置，直接影响到学生在校期间学到知识的多少、掌握职业技能的深浅、毕业时能从事的岗位以及是否能较好地胜任相应岗位的工作等实际问题。
我院近年来非常重视对机电方向人才培养目标的修订，通过召开培养方案研讨会、到相关企业调研、毕业生信息反馈等方式，着力于制定最合理的人才培养方案。从调研的情况来看，目前，机电一体化方向毕业生的就业岗位群主要有：（1）机电一体化设备和自动生产线的运行、安装、调试和维护；（2）各种机械设备的自动化、数字化改造；（3）自动化生产车间的生产工艺设计、质量管理、生产管理等岗位；（4）新兴的岗位如机器人的维护、维修技术员等。
据此确定了我院机电一体化方向的人才培养目标为：自动化生产设备的安装、调试、操作、维护与管理。围绕此培养目标，我院将机电类的课程划分为四大模块，分别为：职业工具课模块、职业基础课模块、职业核心课程模块以及职业选修课模块，如图1所示。
三、机电类工程体验一体化实训课教学设计
为使学生获得一种更为真实的工程体验，我院从多个方面进行了探索。选取了“自动线的安装与调试”实训课作为试点，将工程文化课也融入其中，如图2所示。将其贯穿于整个实训课的开始、实施以及最终的课程评价当中，极力营造一种类似于实际生产的全过程，使得学生获得一种接近于未来实际工作岗位的工程体验，培养其团队协作能力、沟通能力以及严谨朴实的工作作风。
（一）工程文化课程的选取
工程文化是指企业在实际的生产经营活动中，逐步形成的、为全部员工所认同的、带有特色的价值观、生产作风、经营理念、企业精神、企业道德准则等各方面的总和[8-9]。它是企业全体成员在长期的生产与经营活动中日积月累而形成的，是企业的灵魂所在。优秀的工程文化是企业在激烈的市场竞争中出奇制胜的法宝，是企业实现可持续发展的软实力。从目前许多院校毕业生顶岗实习与就业情况发现，大多数毕业生并不能适应企业的要求，难以真正转变为一名合格的企业员工，适应岗位需求。而从用人单位反馈来的意见又可看出，毕业生的专业技能并不是当前用人企业看重的第一要素，企业更为重视的是员工的基本职业素质、对企业的忠诚感以及对企业工程文化的认同程度。所以，在校期间提前对学生进行企业工程文化的相关教育，培养他们对工程文化的认同感就显得非常重要。
而一个企业的工程文化，往往是各具特色的，但也有其共性所在。因此，选取了最具代表性的工程文化四大共性部分作为我院学生的工程文化培训课程，它们分别为：企业对员工的职业素养要求；6S理念（即整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全）；企业的品质理念；企业的生产管理理念（选取了丰田的看板管理方法）。将这些共性的企业文化贯穿于实训课的全过程，培养学生对工程文化的认同感。
（二）工程体验实训课的设计
为使学生获得一种类似于实际生产的工程体验，选取了“自动线的安装与调试”实训课作为实施载体，并在其中贯穿了相关的企业文化课程。我院的“自动线安装与调试”实训是作为“机电一体技术”理论课的实训课程而专门开设的，课时为84学时，共历时3周时间。要求学生在实训前必须具备电工电子基础、传感检测基础、PLC编程基础、电机原理与驱动等前期知识。
实训课选取的设备是亚龙公司的YL-335B自动化生产线实训台，如图3所示。它模拟了一条自动化生产线的下料、搬运、加工、装配、分拣的全过程。
整条生产线包括了5个工作分站（即供料站、搬运站、加工站、装配站与分拣站），各分站使用了西门子的S7-200PLC进行控制，可对其进行单独控制，也可将各PLC组合起来，进行联网控制。根据实验台特点，将实训课划分为供料站、搬运站、加工站、装配站、分拣站的拆装与调试，以及整线的安装与调试六大实训模块，每个模块均可自成一体，对学生的机械拆装、电气路连接、PLC编程、触摸屏技术等多个方面进行训练，提高其专业技能。以其中的“供料站拆装与调试”实训课为例，其具体的教学过程如表1所示。
（三）课程的实施与评价
课程的具体实施过程是先由指导老师讲授企业工程文化课，以及讲解体现企业工程文化的实训注意事项，总共为12学时。然后进入实训环节，实训环节极力模拟实际自动化生产设备的安装调试过程，采用采用小班制，每班学生数在40～50人之间，以小组形式进行实训，各组配备一台实训台，各小组的学生数为5人左右，配备2名专业教师进行指导。
对每一模块的实训，其教学实施过程是先由指导教师对实训内容做简单讲解，然后并对各组下发任务书，最后对各小组的完成情况进行评价，相关的评价标准如表2所示。
四、结束语
工程能力的匮乏是我国高职院校学生普遍存在的问题，直接影响了学生对未来的岗位适应程度，乃至企业产品的品质等方面。因此，本文以“自动线安装与调试”实训课为载体，融入了职业素养、企业6s理念、企业的品质理念以及丰田的看板管理模式等共性的工程文化课程，极力营造一种类似于实际的工程环境，进行工程体验一体化实训课教学的探索，使学生在实训的同时获得一种工程体验感。
从实施的效果看，参加过工程体验实训的同学，其对未来工作岗位的适应能力明显增强了许多，实训的效果也有了显著提高。去年我院第一次参加“自动线的安装与调试”全国技能大赛，就取得了团体三等奖的良好成绩，这也从另一侧面说明工程体验一体化教学的有效性。
参考文献：
[1]费跃农，邱建，李卫民，等.早期工程体验课程的设计与实践[J].实验技术与管理，2008,25（12）.
[2]Edward Crawley eta1.Rethinking Engineeirng Education：The CDIO Approach[M].NewYork：Springer，2007．
[3]Joy Beatty，Mike Alexander. Games-Based Requirements Engineering Training: An Initial Experience Report[C]. NewYork: IEEE press, 2008.
[4]René Sallier, Rüdiger Miβler, Andreas Schütze. VenDASys –a versatile experimentation platform for educational purposes[C].NewYork: IEEE press, 2010.
[5]林昌杰.高职机电类专业学生能力培养的探讨[J].武汉交通职业学院学报,2004,6(04).
[6]孙余一，黄玮，杨普国，等.机电一体化技术专业顶岗实习质量保障体系的建设[J].昆明冶金高等专科学校学报，2010，26（06）.
