基于产教融合的中高职五维一体化贯通人才培养的实践研究
——以工业机器人技术应用专业为例

文/东莞市教育局教研室 周淑彦 东莞理工学校 罗梓杰

一、引言

职业教育作为连接企业和教育的桥梁，其发展必须通过产教融合的方式来实现。国内外的实践充分证明良好的校企合作是职业教育的根本出路。但从实践来看，真正实施“校企合作、工学结合”还有较大的困难，松散型、浅层次、随机性的校企合作仍然随处可见。[1]

为此，2019年1月，国务院印发《国家职业教育改革实施方案》,提出要促进产教融合校企“双元”育人，推动校企全面加强深度合作；2019年10月，广东省出台《广东省建设培育产教融合型企业工作方案》，深化产教融合，旨在建设培育产教融合企业。在国家大力推动校企合作的背景下，通过产教融合，培养以工业机器人技术专业为代表的高层次、高技能人才，对破解东莞市智能制造产业人才紧缺难题尤为关键。

东莞市结合“完善中职教育与高职教育沟通衔接”的创建要求，先后在多对中、高职院校开展三二分段中高职贯通培养模式试点，其内涵为由中、高职院校共同承担五年一体化教学的课程设计和教学工作，学生学习年限为五年，“五年一贯制”试点班学生五年都在中职学习。旨在促进中高职教育一体化，提高培育效能，加速培养适合经济发展需求的高素质技能型人才。[2]

2015年起，东莞理工学校作为东莞市首批开设工业机器人技术专业方向的学校，在工业机器人技术专业的实训设备、师资力量及教学资源等方面不断投入。2017年，引入智能制造装备企业东莞宏友智能科技有限公司，企业在学校里开展生产经营活动。2018年，学校成立ABB应用人才实训中心及认证考点，完成了“基础实训——仿真生产线——场景应用”实训一体化建设。由于工业机器人技术具有知识和技术密集、多学科综合交叉、学习周期长的特点，针对这些特点，学校在2018年与东莞职业技术学院合作开办工业机器人技术专业的五年一贯制培养班，以五年作为学习周期，培养工业机器人技术专业人才。且培养班学生五年均在东莞理工学校完成中、高职阶段学业学习，学生毕业后可获高职文凭。

二、存在问题

工业机器人技术应用专业作为一个新兴专业，涉及电子技术、计算机技术与机械技术等，技术附加值高、综合性强、学习周期长，基于专业的特点和专业人才的要求，该专业多集中开设于高职及应用型本科院校。近年来，在中职开设该专业的学校逐渐增加，中职的工业机器人技术应用专业建设在探索中尚待完善，目前专业建设主要存在的困难有专任师资不足、教学资源缺乏、人才培养模式不成熟、可借鉴的建设样例较少。这些因素制约着专业的发展，同时，工业机器人技术应用专业的人才培养数量和质量都还不能满足我国工业机器人产业迅速发展对高质量人才的需求。通过“中国知网”平台，以“中高职贯通”和“工业机器人技术”为组合关键词进行检索，未搜到相关文献。由此可知，工业机器人技术应用专业的中高职贯通人才培养的相关研究不多，基于产教融合背景下的工业机器人技术专业中高职贯通人才培养模式的探索更少。

三、思路和方法

打通产教融合背景下的中高职贯通人才培养模式的核心通道在于能否明确界定中职、高职两个不同阶段培养目标的递进、延展和衔接关系[3]，才可以解决中职、高职相近专业的口径不一、衔接效能低等问题。

基于当前的政策背景，同时着眼于东莞地区的实际情况，根据中高职工业机器人技术应用专业开办现状，从学校、企业之间的关系出发，明确学校角色、企业作用，构建“培养目标、课程、教材、考核评价、实训实习”五维一体化贯通，通过中职、高职和企业三方融合贯穿五年人才培养链条，发挥各方资源优势，从岗位需求、教学目标、就业情况等层面探讨实践路径，参照行业企业标准共同确定专业课程标准，构建中高职贯通人才培养方案。

1.目标一体化贯通

工业机器人产业由上游核心零部件制造(减速器、伺服电机和控制器)、中游工业机器人本体制造(机器人机械传动系统，是机器人系统的执行机构)、下游系统集成及应用(为终端客户提供整套解决方案，负责系统开发和集成，满足用户需求)三大部分组成。通过对工业机器人相关企业进行调研后，明确面向本体制造企业、系统集成商、终端用户三类企业，针对六项核心工作岗位进行人才培养(见图1)。

图1 面向企业及相关岗位职责

从工业机器人技术专业人才层次分布来看，中职毕业生主要侧重于操作和装配，适合从事的岗位有工业机器人操作与维护人员(日常维护)、工业机器人装配工、工业机器人销售服务人员等。高职毕业生主要侧重于能完成机器人自动化改造和升级改造工作，适合从事的岗位有工业机器人集成开发工程师、技术支持工程师等(见图2)。

图2 工业机器人技术专业人才层次分布

2.课程一体化贯通

建立融入企业元素的新型中高职一体化人才培养课程体系，在“中职为基础、高职为提升”的原则下，突出中职重视“实操”、高职强化“理论”，开发以岗位、职业能力为核心的“模块化”课程体系。

(1)课程群制定流程——工学结合一体化

课程群的基本特点是知识的关联与交叉，一个专业的课程体系分为多个课程类别，每个课程类别下又分为横向、纵向关联的课程群。[4]课程群建设比单门课程建设涉及面大，在此基础上建设精品课程，又以精品课程促进课程群建设，对其他课程的改革起到示范作用，对整体教学效果起到引领作用。[5]

工业机器人技术专业从课程体系连续性和完整性出发，按照分层递进的思路，以产业岗位群的能力要求为标准，开发以岗位需求为核心的“模块化”课程体系。以工学结合一体化为特征的课程群制定流程如图3所示。

图3 工学结合一体化课程群制定过程

(2)课程内容——对接岗位，模块教学

通过调研工业机器人领域应用人才岗位典型工作任务，分析各岗位需要的能力并转化为教学内容。课程模块对接教学内容，既包括机械类、电气类基础知识，又包括工业机器人基础应用、典型应用和综合生产线调试与应用等专业技能。这意味着不管员工处于工业机器人安装、调试，还是售后维护等岗位，均需要掌握机械电子、液气压、PLC控制、自控、机器人运动学等理论知识和实践经验，方能胜任岗位的要求。

需开设的专业基础课程群包括传感器应用、机械制图、电工电子实训、液压与气动传动技术等课程。中职阶段开设的专业核心课程群有机电一体化设备组装与调试、单片机原理与应用、机器人技术基础、机器人软件应用、机器人组装与调试、机器人工作站组建与维护等课程。而高职阶段开设的专业核心课程群包括工业机器人应用系统三维建模、先进组态技术、PLC控制系统安装与调试、机器视觉应用技术等课程。形成以就业为导向，以能力为本位，以项目课程为主体，职业实践为主线的课程体系。

(3)教学模式——“理-虚-实”三位一体

在“理虚实一体化”教学架构中，“理”是指基于典型的工作过程和行动导向开发的新形态教材和线上慕课资源，开展翻转课堂等多形式的理论教学。“虚”指的是根据专业理论运用虚拟仿真实训软件及VR沉浸式软件等数字化资源，开展以虚拟仿真、沉浸体验教学为主的虚拟教学。“实”是指开展与专业理论对应的实体模型、专业技能动手实操为主的实践教学。[6]

在具体实施教学过程中，由于传统的机器人示教编程方式安装调试时间长、效率低，在轨迹安全、可达性、节拍需求方面缺乏充足验证。为保证教学高效顺利开展、提高学习效果，通过校企签订协议，让企业进驻学校，采用“知识学习+虚拟训练+实操训练”三位一体相互验证的教学模式，其中实操训练使用企业提供的实际生产设备。

3.教材一体化贯通

在教材开发方面，运用激励机制让企业师傅进课堂，中、高职教师下车间，三方合作开发专业核心教材，充实教学资源，解决实训设备更新迭代快、师资力量薄弱、教材资源缺乏等实际问题。专业教师通过实践总结出一种便捷有效且符合实际教学的撰写教材的方法，即通过走访同品牌工业机器人企业用户，借鉴企业用户在使用工业机器人方面丰富的实践经验，同时将教师参加各类工业机器人技术培训资料融合汇编成校本教材，短时间内既可提高授课教师综合素质，同时形成具有地区或学校特色、符合教学使用的校本教材。

在此基础上，学校依托教育部与华航唯实、ABB、新时达工业机器人领域职业教育合作项目，在开展工业机器人应用人才培养中心建设工作中，与北京华航唯实机器人科技有限公司，共同编写《工业机器人操作与编程》等六门核心课程教材，共同开发了基于岗位内容的项目教材课件及慕课资源，并邀请高职院校教师担任顾问，对教材内容进行严格把关，在解决中职学校教材资源缺乏问题的同时，务求实现中高职教材内容不重复、深度递进的有效衔接。

4.考核评价体系一体化贯通

以过程化考核代替传统考核，激发学生学习兴趣。建立健全考核体系，重点考核学生完成职业能力训练项目、实现课程目标的状况和程度，以及学习过程中的综合表现。以职业标准为导向，建立以培养职业能力为目标的评价机制，实现校方成绩评价、企业职业能力评价的结合。

以工作站组建与维护这门课为例，该课程综合了机械电子、电机拖动和传感器技术等多学科的知识点，是一门综合性较强的课程。采用自我评价、小组评价、教师评价、在校企业评价四位一体的过程化考核方式，能较好地检查学生是否掌握理论知识及实操技能，较为全面地反映学生学习情况和训练效果，在激发学生学习热情的同时，使教师更加注重培养学生的职业素质与能力。

在过程化考核中，可以借助过程化考核任务书来强化对学生操作能力的系统训练，过程化考核任务书的开发是以校内工厂企业生产的工作任务为基础，结合现有实训设备并综合机电一体化技术的基础知识和技能,由企业师傅融入工业机器人程序编写、故障排查、定期保养等知识点汇编而成，较好地将企业所需的技能点与校内课程结合起来。

5.实训实习一体化贯通

中职学校培养能够适应行业发展需要的初、中级专业人才，高职院校侧重与各先进企业合作，提供更多高层次工业机器人研发平台，提高科研与服务水平；学校一方面与高职合作办学，实行贯通培养人才，并把办学点定在本校；另一方面，引企入校。通过把高职、企业汇集于一起，有效打破中、高职与企业的合作壁垒，实现资源共享，解决学校教学与企业实际生产问题，让中高职贯通人才培养方案更对接岗位实际。

(1)建设“工学结合”一体化教学模式的基础实训场所

工业机器人的实训中心布局参考“工学结合”一体化教学模式改进而成，围绕工业机器人基本操作、工业机器人典型应用工艺和工业机器人智能生产线安装调试等三类核心内容按层次进行配置，分别对应仿真教学区、基础实训区、应用实训区及工业机器人应用人才培养中心，既提供虚拟仿真实训平台，又能提供模拟生产环境。

(2)引企进校，建构“基础实训—仿真产线—场景应用”一体化实训体系

针对机器人技术更新迭代速度快，产教脱节难题，学校借助校企合作，引入东莞宏友智能科技有限公司，建立工业机器人制造车间等四个场景应用车间，实现基础学习与不同实际应用方向的有效链接。校企双方参照企业标准修订人才培养方案，制订考核评价方案以及学生实训管理制度等，学生以项目形式到校中厂的不同生产部门，按周期进行轮岗，多项目同时运作，有效地解决学校实训岗位少的难题。

(3)“过程化”实训设备的购置

对多数学校而言，实训设备数量往往无法满足教学全部需求。为提高设备的使用效率，购置的实训设施应具备代表性及综合性，在经费允许的情况下尽可能购置对应的实训教学设施，同一套设备须尽可能完成任务训练书上的多项实训项目。

以学校采购的华航公司开发的教学平台为例，该平台以ABB IRB120机器人为核心装置，桌面工作台上有四种应用工具，可实现搬运码垛模拟、异形芯片识别装配、涂胶、自动锁螺丝及成品检测等常用工艺。该设备的开发源于工业现场，整体难度适中，涉及范围广，符合工业现场的使用规范，可模拟出多个工位的加工工艺过程，为学生实操提供了一个较好的设备基础，具备一定的先进性和可扩展性，为后期高职学生训练做了很好的铺垫。

四、结论

通过五维一体化贯通，中职、高职、企业三方共建工业机器人应用人才培养体系，进一步深化专业“三元联动”人才培养模式改革，构建以就业为导向、能力为本位、项目课程为主体、职业实践为主线的新课程体系。有效解决工业机器人技术专业中高职贯通培养实践教学过程与企业生产过程对接问题，摸索出一条协同育人、共同发展的新路子，打造了具有示范效应、可推广的基于产教融合的工业机器人技术专业中高职贯通培养模式，以培养契合东莞城市定位和紧缺人才需求的高素质技能型人才。