基于OBE理念下工业机器人技术专业人才培养模式的构建与研究论文

基于OBE理念下工业机器人技术专业人才培养模式的构建与研究

郭金妹,陈磊,汪赛

(江西应用技术职业学院 机械与电子学院,江西 赣州)

摘 要: 随着国家对工业机器人技术的重视和工业市场对机器人方向岗位的巨大需求,决定了工业机器人专业的新兴。本文以江西应用技术职业学院新开专业工业机器人技术为例,总结目前学校对机器人专业人才培养的探索经验,引入OBE这一成果导向教育理念,从基于成果导向制定培养目标、“以学生为中心”构建人才培养方案、持续改进完善人才培养反馈机制和不断壮大师资队伍,培养优秀教学团队四个方面构建工业机器人专业人才培养模式,探索和研究符合我校校情和学生学情的培养方案,有效提高我校机器人专业人才的核心竞争力。

关键词: OBE理念;工业机器人专业;人才培养模式;构建

自2012年以来,随着人口红利的逐步减少,国内越来越多的制造业企业对工业机器人有了迫切的需求,这一形势催生了工业机器人技术专业的新兴。工业机器人技术是以智能控制、伺服电机、传感器、减速机、机械工程等为核心技术的综合性技术领域,其所涉及专业知识广而深。

国内机器人技术研究起步较晚,目前国际上占据前沿地位的企业以ABB、发那科、安川、库卡等企业为首。在国家重大扶持力度下,国内各企业和高校加快了对机器人的设计、研发和应用。目前,本科院校开设的机器人专业主要培养智能控制、视觉算法、轨迹追踪等方向专业研究人才,各高职高专院校开设的机器人专业主要培养机器人操作、机器人维修、机器人安装与调试等一线岗位应用型技术技能人才。当前中国机器人市场需求量十分巨大,预计到2025年需要约450万工业机器人应用专业人才。因此,这为工业机器人专业人才的提供了就业新契机和培养高要求。

OBE(Outcome based education)理念是一种基于成果导向教育理念,1981年由Spady等人提出后,在欧美等发达国家受到广泛的认可,并成为工程教育改革的主流理念。2013年我国引入OBE理念,拉开了工程教育专业认证的帷幕,并于近几年受到各院校专家学者的重视和研究。OBE理念具有三个特点:成果导向、以学生为中心和持续改进,日前,越来越多的应用型本科院校和高职高专院校将OBE理念应用于人才培养的模式改革探索中。江西应用技术职业学院于2017年首次开设工业机器人专业,至今只招收两届学生,在学生人才培养方面还处于探索阶段。因此,本文立足于学校实际现状,根据目前市场对工业机器人专业人才的需求,借鉴相关院校和专家学者先进研究经验,引入OBE培养教育理念,对工业机器人专业人才培养模式进行研究探索和构建。

一 我校工业机器人技术专业人才培养模式研究现状

江西应用技术职业学院于2014年建成国家骨干高职院校,2016年成为国家优质高职建设单位,学院着重提升内涵建设、突出专业特色、加强人才社会服务能力。随着工业的快速发展,工业机器人专业人才市场需求迫在眉睫,因此,我校加强部署,充分准备,积极申报,于2017年成功入选华航唯实、ABB、新时达工业机器人领域职业教育项目合作院校,并开始工业机器人专业招生,为工业生产培养机器人方向的技能型人才。

自工业机器人专业开设以来,为了培养学生的专业技能,提高核心竞争力,学校实时了解行业企业对人才的需求要求,对工业机器人专业建设和人才培养模式不断研究、探索和实践。目前,学校进行了以下几个方面研究和实践。

3.引进优秀教师,培养学科带头人:目前,学校深入了解工业机器人行业产业教师颇少,展开对工业机器人专业人才培养的方向把握力度不够。虽与合作企业引进数名有经验的工程师来教学,但还远不能全面完成专业人才技能培养。因此,学校积极引进优秀教师,加快培养“双师型”教师和学科带头人步伐,提高师资队伍力量。

2.“项目引领,工学交替”实践教学:针对工业机器人这一新兴专业,采用“项目引领、工学交替”实践教学改革。采用项目驱动教学法,可以培养学生的综合思考和动手能力、团队合作精神。理论与实训教学有机结合,以小项目驱动的理论学习,项目研究,动手实践一体化培养模式,增加以小项目驱动实践性教学内容。实施工学交替实践教学,让学生在学校和合作企业交替学习,运用不同的学习方式交替完成理论与实践知识的学习,以培养学生实践动手能力。

1.校企合作共育应用型人才:我校积极探索校企合作长效机制,并顺利与东莞隆盛智能装备有限公司签订校企合作人才培养协议。隆盛智能装备公司为从事工业机器人研发与制造的高新技术企业,学校与高新企业建立战略合作伙伴关系,共同制定人才培养方案、合作共建实训室,共育应用型人才。

二 基于OBE理念下工业机器人专业人才培养模式研究思路

随着工业机器人技术的兴起,各类高职高专院校纷纷开设工业机器人专业,如何提高人才的核心竞争力,构建符合本校校情和学情的人才培养模式,是各大院校急需解决的问题,也是我校面对的挑战。学校对工业机器人专业人才培养模式进行初步探索实践,面对当今市场对机器人人才的巨大需求量和高技能要求,我校还需抓紧机遇总结经验,构建符合我校特色的机器人专业人才培养模式。

随着气温的回升,可慢慢加大通风口和通风时间,一般到3月中下旬,可在上午 8∶00~10∶00,棚内温度上升到 20℃时,及时通风;下午 2∶00~3∶00棚内温度下降到14~16℃时,关闭通风口。当夜间温度稳定在10℃以上时,可以不关闭通风口;如果棚内湿度大,阴雨天也需要通风排湿。

校企深入合作:目前学校与“东莞隆盛”公司建立校企合作关系,由合作企业出资机器人设备学校提供教学场地共建机器人实训室,并吸收企业数名经验丰富的工程师至我校参与教学工作。学校继续加强校企合作模式,深化校企合作长效机制。如利用合作企业对机器人技术的熟练掌握和对市场的深入了解的优势,共同制定符合我校学生学情的人才培养方案,开发专业课程,编订校本教材;校企合作共建实训基地、虚拟仿真实训室,采用现代学徒制培养学生,签订“订单班”培育协议,有针对性提高学生专业技能,并将优秀毕业生输送至合作企业就业,共建合作共赢局面;学生在整个学习过程中采用工学交替、顶岗实习实践教学模式,学生学习效果由学校和企业共同考核。同时,学校应发展与本区域企业合作关系,以提高毕业生服务本地区域经济能力。

根据国家战略部署,预计到2020年,工业机器人需求量达15万台,人才缺口预计300万;各机器人应用领域满足数字化、标准化、模块化、网络化及高智能化控制要求。因此,在巨大就业挑战和市场能力需求下,创建基于OBE理念下的工业机器人专业人才培养模式尤为重要。其人才培养模式构建思路为:基于成果导向制定培养目标;“以学生为中心”构建人才培养方案;持续改进完善人才培养反馈机制;不断壮大师资队伍,培养优秀教学团队。

三 基于OBE理念下工业机器人专业人才培养模式构建

专业课程体系:坚持以学生技能为本位指导思想,促进学生职业持续发展,设置专业课程体系。专业课程是针对企业需要人才的能力和岗位开设的,经过对岗位能力分析、毕业生职业发展分析,构建出专业课程体系(见表1),进一步制定人才培养方案,培养出企业“用的上、用的好”优秀人才。

进一步地,将F-P腔的最大腔长变化范围限定在参考点附近λ/12以内,定义为工作范围,如图5所示,在该范围内进行线性拟合,拟合度为99.371%,可见该范围内既可以保证光强与腔长之间的单值性,也能保证检测系统对微悬臂的偏移有较高的分辨力.由于在参考点附近的曲线斜率较高,因此微小的偏移所导致的光强的变化可以被光电探测器探测出来,使得AFM在探测样品表面的形貌特征时有较高的灵敏度.同时因为工作区域的曲线接近线性,所以可以根据探测光强与参考点光强的差值近似计算腔长的变化

学生培养应坚持以学生为中心的培养方式,基于OBE理念关注的不仅仅是学生的成绩和学生的暂时就业率,更多的是经过高职学习经历所掌握的能让学生持续发展的专业技能。在成果导向培养目标的引导下,围绕学生这一中心点,从校企合作、专业课程体系、教学资源体系、教学模式四个方面构建人才培养方案。

(一)基于成果导向制定培养目标

“让别人觉得舒服,是最好的修养。”这句话放在任何年代都不过时,生活中有许多人却总想靠踩别人去赢得自己的自尊。有位朋友的儿子进了外企,薪水不菲,每逢亲友聚会,他就会大谈如今物价高,月薪万儿八千的人活得生不如死。接着便掰着手指头,津津有味地计算他儿子扣除五险一金、所得税,还有多少多少。在座的月薪大多不过四五千,都在“生不如死”之列,当然越听越心烦。可那位老兄浑然不觉,依旧不停地“嘚嘚”,可想而知多招人厌。

(二)“以学生为中心”构建人才培养方案

2) Critical coupling, τ0=τe, the cavity intrinsic loss is equal to the input power.

工业机器人专业的开设主要是应对市场对机器人人才的迫切需求,因此,对工业机器人专业人才培养的目标十分清晰,即培养出具备专业核心技能且能胜任核心工作岗位的刚需人才。在对企业进行调查后发现,工业机器人专业人才培养的核心能力主要有:机器人新产品设计能力;机器人现场安装、调试、编程与维修能力。针对性核心岗位主要有工业机器人设备的安装、集成、维护与技术改造岗位;机器人设计、编程、生产与设备智能化升级改造岗位。确定工业机器人专业人才核心能力和核心岗位,有针对性开展培养,是基于OBE理念人才培养模式构建的首要阶段。随着工业机器人技术的迅速发展,市场对机器人人才能力和岗位也会随之变化,因此,基于成果导向,与时俱进,满足与学校定位一致、与社会对人才需求一致、与学生家长期待一致,不断完善培养理念,精准定位培养目标。

在检查前期,孕妇需要排空膀胱,并且休息15分钟。其位为仰卧方式。常规条件下使用二维超声检查,重点分析产妇的胎盘、羊水以及胎儿的实际情况[3]。

OBE理念的实施要点主要包括确定学习成果、构建培养体系、制定教学策略、自我参照和不断完善达到顶峰五个阶段。虽然我校工业机器人专业仅开设两届,但学校一直致力于研究和探索符合我校校情的人才培养模式,因此,将这一实施过程应用于新兴专业的人才培养方案的构建,可培养出满足市场岗位需求和核心能力要求的技能型人才。本文立足学校实际情况,积累人才培养探索经验,从以下几个方面构建基于OBE理念下工业机器人专业人才培养模式。

表1 专业课程体系

教学资源体系:将行业出现的新标准、新工艺、新技术等资源提炼整合,与合作企业共同开发专业教材、实训手册和校本教材。教材内容采用项目驱动循序渐进推进,引入企业典型实例做教学案例,有针对性编写校本教材和实训指导手册。同时择选3-5门专业核心课程建成在线开放课程,有效利用网络资源为学生提供学习途径。建设专业课程教材、教学大纲、教学课件、实训指导手册、实训视频教程、工业机器人相关国标文件、典型产品技术手册、开放式数字化资源等教学资料,构建完善的教学资源体系。

教学模式体系:工业机器人专业为新设专业,随着学生学习生活习惯的改变,采用传统的教学模式已无法适应当代的学生,因此,探索与专业、学生相符的教学模式十分必要。工业机器人专业虽为新兴专业,但与其相对应的全国大学生职业院校技能大赛机器人赛项早已开赛,我校首届机器人专业学生也经过两年的专业学习,因此,组织学生参加全国技能大赛,实现以赛促学、以赛促教,同时也可提高指导老师专业技能水平。给专业任课教师展开教学方法培训,将优秀的教学方法、优质课堂氛围、学生高效学习策略引入课堂,提高教学质量,同时对专业核心课程展开“学生技能达标”检验手段,确保每一位学生都能将核心技术掌握并到达学校标准水平。在新时代课堂,引入信息化教学手段,利用“雨课堂”、“学习通”、“微信公众号”等移动平台进行教学,激发学生学习兴趣,提高学生学习主动性。

3.2 普通高校的师资力量有待提高,专业的定向运动制图人才需要大量培养,以满足学生对定向运动的专业人才需求。

(三)持续改进完善人才培养反馈机制

人才培养方法十分重要,但人才培养的效果才是学生长足发展的能源动力,因此,构建人才培养反馈机制是人才培养模式构建的必要步骤。目前,17年入校学习的机器人专业学生即将面临毕业实习和就业选择,学校对专业的每一位学生建立动态档案,记录其从大一到毕业每一阶段的成绩、技能达标、获奖情况等学习成果的变化,通过每门任课教师对学生的上课积极性、实操水平、技能掌握及考试成绩进行客观性记录和评价,同时也让学生参与到对任课教师教学质量和效果的评价,建立起了机器人专业学生在校期间培养效果的反馈机制。学校根据学生在校期间的学习动态档案,及时调整专业课内容、实操项目或改进教师教学方法,针对学习效果不佳学生采取任课教师针对性下班辅导,确保学生知识技能掌握牢固。同时,跟踪学生实习阶段和就业后的职业、技能等发展走向,听取毕业生对学校培养模式的意见反馈和用人单位对我校毕业生的评价及建议,持续改进完善机器人专业人才培养反馈机制。

(四)不断壮大师资队伍,培养优秀教学团队

目前,学校针对工业机器人专业方向积极引进优秀教师,以期提高师资队伍力量。基于OBE培养模式的构建,离不开持续发展的理念,师资队伍的发展也是决定专业持续发展的重要因素。因此,学校不仅需引进优秀教师,还需不断壮大师资队伍,培养学科专业带头人和核心骨干教师,创建机器人方向的优秀教学团队。为青年教师提供学习和锻炼机会,加大对师资队伍的培养力度,不断提高专任教师教学和技能水平,才能培养出优秀的机器人专业人才。

四 结束语

针对我校工业机器人这一新办专业,学校对其人才培养模式不断进行研究和探索。本文立足学校实际情况,不断总结经验,引入OBE教学培养理念,从培养目标、培养方案、人才培养反馈机制和师资队伍四个思路进行了工业机器人专业人才培养模式的探索和构建,通过不断研究和实践,有效提高我校机器人专业学生的培养质量,提升学生的核心竞争力。

参考文献

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本文引用格式: 郭金妹,等.基于OBE理念下工业机器人技术专业人才培养模式的构建与研究[J].教育现代化,2019,6(62):38-40,59.

DOI: 10.16541/j.cnki.2095-8420.2019.62.012

基金项目: 本文系2017年江西高等学校教育改革研究课题(项目编号:JXJG-17-52-3)的研究成果。

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