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工业自动机电专业课程体系构建探究究

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摘要:分析粤港澳大湾区智能装备与系统发展对人才的需求,解构自动化生产线设计与装配等岗位的知识与技能。提出以自动化生产线为载体的课程体系,适应高职学生认知规律,提升高职学生学习兴趣,满足企业对人才培养的需求。

关键词:自动化生产线;岗位技能;课程体系

一、高职机电一体化专业课程体系要适应“工业4.0”

(一)“工业4.0”形式发展强劲2013年,德国在《“工业4.0”战略建议书》中指出,“工业4.0”将实现制造业向智能化转型。2015年,中华人民共和国出台了中国版的“工业4.0”——《中国制造2025》。2015年7月,广东省人民政府制订了《广东省智能制造发展规划(2015-2025年)》,发展目标明确,到2025年:全省制造业全面进入智能化制造阶段,基本建成制造强省,发展智能装备与系统是六大既定任务之一,自动化生产线是其中的重要组成部分。在东莞及周边更是有了快速发展的环境和动力。2018年,东莞市发展和改革局正式发布《东莞市重点新兴产业发展规划(2018—2025年)》。将高端装备制造作业东莞未来五大重点新兴产业领域之一。对于东莞制造业接下来的升级,从产业、产品、制造手段、产业工人四个方面进行提升,推动这四个方面迈向高端化[1]。机电产品已经取代了服装等传统劳动密集型产品,成为出口的“主力”。2018年上半年,机电产品出口达2595.5亿元,增长9.4%,占同期东莞市外贸出口总值的76.3%。在智能制造领域,东莞已经拥有了自己的“上市军团”,这些企业通过产能扩张和外延收购加速扩张,成为东莞迈向智能制造强市重要推动力。东莞要成为先进制造业中心,就一定要推动制造业实现产业、产品、制造手段、产业工人的高端化[2]。要实现这一目标,在智能制造和产业工人素质的提升上下功夫,提高生产效率和效益。

(二)专业建设和课程建设未“破”未“立”纵观全国高职名校,在教学计划、课程体系、课程内容上普遍没有真正摆脱学科培养的体系,总在不同程度受“学科”的限制,未打破这个圈圈;开展形式上的项目化教学,但按照项目化实施的比例低[3],真实的项目教学标准与教学实施并未建立[4]。在智能装备与系统特别是自动化生产线如此发展的春天,与之支承相依的高职机电一体化技术专业课程体系如何“破”,怎么“立”?

二、机电专业岗位技能分析

非标自动化设备定义就是客户定制的、客户唯一的、非市场流通的自动化系统集成设备,是采用按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的单元设备组装而成,根据客户的用途需要,开发设计制造的设备[5]。自动化设备从形态上看,分为自动化流水线、自动化设备、机器人自动化设备行业等等。我们要有针对性、地域性去分析。东莞职业技术学院机电一体化技术专业定位自动化生产线产业上,从岗位任务和职业能力作系统、细致的分析。(1)培养岗位能力分析。拿什么岗位分析?针对哪个企业的这类岗位分析?这是关键,不能太粗糙,也不能想得太多。有三种方法:一是针对企业大典分类,从大到小去捋一捋;二是针对自动化生产线企业产品来,即是自动化生产线,它需要些什么样的工程师才能完成,他们具有什么样的知识和技能;三是针对企业的岗位来分析,在此岗位的人要完成什么样的任务。在此,我们结合后二种方法[3]。(2)自动化生产线功能及控制设计分析。自动生产线是由工件传送系统和控制系统,将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来,自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统,简称自动线[7]。某自动生产线装备,由供料单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元5个部分组成。各个单元都是自成一个独立的系统,各个单元的执行机构以气动执行机构为主,输送单元的机械手装置整体运动则采取伺服系统、精密定位的位置控制。分拣单元的传送带驱动则采用了变频器控制系统。位置控制和变频器技术是现代工业企业应用最为广泛的电气控制技术。设备上应用了多种类型的传感器,分别用于判断物体的运动位置、物体通过的状态、物体的颜色及材质等。传感器技术是机电一体化技术中的关键技术之一,是现代工业实现高度自动化的前提之一[8]。各站间通过485BD模块实现网络通信系统运行的主令信号(复位、启动、停止等)通过触模屏人机界面操作,也显示系统运行的各种状态信息。此设备为典型的机电一体化设备,分析产品设计生产过程,它们需要的知识与技能清楚明了,重要性层次也体现出来。其核心技能包括了机械基础、机械加工、机械建模、机构传动、电气控制、PLC编程及电机控制。其难度与深度与高职学生是相适应的。当然,学校教学要有一定的前瞻性和拓展性,将以上设备升级一点,则需要实现多轴的运动控制设计、安装及调试和机器人控制技术。(3)培养的目标一定要立足企业,综合企业的需要。在粤港澳大湾区,机器换人在紧锣密鼓地进行着,各企业都有着不同的自动化设备应用的需求,非标自动化设备是重点。自动化设备开发企业需要相应人才,自动化设备应用应用企业同样需要操作与管理等人才,需求非常大。高职机电一体化专业就是针对这一行业领域开展教学。课程体系的制定,围绕培养目标。高职专业培养目标一定区别于本科、研究生中的目标。它要具有实用性、实在性。专业需要对应具体的岗位,知识与技能支承岗位工作过程,就是实用性。同时,不同规模的企业,同一类型的岗位,工作范围或者技能等级要求不同。大型企业分工更细,中小型企业要求技能综合度要高一些,微小型企业更是要求“万精油”型的人才。故专业培养目标也要分近期目标和长期目标,设计为阶层式发展目标。我院机电一体化技术专业培养的目标为以“智能生产线”的设计、制造、安装、调试及维护为技能目标,以“良好的学习态度、学习方法及自控能力”为素质目标。阶层式发展培养目标分毕业时工作岗位目标、3年期发展目标及10年期发展目标。那么,课程体系就要围绕培养目标服务,为此目标开展教学。

三、机电一体化技术专业课程体系的建立

专业课程体系构建要遵循辩证适度原则、社会发展需要原则及超前性原则等。在此原则指导下,作实作细人才培养规格分析,作硬作准专业核心课程构建。(1)人才培养规格分析。专业课程体系是知识和技能的重构,之前的准备工作就是要分析专业知识要求、能力要求(包括专业基本能力、专业核心能力及拓展能力)。东莞职业技术学院的机电一体化技术专业,分析了如图1示的18个知识要点,如图2示3类21个能力要点。将这些知识与能力要点分层级按学校教学特点与要求重构,形成了专业课程,也形成教学过程。(2)专业核心课程设计。专业核心课程在专业课程体系中居于核心位置,是指某一专业能够对学生职业素养养成和职业能力培养起主要支撑作用的课程,包含了核心知识和核心技能。它的形成将岗位分析得到的关键知识与技能分类、重构,使之适合学校教学、学生接受,使之适合实践平台的搭建。故高职机电一体化技术专业核心课程包括机构建模主体、控制系统主体和机器人技术应用主体,如图3示。

四、总结

高职专业学生培养,最忌专业内容大而全,最忌安排不适应高职学生认知,最忌与企业需要脱离。课程体系的安排在此尤为重要,教学载体具体而有代表性大大提升高职学生学兴趣性和引导性。机电一体化技术专业选择自动化生产线作业载体,适应粤港澳大湾区发展对人才的培养需求。

【参考文献】

[1]新闻频道.从打造“国际制造中心”到打造“先进制造业中心”-东莞推动制造业转型升级[EB/OL].(2018-08-09).

[2]戴双城,龚名扬.东莞推动制造业转型升级,打造“先进制造业中心”[EB/OL].(2018-08-09).

[3]冯志军.加强教学标准建设深度推进课程改革——江苏职业教育专业教学标准体系建设的范式与路径[J].中国职业技术教育,2018(8):63-67.

[4]汪治.校企合作难深化、专业建设突破难…虚火过旺的高职校怎么应对自身难题?[EB/OL].(2018-08-17).

[5]李鹏.非标自动化机械设备的创新设计分析[J].科技风,2019(2):128.

[6]唐方红,李龙根,毛锋.“互联网+”思维下专业评价指标体系研究与实践[J].新型工业化,2017,17(7):51-57.

[7]张青春,纪剑祥.传感器与自动检测技术[M].北京:机械工业出版社,2018.

作者:唐方红 郭联金 毛峰 单位:东莞职业技术学院机电工程学院

工业自动机电专业课程体系构建探究究责任编辑:张雨    阅读:人次
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