面向就业的机电一体化专业实训教学优化策略.pdf

轻工人才 2024 年 第 1 期 总第 226 期 造纸装备及材料224面向就业的机电一体化专业实训教学优化策略牛姣峰遵义职业技术学院，贵州 遵义 563000摘要：随着智能制造业的高速发展，产品和技术的更新换代快，需求大量的电气控制类人才，为机电一体化专业毕业生带来了良好的就业机遇。但多数高职院校机电一体化专业的实训设备老旧，数量不足、实训平台与工业现场脱节；同时教师队伍整体技术技能水平低下，实践教学效果不佳，学生职业胜任力很弱，就业情况不理想。基于此，文章分析了高职院校机电一体化专业实训教学现存问题，并以遵义职业技术学院为例，立足面向就业岗位的理念，提出培养和引入优秀实训教师、改造升级实训设备、应用虚拟仿真技术与数字孪生技术、搭建符合生产实际的学习实训平台等方案，旨在改善机电一体化专业的实训教学环境，提升专业教师的实践技能水平，实践检验教学成果，提升学生的技术技能水平和职业胜任力。关键词：机电一体化专业；实训平台；职业胜任力分类号：G712；TH-391 机电一体化专业实训教学现存的问题1.1 实训设备更新慢近年来随着智能制造业的高速发展，市场上相关的设备、产品和技术的更新换代周期越来越短。高职院校机电一体化专业实训设备采购的速度永远跟不上产品更新的速度。这就带来两个方面的问题，一是大量陈旧过时的实训设备亟待更新，二是新采购的高新设备很多专业教师不熟悉或不会用，再加上体积庞大、数量有限，实训不方便，处于闲置状态1。如何既能对设备进行更新迭代，紧跟智能制造业的发展步伐，又能充分利用实训资源，不造成大量的资金浪费，成为当前亟待解决的问题。1.2 实训教师经验不足高职教育不同于本科教育，它是以某种职业群所需的知识和技能为依据，并对它们进行归纳和整理，以此作为开发和编撰课程体系的出发点和基础。但是，从事高职教育的教师一般都毕业于本科院校，接触的是偏理论研究方向的知识，大多数又没有实际的企业工作经验，很难有计划地、系统地指导学生学习某一职业群所需的通用技能、入门技术和专业核心技能。智能制造业的发展，需要高职院校为其提供高水平自动化控制人才。但教师队伍整体技术技能水平低下，无法培养出胜任企业用工需求的高科技技术人员，造成高职机电一体化专业毕业生的职业胜任力很弱，职业生涯提升的空间有限2。文章旨在探索面向学生的就业需求，开发接近企业真实现场的学习实训平台，改善机电一体化专业的实训教学环境，提升专业教师队伍的实践技能水平，化解实训平台、专业教师、学生这三方的困境。2 机电一体化专业实训教学的优化策略2.1 培养和引入优秀实训教师，提高师资队伍水平2.1.1 组织教师参加高质量培训高职院校机电一体化的教师，多数学历高，学习能力强。但职业教育专业性强，学习资源少，高质量的学习平台不多。很多时候，教师为了解决一个专业问题，查阅很多资料，都得不到答案。例如，困惑笔者很久的一个问题，究竟选用哪种形式的虚拟仿真软件，更适合高职机电一体化的实训教学。在参加贵州省职业教育公共实训中心在线虚拟仿真实训课程培训班课程后，终于有了清晰的规划。机电一体化专业的教师应积极参加高质量的学习培训活动，与优秀的同行业人士交流，结识行业企业和教育界名师，打造优秀的合作交流圈，开阔眼界，发掘优秀的学习培训平台。2.1.2 引进企业能工巧匠遵义职业技术学院机电一体化专业师资力量匮乏，师生比很高，造成专业课教师的工作量非常大，大部分教师都要身兼数职。因此，应当扩大机电一体化专作者简介：牛姣峰，女，硕士，讲师，研究方向为机电一体化。文章编号：2096-3092（2024）01-0224-03造纸装备及材料 第 53 卷 总第 226 期 2024 年 1 月 轻工人才225业师资队伍，引进有技术有经验的企业能工巧匠，解决源头问题，大幅提升整个教师团队的技能技术水平。2.1.3 建立完善的“老带新”制度机电一体化专业很多刚入职的青年教师，实践经验少，又没有专业领路人，成长速度非常缓慢。可以通过给新进教师配备专业师傅，建立完善的“老带新”制度，帮助青年教师规划专业技术成长路线，促使青年教师迅速成长3。2.1.4 鼓励教师以赛促教机电一体化专业方面的技能大赛是锻炼专业教师技能水平的有效途径，技能大赛严格规范的比赛要求，对专业教师在操作流程，规范性，技能技巧等方面都有极大的提升作用。教师在备赛过程，会接触到新工艺、新技术，经历反复的实践训练和经验摸索，能在短期内提升自己的专业能力和技能水平。技术技能水平是在重复实践中逐步积累的，有了参赛经验，体验过先进设备的安装与调试，在日常教学中将之融入教学便不再是难事。机电一体化专业教学单位可以通过政策导向，鼓励教师主动参与各级技能大赛，以赛促教，快速提升专业教师的实践技能水平。然后再以点带面，让成长起来的优秀教师，引领机电一体化专业的发展，打造一支质量水平过硬的专业教师团队。2.2 升级改造老旧设备，匹配市场主流技术机电一体化专业一些老旧的实训设备，应用的技术已经落后或被淘汰，但整体丢弃不用，就造成了大量国有资产的闲置和浪费。通过更换部分器材，保留仍有利用价值的硬件，对老旧设备进行升级改造，可以改善实训平台，提升教学效果。例如遵义职业技术学院自动化控制实训室中的亚龙 335B 生产线，它是集传感器技术、可编程控制器技术、人机界面、通信技术、气动控制技术等工业控制核心技术为一体的实训考核设备。但该设备采购年限久，采用的可编程逻辑控制器是西门子 200 PLC，该PLC 已经停产，市场上已经很少采用4。触摸屏设备的通信口是串口，没有以太网口，无法进行以太网通信。通过更换为 200 SMART PLC 和带有以太网口的 MCGS TCP7062TI 触摸屏，保留了气路、机械装置、动力系统和传感器。升级改造后的设备，与市场主流技术相匹配，能够让学生练习与就业岗位紧密相关的可编程控制器技术和通信技术，从而为机电一体化专业学生毕业后，能适应企业岗位需求，顺利就业提供保障。2.3 对接企业岗位，培养高水平技术人员随着生产的高度自动化、智能化，企业急需大量生产线检修和维护的技术人员，这一块人才市场缺口很大，但机电一体化高职毕业的学生，由于经验和技术能力的不足，无法胜任。另外，遵义职业技术学院的教师资源匮乏，实验员短缺，无法及时对实训设备进行检修和维护。为了解决学生就业和实训设备的检修问题，由专业技术能力强的教师牵头，以学生自愿的方式成立社团，通过社团培养学生。例如，智能生产线上的传感器、机械设备和气路，由于受使用寿命和机械碰撞等各种因素的影响，会出现各种故障。经过专业培训的高水平技术能手，可以利用课余时间对实训设备进行检修，以锻炼设备的维护和检修能力。这种实践锻炼不仅有助于提高教学质量，还为技术能手提供了实践机会，进一步提升了他们的技能水平。通过生产线排故，总结常见故障排除方法，学生能快速解决生产一线的实际问题，为在该领域的就业奠定了基础。2.4 应用虚拟仿真技术与数字孪生技术，优化实训环境机电一体化专业设备价格贵、体积大，对实训室场地要求高。经常面临花费巨资创办了大型产线，却因为一套产线无法满足所有学生实训，而变成了参观和展览的摆设。为了解决这一问题，可以采用虚拟仿真技术与数字孪生技术对生产线进行 1 1 还原，供学生实训。例如，遵义职业技术学院智能制造单元集成与应用产线只有一条，无法提供学生全班同时实训，并且产线功能复杂，如果直接供学生实训，调试过程容易发生机械碰撞损坏设备的严重事故。通过数字化仿真实训平台，植入该生产线的数字孪生模型，还原真实生产线，供学生编程和调试设备。当学生在数字化仿真平台可以熟练操作时，再通过实际生产线进行实训调试，大幅降低了生产线硬件设备损坏的概率。虚拟仿真技术与数字孪生技术的应用为工业产生的物理对象创建了虚拟空间，工业人员通过在虚拟空间中模拟、分析、生产预测，能够仿真复杂的制造工艺，实现产品设计，制造和智能服务等闭环优化。作为未来数字化企业发展的关键技术，虚拟仿真技术与数字孪生在工业产品设计、工业产品生产等常见工业领域都发挥着巨大的作用。学生通过实践应用，开拓了就业渠道，为将来的在该领域的就业拓宽了道路。轻工人才 2024 年 第 1 期 总第 226 期 造纸装备及材料2262.5 面向就业岗位，搭建符合生产实际的开放性实训平台高职机电一体化专业电气控制实训室，大多数采用教学设备公司开发好的实训平台。这些实训平台，为了方便教学，通常会对硬件设备进行二次开发和优化。优化后的实训设备，只展示出部分电路的香蕉插头接口，内部如何接线，会被隐藏。使用这种实训平台，对于刚接触专业技能实训的大一新生来说，安全、快捷、容易上手。但这种设备与工业控制现场严重脱节，如果当学生到了大二、大三学年，实训依然沿用这套设备，就会出现练习的技术技能与就业岗位严重不符的情况。职业教育是面向岗位的教育，应该培养适应行业企业需求的复合型、创新型高素质技术技能人才，提升学生的综合职业能力。因此，必须搭建接近企业真实现场的学习实训平台。在自动化生产线装调技术和电气控制与 PLC 应用技术课程的任课过程中，笔者对搭建的开放式实训平台进行了实践尝试，过程如下。（1）进行企业调研，对接岗位需求，总结这 2 门课中涉及的关键技术、行业工艺、标准和规范。（2）整合实训室现有的设备，遴选和采购一些占据市场主流的硬件散件。（3）开发一系列以工业典型控制案例为原型的项目任务，采用任务驱动的工学一体化教学模式开展教学实践。（4）对照工业现场电气控制项目开发的标准和过程，编写实训指导书，指导学生对一个个散件进行选型、安装、接线和调试。在这个过程中，逐步明确选型原则，了解安装规范，熟记接线工艺、套码管工艺、线槽工艺、冷压端子工艺，建立编程思路，掌握调试方法。引导学生真实体验把一堆散件制作为成品的项目开发过程，掌握就业岗位所需技能，为走向工作岗位奠定基础。3 机电一体化专业实训教学的成果（1）创建了数字化仿真实训室。该仿真平台集成了 20 个工业生产案例模型，同时配套了六套三轴机械手搬运模块，学生在仿真平台学习调试了该仿真模块之后，可以在真实的硬件设备上进行编程安装调试，体验从模拟仿真到真实应用的项目开发过程。（2）搭建了开放性实训平台 2 个，撰写实训指导2 本。该平台灵活度高，可随时自由填充新技术和新设备，适应性强。成功举办了两届市级技能大赛和三届院级技能大赛，经受住了实践应用的考验。开发的实训指导书，可作为活页式教材使用，在工科专业核心课实训教学中有巨大的推广价值。（3）提升了学生的职业胜任力，为制造业转型升级提供了中高端技能型人才。培养的学生受到了企业和好评和欢迎，就业质量也有明显的提升。（4）机电一体化专业的教师整体技术技能水平和实训教学水平有了大幅度提升，多次在国家、省、市级技能大赛中获奖。4 思考与展望（1）遵义职业技术学院机电一体化专业教师缺乏企业一线工作经验，还不能敏锐捕捉机电一体化就业岗位信息的变动。今后要与企业和毕业生建立沟通渠道，不断收集和丰富就业岗位信息库。（2）开发的实训平台，经过实践教学检验后，发现有不合理的地方，需要后期不断修正和完善。实训指导书有错漏之处，还需要精心校订和打磨。（3）在面向就业岗位理念的指导下，开发出的实训教学环境和平台与企业现场接近，应用该平台培养出来的机电一体化专业毕业生，职业素养和技术技能水平过硬，就业时能顺利过渡，相信会有更广阔的发展空间。5 结束语面向就业岗位改革和升级实训平台，提升了教师专业技能水平，为学生提供了校企融通的实训环境，大幅提升了高职学生的职业胜任力，满足了企业对机电一体化专业高质量技能人才的需求。综上所述，职业教育应着眼于全面提高人才培养质量，以符合生产实际的实训平台为载体，科学构建实训教学任务，适应先进制造业的发展潮流，培养大批与一线企业接轨的优秀工程技术人才。参考文献1 王金文.职业教育机电一体化专业实训平台的建设与优化策略J.造纸装备及材料,2023,52(9):219-221.2 李月芳,蒋庆斌.“人工智能+制造”背景下高职机电一体化技术专业群建设研究J.中国职业技术教育,2023(23):55-61.3 杨新刚,刘鸿雁,呼刚义,等.机械专业机电一体化综合实践课教学模式探索J.高等工程教育研究,2021(5):88-93.4 朱志莲.项目教学法在中职机电一体化专业教学中的探索与实践D.苏州:苏州大学,2020.