工程实践创新项目教学实践研究——以“工业机器人--生产线”为例
摘要：天津渤海职业技术学院电气工程系在“鲁班工坊”机电类专业工程实践创新项目教学模式的实践过程中，充分发挥企业在教学过程中的作用，重点在团队建设、资源建设、标准建设和组织管理这四个关键环节上探索和创新，总结出一套“TRSR”教学实践思路，形成鲜明的工程实践创新育人特色。文章以“工业机器人--生产线”工程实践创新项目教学案例为例，介绍“TRSR”教学实践经验。
关键词：机电类；工程实践创新；教学案例；TRSR
1 引言
工程实践创新项目（简称EPIP）作为面向未来产业发展要求而进行的教学改革和创新，其教学模式旨在培养学生的工程思维、工程素养、创造精神和创造能力。天津渤海职业技术学院“鲁班工坊”是EPIP课程教学平台，学院电气工程系依托该平台在EPIP实践过程中不断探索研究，重点在团队建设、资源建设、标准建设和组织管理这四个关键环节上狠下功夫，并充分融合校企合作的战略优势，形成了创新育人的工程实践研究思路。方便起见，笔者取四个环节中的核心词汇--团队（Team）、资源（Resource）、标准（Standard）、管理（Regulation）的英文单词首字母，定义为“TRSR”实践研究思路。
2 EPIP教学案例实践研究
EPIP教学实践包括项目选取、目标设定、资源配置、教学评价等相互关联的多项内容。近几年，学院电气工程系不断探索EPIP实践研究的方法，努力开发适用于高职机电类人才培养的工程实践创新项目，积极促进教学改革和创新。
“工业机器人—生产线”即是电气工程系与天津机器人企业共同研究开发的EPIP教学实践研究项目的代表。在教学实践过程中，校企紧抓“TRSR”四个关键环节，构建了工业机器人--生产线项目“TRSR”关系框架（如下图），总结了一些实践经验，具体内容如下。
工业机器人--生产线项目“TRSR”关系图
2.1 团队（Team）建设
团队建设方面，组建工业机器人--生产线项目“中泰协作”师生团队。
导师团队包括四名成员，分别是机器人企业工程师、工业机器人专业教师、自动化专业教师和泰国大城学院学访教师。企业工程师负责筛选、分解难度适中的企业工程项目，并提炼完成该项目企业员工（高职或同等学历水平）所应具备的能力。学院教师与企业工程师沟通协商，根据项目涉及的知识、能力等要求，各专业教师分析该项目所需的课程，并确定课程教学的知识目标、技能目标和素质目标，再结合现有的学院硬件设备、实训条件、中泰学生知识能力水平，共同设计切实可行的“工业机器人--生产线”EPIP教学项目。
学生团队包括中、泰两组，每个小组四名学生，每一名学生都要明确整个项目的结构组成、各自分工和职责，四名学生要沟通协商彼此关联的具体任务，如PLC的I/O点地址分配（PLC编程任务）和PLC的I/O点接线（电气安装任务）相匹配。中、泰两组学生可根据自身基础在训练内容和训练时间上有所差异，但需在完成基本任务目标的基础上调整。
实践过程中，中泰师生协作良好，中泰教师就职业教育理念进行沟通交流，合作编写机电类中、英、泰三语教材，且应用于泰国学生的教学过程中，切实让工程实践创新成为构建中国特色职业教育的新引擎，推进工程实践创新在海外教育推广的进程。
2.2 资源（Resource）建设
资源建设方面，重点从两个方向下功夫。
一是有效借助“趁早书屋”育人环境。
教学资源不仅包括教学资料，还包括教学环境。教学环境不只是指教学过程发生的地点，更重要的是指学习者与教学材料、支持系统之间在进行交流的过程中所形成的氛围，其最主要的特征在于交互方式以及由此带来的交流效果。
学生在实验或实训过程中，创新思路可能就在瞬间，需要相关书籍的及时帮助，并能与老师就疑难问题进行讨论交流，从而保证高效率完成“由理论到实践”的验证。基于此，电气工程系创建了实训车间首个机电类专业图书角，起名为“趁早书屋”。该书屋自建立以来，获得社会各界捐赠的工程实践类图书千余册，其中包括大量工业机器人和自动化相关书籍。此外，天津多家高新企业为“工业机器人—生产线”项目提供设备及技术支持，趁早书屋已成为校企合作交流的平台和EPIP教学实践的第二课堂，为项目教学提供良好育人环境。
二是充分挖掘“连环载体”教学作用。
EPIP是用工程方法培养学生，工程方法离不开工程载体。工程实践创新项目源于企业工程实际，开发设计项目应选用相互关联的不同载体，即“连环载体”。
“工业机器人--生产线”项目选取KUKA工业机器人和YL-335B自动化生产线为载体，在连环载体的基础上开发典型案例，如用KUKA工业机器人代替YL-335B供料站/输送站完成上下料/搬运任务等。经过典型案例的反复训练之后，学生尝试设计贴近生产需要的工业机器人生产线（设备由校企合作企业提供），并将其作为目标产品，完成选型、安装、调试、运行、维护等任务。最后由工程师通过任务的完成情况来鉴定学生工程实践能力，并将考核成绩作为EPIP教学模式成果检验的重要依据，严格界定人才培养质量的优劣。
2.3 标准（Standard）建设
标准建设方面，从教育教学微观层面着手，落实到项目的关键细节。
EPIP的教学实践需围绕人才培养质量控制点和质量标准展开。具体到“工业机器人--生产线”项目，就是要制定科学的学习目标、学习流程和学习方法。
教师首先拥有制定“学习目标”的权利，但“学习目标”的主体是学生，这里的目标是基本目标、共性目标，保证学生在达到学习目标后，能够获得符合专业人才培养质量标准的知识和技能。在此基础上，学生可以进一步发展个性目标，拓展共性目标、深化基础目标。“学习流程”要科学地安排程序、步骤、进程，要符合学生学习的规律。学生反复训练自主探究和合作探究相结合的“学习方法”，为项目实践过程中的创新奠定基础。
针对“鲁班工坊”工程实践创新项目，由笔者和项目相关教师共同编写了校内试用教材《工程实践创新项目教学标准（机电类）》，书中以实际教学任务为案例，制定了详细的学习目标、学习流程和学习方法，旨在倡导高职机电类专业教学质量的标准化，从微观层面回答培养什么样的人才，怎样培养人才。“工业机器人--生产线”项目的各环节即以该教学标准为样本，确定符合教学实际的目标、流程和方法，明确规划学生工程实践创新的成长路径。
2.4 组织管理（Regulation）
组织管理方面，注重将大赛元素融入组织管理机制中。
“鲁班工坊”教学平台实施方案中的重要举措便是“以赛促教”。通过大赛，进一步检验和推动EPIP教学质量，打造课内课外联动、教学与竞赛并存、相关专业结合的工程实践创新项目建设体系。举例说明，以“工业机器人--生产线”项目的电气安装任务为线索，电气工程系主办了2018“立林杯”EPIP学生技能大赛。该大赛特色鲜明，效果显著。
一是探索了校企合作的新契机。电气科技社团学生和校企合作订单班学员共同角逐，这既是一场学生的竞赛，也是教师和企业工程师两位“师傅”的较量，让校企双方时刻保持“危机感”，促进校企合作迈上新台阶；
二是探索了工程教学的新内涵。导师既教学生知识和技能，更是教学生学习的本领。本次大赛内容虽为电气安装调试项目，但参赛队伍不仅局限于电气专业的学生，还包括机械设计、机电一体化专业等多个专业的中泰学生，其目的就是让学生从不同专业角度去认识工程思路、工程方法和工程能力，立足于现有基础去创新学习；
三是探索了砥砺前行的新方向。大赛分为设备选型、绘图、安装、调试、PPT汇报五个环节，考量学生知识记忆水平、动手操作能力、时间分配合理性、团队协作精神、语言表达技巧、安全运行意识、工程造价估量、综合职业素养等方面的综合能力。大赛是一面镜子，照出“TRSR”的实践成效和不足，它时刻鞭策我们朝着更好的方向，不断改进，砥砺前行。
3 小结
随着“鲁班工坊”EPIP教学模式内涵建设的不断发展，“TRSR”教学实践思路还需要进一步细化，“工业机器人--生产线”工程实践创新项目作为“TRSR”教学实践的一个案例，在教学过程中仍需改进和完善，望现有实践经验能为相关实践研究提供借鉴。
参考文献
[1] 吕景泉，汤晓华，史艳霞.工程实践创新项目(EPIP)教学模式的研究与实践[J].中国职业技术教育，2017(5):10-14.
[2]李彦斌，刘宇刚. 基于项目驱动的实践创新能力研究培养[J]当代教育实践与教学研究.2017(5).
备注：天津市高等职业技术教育研究会（2017）年度课题，课题名称“基于鲁班工坊高职院校机电类专业工程实践创新项目研究”，课题批准号ⅩⅦ4148。
