基于工作過程的工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用課程標(biāo)準(zhǔn)研究

方小菊+蔣思中+劉東海

【摘 要】本文提出以培養(yǎng)學(xué)生職業(yè)能力為出發(fā)點，找準(zhǔn)職業(yè)崗位的核心能力，以工作過程為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，以典型工作任務(wù)為載體，重構(gòu)工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用課程內(nèi)容，從而提高該課程的教學(xué)質(zhì)量和人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】高職 工作過程 工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用 課程標(biāo)準(zhǔn)

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）01C-0074-03

按照工信部的發(fā)展規(guī)劃，到2020年，我國工業(yè)機器人裝機數(shù)量將達(dá)到100萬臺，大概需要20萬工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)從業(yè)人員。這就意味著，從2016年開始到2020年，平均每年需要培養(yǎng)3萬名以上的工業(yè)機器人應(yīng)用人才。但是，與工業(yè)機器人應(yīng)用人才的需求逐年增長相比，工業(yè)機器人方面的人才培養(yǎng)卻處于滯后狀態(tài)。目前，本科院校培養(yǎng)的機器人相關(guān)人才，大多從事原理研究、本體開發(fā)及特種機器人開發(fā)等，因此，國內(nèi)急缺工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)方面的對口人才。

隨著機器人技術(shù)的飛速發(fā)展，工業(yè)機器人已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的工業(yè)現(xiàn)場。為了適應(yīng)機器人技術(shù)人才的需求，工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用課程應(yīng)運而生。工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用課程是高職院校機電一體化技術(shù)專業(yè)的專業(yè)必修核心課程，而課程又處在人才培養(yǎng)的核心地位。該課程是廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院2016年工學(xué)結(jié)合優(yōu)質(zhì)核心課程立項建設(shè)的課程，它的開設(shè)對接了現(xiàn)代工業(yè)機器人相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求，培養(yǎng)目標(biāo)是滿足工業(yè)機器人相關(guān)產(chǎn)業(yè)高技能人才的需求。本課程主要是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識來解決與機器人技術(shù)有關(guān)問題的能力；根據(jù)典型案例進(jìn)行程序編寫及應(yīng)用控制理論的相關(guān)知識解決實際問題的能力；以及團(tuán)結(jié)協(xié)作、吃苦耐勞、精益求精的職業(yè)素養(yǎng)，為就業(yè)夯實基礎(chǔ)。

一、課程性質(zhì)與定位

（一）課程性質(zhì)

該門課程是高職高專院校機電一體化技術(shù)專業(yè)必修的核心課程。學(xué)生通過對工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用內(nèi)容的學(xué)習(xí)，掌握機器人的基本知識、基本原理、基本方法和綜合應(yīng)用技術(shù)。課程主要內(nèi)容包括機器人的基礎(chǔ)操作知識I/O通信、程序數(shù)據(jù)、程序編程和硬件連接等。本課程主要目標(biāo)是為學(xué)生畢業(yè)后從事工業(yè)機器人操作、安裝、編程、調(diào)試、維護(hù)、保養(yǎng)以及生產(chǎn)管理等工作打下良好的基礎(chǔ)。

（二）課程定位

課程以機電一體化設(shè)備PLC控制與調(diào)試、機床電氣線路維修及液壓和氣動系統(tǒng)的應(yīng)用與維修為前導(dǎo)課程，同時也是學(xué)習(xí)工業(yè)機器人現(xiàn)場編程與調(diào)試、工業(yè)機器人離線編程、自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試等后續(xù)課程的基礎(chǔ)，起著承上啟下的銜接作用。

二、基于工作過程的課程設(shè)計

（一）設(shè)計思路

緊扣機電一體化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，校企合作進(jìn)行課程設(shè)計和典型工作任務(wù)的開發(fā)。改變傳統(tǒng)的以知識傳授為主要特征的學(xué)科式課程模式，以工程項目、工作任務(wù)來重組課程內(nèi)容。同時將職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)、職業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)融入課程。課程實施采用工學(xué)結(jié)合、校企合作、“教學(xué)做”一體化的教學(xué)模式，課程評價以過程性評價為主，用典型工作任務(wù)的完成情況來考核課程內(nèi)容的掌握情況，具體設(shè)計思路如下：

1.組建包括學(xué)院專任教師和ABB（中國）有限公司、庫卡機器人（上海）有限公司、南寧燎旺車燈有限責(zé)任公司、廣西宏智科技有限公司企業(yè)專家的課程開發(fā)和實施團(tuán)隊。

2.引入工業(yè)機器人技術(shù)的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以南寧燎旺車燈有限責(zé)任公司等企業(yè)的工業(yè)機器人操作、安裝、編程、調(diào)試職業(yè)崗位的工作過程為導(dǎo)向，分析職業(yè)崗位的工作任務(wù)，按照一定的邏輯關(guān)系進(jìn)行排序，對完成工作任務(wù)需具備的知識、能力、素質(zhì)做出較為詳細(xì)的描述，形成團(tuán)隊成員認(rèn)可、思路清晰、層次分明的工作任務(wù)分析表。

3.根據(jù)職業(yè)能力的復(fù)雜程度，整合典型工作任務(wù)。召開有企業(yè)專家、課程建設(shè)團(tuán)隊人員參與的課程標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)會議，確定本課程的工程項目，并將工程項目即學(xué)習(xí)模塊細(xì)化，具體劃分為若干學(xué)習(xí)任務(wù)。

4.在課程教學(xué)方法與教學(xué)手段的設(shè)計上，按照“項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動”的模式，以工業(yè)機器人的實際應(yīng)用情況為載體，對原有課程內(nèi)容進(jìn)行解構(gòu)與重構(gòu)，將課程內(nèi)容分成認(rèn)識工業(yè)機器人、讓工業(yè)機器人動起來、工業(yè)機器人基本訓(xùn)練和工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用四個主要模塊，每個模塊又分為若干學(xué)習(xí)任務(wù)來組織教學(xué)。

5.在教學(xué)效果考核上，采用過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的方式，側(cè)重過程考核，重點考核學(xué)生完成工作任務(wù)的能力。

（二）課程目標(biāo)

本課程總體目標(biāo)是為了學(xué)生畢業(yè)后能從事工業(yè)機器人設(shè)備的操作、安裝、編程、調(diào)試、維護(hù)、保養(yǎng)工作，并使學(xué)生提高自學(xué)能力，能追蹤幾種常見品牌的機器人使用方法和機器人方面的新技術(shù)、新發(fā)展。

通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能全面掌握知識目標(biāo)、能力目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。知識目標(biāo)：掌握機器人的基礎(chǔ)操作知識，I/O通信、程序數(shù)據(jù)、程序編程和硬件連接等。能力目標(biāo)：熟練操作機器人，能獨立完成機器人的基本操作，根據(jù)典型工作任務(wù)進(jìn)行程序編寫調(diào)試及應(yīng)用工業(yè)機器人技術(shù)解決實際應(yīng)用問題。素質(zhì)目標(biāo)：注重職業(yè)道德和誠信教育，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

（三）具體工作過程分析

根據(jù)崗位對知識、技能和素質(zhì)三方面的能力需求及學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，解構(gòu)課程傳統(tǒng)知識，根據(jù)實際的工作過程，由淺到深，由簡單到復(fù)雜，重組課程內(nèi)容。調(diào)整后的學(xué)習(xí)模塊及學(xué)習(xí)任務(wù)如表1。

三、課程標(biāo)準(zhǔn)實施建議

（一）教學(xué)方法

將“項目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動”貫穿教學(xué)過程的始終，針對不同的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)情境，選用不同特點的教學(xué)方法，主要教學(xué)方法如表2所示。

（二）教學(xué)評價

由注重知識考核，轉(zhuǎn)變?yōu)樽⒅啬芰瓦^程考核，采取實操、作業(yè)展示、項目任務(wù)完成考核和期末筆試等多種方式進(jìn)行考核，采用過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合的綜合考核方式，其中過程考核成績占60%，結(jié)果考核成績占40%。

為了加強對學(xué)生能力的考核，過程考核采用教師評價和學(xué)生自評相結(jié)合的方式，每個學(xué)習(xí)模塊完成后，由各小組提交一份工作總結(jié)，教師根據(jù)總結(jié)的內(nèi)容和內(nèi)涵進(jìn)行評分，并進(jìn)行小組內(nèi)答辯，對提出創(chuàng)新見解的小組適當(dāng)加分，小組成績由教師先給出各小組得分，組長再根據(jù)組員在工作完成中所起的作用和表現(xiàn)狀況，給出各組員的得分，教師將每個學(xué)生的個人成績與小組分配成績相加，得出課程過程考核的最終考核成績，如表3所示。

（三）師資條件

組成一支職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、專兼比例合理的課程教學(xué)團(tuán)隊。主講老師應(yīng)具備碩士以上學(xué)歷或者中級以上職稱，應(yīng)具有2年以上控制系統(tǒng)實際項目設(shè)計經(jīng)驗，具有扎實的機器人專業(yè)知識和熟練的機器人操作技能，能綜合運用行動導(dǎo)向教學(xué)法，動手能力強；輔助老師應(yīng)具有較強的控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試方面的技術(shù)技能，具有較豐富的企業(yè)一線經(jīng)驗。

（四）教學(xué)條件

“教、學(xué)、做”一體化實訓(xùn)場所如機器人實訓(xùn)室、自動化生產(chǎn)技術(shù)控制實訓(xùn)室，實訓(xùn)室配備先進(jìn)的工業(yè)機器人實訓(xùn)裝置、常用電工工具等，并具備多媒體教學(xué)的環(huán)境條件，以具有工業(yè)機器人等先進(jìn)自動控制設(shè)備的企業(yè)作為校外實訓(xùn)基地。

（五）教學(xué)資源

1.教材使用與建設(shè)。根據(jù)校內(nèi)實訓(xùn)室和校外實訓(xùn)基地條件，校企專家合作編寫適合以工作過程為導(dǎo)向組織教學(xué)的校本教材和實訓(xùn)指導(dǎo)書。校本教材不僅可以促進(jìn)學(xué)生的個性發(fā)展，還可以有效提高教師的業(yè)務(wù)能力和課程開發(fā)水平。

2.教學(xué)資料建設(shè)。以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，完善習(xí)題試題、視頻動畫及操作手冊等教學(xué)資料庫，便于學(xué)生課下自學(xué)和拓展提高。

3.建設(shè)課程網(wǎng)站。課程網(wǎng)站的建設(shè)利于課程資源整合和共享，便于學(xué)生課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，充實學(xué)生的課余生活，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，提高課程的教學(xué)質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

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【基金項目】廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院教研課題“高職以工作過程為導(dǎo)向的機電一體化專業(yè)課程體系建設(shè)的研究與實踐”（桂職院〔2014〕142209）；2015年廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院工學(xué)結(jié)合優(yōu)質(zhì)核心課程《工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用》建設(shè)項目

【作者簡介】方小菊（1982— ），女，河南許昌人，廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：機電一體化技術(shù)，高職教育。

（責(zé)編 丁 夢）