“工業(yè)機(jī)器人操作與編程”一體化教學(xué)改革與實(shí)踐

周冬妮 王睫

摘 要：文章根據(jù)社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)，結(jié)合近年教學(xué)改革要求、發(fā)展趨勢(shì)、學(xué)院實(shí)訓(xùn)條件及這幾個(gè)學(xué)期教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將“工業(yè)機(jī)器人操作與編程”這門課程進(jìn)行一體化教學(xué)改革，包括教學(xué)方式、教材講義，并進(jìn)行一體化教學(xué)的初步實(shí)踐，以便總結(jié)經(jīng)驗(yàn)加以改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;一體化;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：TP242.2?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?收稿日期：2018-10-15

基金項(xiàng)目：2018年福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目“工業(yè)機(jī)器人操作與編程一體化教學(xué)改革與實(shí)踐”（2018XM023）。

作者簡介：周冬妮（1982—），女，福建泉州人，講師，本科，研究方向：機(jī)電一體化。

我國已經(jīng)成為世界的制造業(yè)中心，國內(nèi)裝備制造業(yè)正處于由傳統(tǒng)裝備向先進(jìn)制造裝備轉(zhuǎn)型的時(shí)期。沿海的眾多制造企業(yè)由于用工成本不斷提高，用工荒日益凸顯，工業(yè)機(jī)器人逐步走進(jìn)公眾的視野，加上國家在機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策上給予傾斜和支持，用機(jī)器人技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是提高企業(yè)的市場競爭力的有效方法之一。

工業(yè)機(jī)器人是一門綜合學(xué)科，學(xué)生學(xué)習(xí)需要多學(xué)科的基礎(chǔ)。之前的課程設(shè)置為單純的實(shí)踐，缺乏相關(guān)的理論指導(dǎo)。而工業(yè)機(jī)器人的理論課程對(duì)于高職學(xué)生來說較為枯燥，因此，對(duì)“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用”這門課程進(jìn)行一體化教學(xué)改革勢(shì)在必行。近年來，我國有不少職業(yè)院校已開設(shè)機(jī)器人相關(guān)專業(yè)，或者開設(shè)相關(guān)課程，但設(shè)立的時(shí)間并不長，或缺乏相應(yīng)的師資，或缺少實(shí)訓(xùn)設(shè)施，或教師缺少相關(guān)的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，且為了符合高職院校的教學(xué)特點(diǎn)，將這門課程進(jìn)行一體化教學(xué)，是十分必要也將會(huì)是十分有效的。

一、教學(xué)現(xiàn)狀及存在問題

考慮到高職教育“必需、夠用”的特點(diǎn)和要求，課程設(shè)置的初衷是直接以實(shí)訓(xùn)課程的形式開展，以方便學(xué)生更快地掌握技能。這種形式下，學(xué)生是能較快掌握基本操作的，但由于缺少理論支持，想要進(jìn)一步提升有較大困難。同時(shí)，因?yàn)闆]有足夠的基礎(chǔ)知識(shí)打底，且實(shí)踐練習(xí)時(shí)間明顯不足，這就造成了理論和實(shí)踐都沒有掌握好。

目前，教材采用的是與實(shí)訓(xùn)設(shè)備配套的教材，采用項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)，內(nèi)容與編寫都不錯(cuò)，但在實(shí)際使用過程中，由于條件所限，并不能充分發(fā)揮教材的作用，需要對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行刪減，而其他的需要另做補(bǔ)充。

二、一體化教學(xué)的整體設(shè)計(jì)

本課程按照“以技能訓(xùn)練為本位，以企業(yè)實(shí)際典型工作任務(wù)為主線，以實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備為載體”的總體設(shè)計(jì)要求進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，以培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人設(shè)備操作、編程、維護(hù)的技能為目標(biāo)，圍繞工作任務(wù)完成的需要來選擇和組織課程內(nèi)容，采用理實(shí)一體化，既體現(xiàn)了工作任務(wù)與知識(shí)的緊密性，又突出了實(shí)踐性教學(xué)重要性。課程一共設(shè)計(jì)了三個(gè)大項(xiàng)目的教學(xué)環(huán)節(jié)：認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人、搬運(yùn)編程與操作、碼垛編程與操作，每個(gè)項(xiàng)目里面又分為若干個(gè)任務(wù)內(nèi)容，任務(wù)難度逐漸增加，將學(xué)生需要掌握的理論與技能知識(shí)融入其中，并與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，保證了教學(xué)內(nèi)容的針對(duì)性和實(shí)用性。

三、一體化教學(xué)條件保障

（1）一體化實(shí)訓(xùn)中心。為了更好地推進(jìn)一體化教學(xué)的開展，目前福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院（以下簡稱我校）已在清源實(shí)訓(xùn)基地建成工業(yè)機(jī)器人一體化實(shí)訓(xùn)中心。實(shí)訓(xùn)中心擁有華中數(shù)控HSR-JR612工業(yè)機(jī)器人5臺(tái)及相關(guān)的用于維修維護(hù)的配件、鉗工工作臺(tái)、工具箱等，同時(shí)將可容納40人進(jìn)行教學(xué)的多媒體教室建設(shè)在設(shè)備區(qū)旁，方便一體化教學(xué)的實(shí)施。后續(xù)將根據(jù)課程建設(shè)情況再進(jìn)一步完善實(shí)訓(xùn)室建設(shè)。學(xué)校計(jì)劃將多媒體教室進(jìn)一步改進(jìn)，建設(shè)為多媒體機(jī)房形式，每個(gè)位置增添電腦，并采購軟件，方便后續(xù)離線編程及仿真的學(xué)習(xí)。

（2）教材與講義。 現(xiàn)有理論教材是《工業(yè)機(jī)器人操作與編程》，邢美峰主編，電子工業(yè)出版社出版。教材與設(shè)備有關(guān)，但是針對(duì)的型號(hào)不同，所以我們借鑒現(xiàn)有教材及設(shè)備的使用說明和維護(hù)維修手冊(cè)，結(jié)合之前的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，重新編寫《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用一體化教材》。教材結(jié)合現(xiàn)代高等職業(yè)教育理念，充分對(duì)現(xiàn)代學(xué)生的學(xué)情進(jìn)行分析，本著“必需、夠用”的原則，淡化知識(shí)講授，強(qiáng)化興趣培養(yǎng)，注重工程應(yīng)用和“帶著問題進(jìn)行學(xué)習(xí)”的指導(dǎo)思想，強(qiáng)調(diào)“教學(xué)做一體化”的教學(xué)模式。教材的整體框架和內(nèi)容都是按照現(xiàn)在能夠開展的所有項(xiàng)目編寫的，由淺入深，由易到難，更容易被學(xué)生接受。

（3）信息化教學(xué)資源。工業(yè)機(jī)器人一體化實(shí)訓(xùn)中心的多媒體教室配備有與實(shí)訓(xùn)設(shè)備相關(guān)的微課資源，可以方便學(xué)生的學(xué)習(xí)使用。在分組教學(xué)時(shí)，不操作設(shè)備的學(xué)生可以通過微課學(xué)習(xí)鞏固相關(guān)知識(shí)。

四、一體化教學(xué)組織與實(shí)施

（1）學(xué)時(shí)安排。根據(jù)以往其他課程一體化教學(xué)實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)，學(xué)校有兩種課程安排方式。一種是每周安排一天，每天上足6節(jié)課，或者4節(jié)課連排，一周兩天;另一種是按照實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)那樣集中安排在兩周內(nèi)進(jìn)行。兩種方法各有利弊，經(jīng)過綜合考慮，選擇集中安排在兩周內(nèi)進(jìn)行，這樣教學(xué)過程更加連貫，學(xué)生能夠更好地投入學(xué)習(xí)。

（2）組織形式。在“教學(xué)做”一體化教學(xué)過程中，我們以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，以工作團(tuán)隊(duì)的形式，把學(xué)生分成若干小組（初步定為3人一組），每個(gè)小組產(chǎn)生一個(gè)組長，由組長統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，小組成員分工協(xié)作完成工作任務(wù)。這樣不僅可以鍛煉學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)的方式掌握課程必備的理論知識(shí)和技能，也能提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和分析、解決問題的能力，從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

（3）實(shí)施方案。先對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組，3人一組，個(gè)別4人一組，設(shè)有組長一人。主要是方便在操作過程中，可以一人操作時(shí)，另兩人在旁邊觀摩并互相學(xué)習(xí)。每組人數(shù)如果較多，一則存在較大安全隱患，二則不方便其他學(xué)生的觀摩學(xué)習(xí)。教學(xué)過程則按照任務(wù)內(nèi)容進(jìn)行，本著“必須夠用”的原則，只針對(duì)任務(wù)實(shí)施需要，講解必備的理論知識(shí)，然后演示整個(gè)技能操作過程，并在操作過程中穿插講解，在技能操作學(xué)習(xí)過程中加深對(duì)理論知識(shí)的理解。由于每個(gè)班級(jí)學(xué)生較多，授課教師需要分多次進(jìn)行技能操作演示，一般至少需要3～4次。在學(xué)生練習(xí)過程中，指導(dǎo)老師必須在旁邊指導(dǎo)及監(jiān)護(hù)。其他學(xué)生則可以選擇在休息區(qū)自學(xué)、觀看微課，或者在旁觀摩同學(xué)操作，互相學(xué)習(xí)，互相監(jiān)督。

（4）考核方式。本課程主要采用基于能力的過程考核方式。在課程行進(jìn)過程中，學(xué)生本人、小組組長、指導(dǎo)老師根據(jù)學(xué)生平常教學(xué)過程中任務(wù)完成情況進(jìn)行考核打分，分別占10%、20%、70%，若任務(wù)未完成則不能通過，即沒有掌握相應(yīng)能力。每完成一項(xiàng)任務(wù)將視教學(xué)進(jìn)度進(jìn)行驗(yàn)收并考核，過程和考核比例分別占70%和30%。

在這門課程開課之初，我們就在不斷地探尋合適的教學(xué)方法，從一開始只設(shè)置為實(shí)訓(xùn)課程，到增設(shè)理論課程，再到一體化教學(xué)改革。這學(xué)期有兩個(gè)班級(jí)按一體化教學(xué)的方式進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，對(duì)比按實(shí)訓(xùn)方式開展或者按理論課程教學(xué)方式開展的班級(jí)，學(xué)生對(duì)這門課程的接受能力和學(xué)習(xí)興趣，隨著教學(xué)方式的不斷改進(jìn)有明顯提升，學(xué)習(xí)效果也有明顯的改善。

當(dāng)然，由于時(shí)間及課程安排所限，一體化教學(xué)的效果還需要更多的班級(jí)實(shí)施后才能最終展現(xiàn)，但初步的效果已經(jīng)向好。接下來，我們需要根據(jù)一體化實(shí)施過程中存在的一些問題，比如，工位不足、項(xiàng)目較少、任務(wù)單一等進(jìn)行逐一改進(jìn)，并不斷提升教師自身的業(yè)務(wù)水平，以更好地為教學(xué)服務(wù)，培養(yǎng)出符合社會(huì)發(fā)展特點(diǎn)、適合生產(chǎn)實(shí)際需求的人才。

參考文獻(xiàn)：

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