關于對中職機器人專業(yè)教學的探討

曹魯輝

摘? ?要：機器人專業(yè)作為中職學校的新興專業(yè)，是智能制造行業(yè)里最具有代表性的專業(yè)，對于行業(yè)發(fā)展有著非常重要的意義。本文的主要內容是關于對中職機器人專業(yè)教學的探討，以及專業(yè)教學所面臨的困境和問題，如何在實踐教學中解決，以及實施的成效等，希望能提升中職專業(yè)的教學效果。

關鍵詞：中職;機器人;實踐教學

1? 機器人專業(yè)發(fā)展的背景及前景

2015年國家提出"中國制造2025"，其中關于智能制造機器人產業(yè)明確提出要大力發(fā)展機器人產業(yè)，2019年，國務院又制定了《國家職業(yè)教育改革實施方案》，要加大力度支持職業(yè)教育的發(fā)展，機器人行業(yè)目前在國內蓬勃發(fā)展，機器人產業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，未來機器人產業(yè)的發(fā)展和應用在生產領域可以進一步拓展[ 1 ]。

2? 中職教育機器人專業(yè)教學所面臨的困境和問題

目前部分中職學校開設了機器人專業(yè)，但是由于是新興專業(yè)，在教學中面臨一系列的問題。主要歸納有以下三方面的問題。

2.1? 教師教學方法的問題

作為新專業(yè)，許多中職老師會想當然地認為，把其它專業(yè)學科的教學方法照搬過來就可以開展教學了。現實教學發(fā)現，不能簡單參照其他學科開展教學。這是機器人專業(yè)特點決定的。機器人專業(yè)集合了機械、機電、PLC等十幾門學科的知識，可以說是典型的機電智能集合體，融合許多控制系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)的知識。如果對于專業(yè)定位不清楚，如把應用維護作為專業(yè)發(fā)展方向還是編程操作作為專業(yè)發(fā)展方向，往往存在大不同。直接關系到平時的教學計劃和教學方法的不同。如果把本專業(yè)定位于培養(yǎng)應用維護機器人方向，那在教學方法上就要著重培養(yǎng)學生的在控制通訊系統(tǒng)如何更好服務于實際項目現場應用工藝上，在理論教學和實踐教學上要重點培養(yǎng)學生在PLC與機器人的通訊上的設計，通訊接口和信號的設置，這些都要最終服務于現場工藝要求，如應用在氣體保護焊和電阻焊就不同，同樣應用在涂膠碼垛和分揀裝配又不一樣。但是如果定位于操作編程，往往更側重于現場編程調試如何滿足于工藝需求，尤其是示教編程和離線編程是當前機器人編程的兩個主要編程方式。示教編程更側重于解決現場問題，離線編程借助編程軟件例如RobotArt，實現對復雜工藝的編程。這些在實際教學中都要慎重研究如何才能更好的開展教學，以實現良好的教學效果。

2.2? 生源基礎的問題

由于歷史和現實原因，中職學生普遍面臨著理論基礎不足，基礎知識面不寬和知識層次不高的問題，所以在集成度比較高的專業(yè)，學生往往存在畏難情緒的狀況。這種情況在機器人專業(yè)表現的更為明顯。作為典型的機電一體化專業(yè)代表，集成度越高也代表著集合的學科知識也是越多，對學習者和教授者都提出更高的要求。但是中職生理論基礎的不足短時間內無法彌補，這也需要教授者更多的智慧。

2.3? 硬件和軟件問題

作為新興專業(yè)，機器人集合度高也往往代表著價格偏高，相對于傳統(tǒng)機床等設備，動輒20-50萬不等的價格對于中職學校來說，資金壓力還是比較大，無法足額投資購買足夠的機器人設備。這就造成學生生均設備量較低，中職學生往往動手意愿較強，動手能力不弱，需要更多動手訓練才能更直觀地掌握相應的操作技術。

相對于硬件，軟件同樣不可或缺，特別是離線編程仿真軟件對于學生豐富編程經驗和體驗對于該專業(yè)幫助特別大，但是許多學校因為種種原因無法及時配套相關軟件資源，造成學生知識局限于課本理論，無法動手操作和模擬，無法深入掌握和理解本專業(yè)的專業(yè)技能和知識。

3? 如何解決和應對

3.1? 教師

首先教師要更新教學理念，學習掌握新的有效的教學方法。采用典型工作任務教學或項目教學，以及小組分工或團隊協(xié)作等方法，制定符合學生學習習慣的教學計劃。尤其是采用典型工作任務書 的教學形式，最大限度地模擬工廠實際生產環(huán)節(jié)中的典型工作環(huán)節(jié)和典型工作任務，讓學生更貼近一線生產環(huán)境，更重要的是，通過一系列的典型工作任務使學生綜合專業(yè)能力得到極大的提升，專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)也可以得到良好的培養(yǎng)。

其次深入研究該專業(yè)在本校的發(fā)展方向的定位，只有定位清晰，教學方法才能有針對性。由于中職學生理論基礎薄弱，許多學校更側重培養(yǎng)學生的現場編程操作能力，這樣充分考慮了學生的實際情況，充分發(fā)揮了學生動手能力強，避免了理論集成深，學生應對不了的情況[ 2 ]。

3.2? 學生

中職學生理論基礎薄弱，但是動手能力強，作為老師如何激發(fā)求知欲望，同時鼓勵學生通過多動手實踐，及時表揚，使學生獲得成就感，是需要教師深入思考和研究的。特別是作為機器人專業(yè)，專業(yè)起點高，專業(yè)集合度高，行業(yè)知識復雜，涉及學科門類廣。學生理論知識儲備不足，理解能力有限。教師可通過親自動手示范，現場教學?？梢酝ㄟ^教師先做一遍，學生試著模仿操作，然后針對普遍問題集中示范講解，最后學生操作并講解，通過這幾個步驟，步步深入，以達到內化深層次掌握。

3.3? 硬件和軟件問題

主要是實訓設備要切實符合中職實訓教學和工作需要，盡量保證設備的一致性和典型性，同時也是主流設備。如同一品牌KUKA可以10臺左右，有利于開展教學，但是同時兼顧品牌多樣性，考慮項目現場施工實際，不能只局限于一個品牌，拓展學生的認知度。我校采用先期采購10臺庫卡工業(yè)機器人，后期購入ABB以及松下等焊接、搬運、打磨專業(yè)機器人。在滿足日常教學的同時，給學生提供多品牌的機器人設備，增加學生的操作經驗，從而對學生更快適應行業(yè)發(fā)展起到良好的助推作用。與此同時，在實際教學中，也要充分用好教學平臺等網絡資源，我校通過購入學徒寶等線上教學和就業(yè)平臺，極大地豐富了專業(yè)知識，同時通過直觀地講解和動畫現場演示操作，可以使學生身臨其境地體驗專業(yè)實操和應用的場景，從而避免局限于理論，淺嘗輒止。當然，實訓設備和線上專業(yè)資源需要學校大量的資金投入，各個學校還是要依據各校實際有選擇地投入。

4? 實施效果：該系列措施運用在教學實踐中的效果

通過以上有針對性的專業(yè)改革，我校從以下兩個方面獲得了良好的實施效果;教師通過優(yōu)化教學流程，采用典型工作任務書的教學模式，獲得較好的教學效果[ 3 ]。使日常教學更貼近項目生產實;通過教學理念的革新和教學模式的改變，特別是引入典型工作任務書的模式，讓學生參與模擬工廠生產中來，極大地提升了學生的參與感和責任感，有利于培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)和主體工作者的意識，從而推動學生在興趣和成就感的吸引下主動獲得知識和技能。

5? 反思和總結、改進

我校機器人專業(yè)通過以上一系列的改革，把實訓現場教學和線上資源打通，廣泛采用典型工作任務書的模式，推動專業(yè)教學實踐，貼近教學實踐，大部分同學獲得了扎實的技能。但是，涉及到部分核心知識技能，由于理論基礎要求高，邏輯思維能力高，部分同學沒有達到預期的效果。

對于部分理論基礎要求的部分，作為教師，我們需要嘗試利用多種形式教學，如采用動畫，或者更貼近學生生活的學習型視頻，幫助理解專業(yè)核心概念和編程邏輯。從而提升專業(yè)學習的整體實施效果。

參考文獻：

[1]馮宇.珠三角地區(qū)工業(yè)機器人產業(yè)現狀分析與技術路線圖設計[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學， 2010.

[2]鐘秋梅.中職學校校內生產性實訓基地建設策略研究[D]貴陽：貴州師范大學， 2015.

[3]邢琰彬. “會計基本操作”課程的整體設計[J]. 張家口職業(yè)技術學院學報， 2011（4）：67-70.