結(jié)合《工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維職業(yè)技能等級(jí)證書》考核的工業(yè)機(jī)器人教學(xué)

王倩 何國(guó)柱

【中圖分類號(hào)】G712【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1992-7711（2020）28-173-03

一、教學(xué)整體設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)分析

1.課程概況

本課程是機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)的專業(yè)核心課程。旨在提高中職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，通過產(chǎn)教融合、技能競(jìng)賽等模式，力求培養(yǎng)出一批“熟操作，明理論”的，具有新時(shí)代職業(yè)教育“工匠精神”的技能人才。本課程貫徹《關(guān)于在院校實(shí)施“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級(jí)證書”制度試點(diǎn)方案》，完善職業(yè)教育和培訓(xùn)體系、深化產(chǎn)教融合校企合作積極取得多類職業(yè)技能等級(jí)證書，拓展就業(yè)創(chuàng)業(yè)本領(lǐng)。

2.教學(xué)內(nèi)容分析

教學(xué)內(nèi)容選自哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》，該教材分為七個(gè)項(xiàng)目，本課選自項(xiàng)目四至項(xiàng)目六：工業(yè)機(jī)器人的手動(dòng)操作、示教編程、與外圍設(shè)備的通信等三部分內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人在物料搬運(yùn)碼垛領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用。

3.學(xué)情分析

授課對(duì)象為機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)二年級(jí)學(xué)生。在之前的課程學(xué)習(xí)中，學(xué)生已經(jīng)能夠手動(dòng)操作工業(yè)機(jī)器人線性運(yùn)動(dòng)、重定位運(yùn)動(dòng)。學(xué)生缺乏對(duì)機(jī)器人實(shí)際運(yùn)用的操作訓(xùn)練，實(shí)操中誤差較大、安全系數(shù)不高，非計(jì)算機(jī)專業(yè)的中職學(xué)生，對(duì)軟件編程中的程序結(jié)構(gòu)，程序語(yǔ)句都缺少一定的認(rèn)知，從而在程序的編寫方面遇到困難。工業(yè)機(jī)器人的通信設(shè)置，其理論內(nèi)容較為枯燥，學(xué)生接受情況不佳，對(duì)物料搬運(yùn)碼垛知識(shí)點(diǎn)了解不足，且學(xué)生未完成過完整的項(xiàng)目，缺少對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用的全面認(rèn)識(shí)。

（二）教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合電氣運(yùn)行與控制專業(yè)（工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)）人才培養(yǎng)方案，以“1+X證書制度試點(diǎn)” 當(dāng)中的“X”——《工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維職業(yè)技能等級(jí)證書》考核技能點(diǎn)評(píng)價(jià)要點(diǎn)為參考標(biāo)準(zhǔn)，確立知識(shí)技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀的三維教學(xué)目標(biāo)。知識(shí)與技能目標(biāo)：1）了解工業(yè)機(jī)器人的坐標(biāo)系，并能夠口述各種坐標(biāo)系之間的區(qū)別;2）掌握工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系的設(shè)定;3）掌握工業(yè)機(jī)器人簡(jiǎn)單示教編程的運(yùn)動(dòng)指令;4）學(xué)會(huì)配置機(jī)器人I/O板并設(shè)置數(shù)字輸入輸出信號(hào)，且能通過通信板驅(qū)動(dòng)外部元件。過程與方法：1）學(xué)會(huì)實(shí)現(xiàn)路徑軌跡程序的單周運(yùn)行與連續(xù)運(yùn)行的方法;2）通過示教器編程學(xué)習(xí)分別在不同的工件坐標(biāo)系下完成機(jī)器人軌跡的運(yùn)動(dòng);3）在實(shí)訓(xùn)練習(xí)中學(xué)習(xí)配置機(jī)器人I/O板并設(shè)置數(shù)字輸入輸出信號(hào);4）在拓展習(xí)過程中補(bǔ)充完整工業(yè)機(jī)器人的競(jìng)賽項(xiàng)目——搬運(yùn)和碼垛。情感態(tài)度與價(jià)值觀：1）培養(yǎng)細(xì)致，規(guī)范操作的習(xí)慣，增強(qiáng)安全意識(shí)，培養(yǎng)以工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維職業(yè)技能等級(jí)證書評(píng)價(jià)體系為標(biāo)準(zhǔn)的操作規(guī)范; 2）培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、提高溝通交流能力;3）培養(yǎng)一絲不茍、精益求精的職業(yè)教育“工匠精神”。

教學(xué)重點(diǎn)是：工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系的創(chuàng)建、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡的示教編程、工業(yè)機(jī)器人I/O通信的設(shè)置。教學(xué)難點(diǎn)是：工業(yè)機(jī)器人工具坐標(biāo)系的創(chuàng)建、工業(yè)機(jī)器人程序結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)、工業(yè)機(jī)器人通信的設(shè)置。

（三）理念與策略

（1）秉承“教育需求與產(chǎn)業(yè)需求結(jié)合”的職業(yè)人才培養(yǎng)理念。結(jié)合“1+X證書制度”試點(diǎn)專業(yè)的相關(guān)方案，配合《工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維職業(yè)技能等級(jí)證書》考核技能點(diǎn)評(píng)價(jià)的要求，針對(duì)本模塊理實(shí)一體化課程的特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，在教學(xué)策略上，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主線，以技能證書評(píng)價(jià)要點(diǎn)為參考標(biāo)準(zhǔn)，以學(xué)生為主體，采用三個(gè)“結(jié)合”的模式（虛擬仿真與實(shí)踐操作相結(jié)合、教材知識(shí)點(diǎn)與考證技能點(diǎn)相結(jié)合、教師講解與學(xué)生分組探究相結(jié)合），采用的教法是分組討論教學(xué)法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。

（2）以任務(wù)驅(qū)動(dòng)為主體的教學(xué)模式。對(duì)每一次課程單獨(dú)設(shè)立實(shí)操任務(wù)，堅(jiān)持“以學(xué)習(xí)者為中心”的教育理念，以“任務(wù)”為線索、以“子任務(wù)”為模塊，精心組織教學(xué)內(nèi)容，使其符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。

在教學(xué)方法上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主發(fā)展，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，在教學(xué)過程中不斷 地用“任務(wù)”來引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，讓學(xué)生根據(jù)“任務(wù)”的需求來學(xué)習(xí)。

（3）“以賽促學(xué)、以賽促教”的教學(xué)方向?！耙再惔賹W(xué)、以賽促教”既能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，也能提高教師的教學(xué)水平，對(duì)學(xué)校的師資力量建設(shè)有益。在本門課程的學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過比賽項(xiàng)目的模擬，為之后的學(xué)習(xí)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)還增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)自信心，提前經(jīng)歷比賽的歷練和競(jìng)爭(zhēng)。

（4）分層次教學(xué)考核。考慮學(xué)生個(gè)體差異，改變傳統(tǒng)考核標(biāo)準(zhǔn)單一的方式。在教學(xué)和考核中，提出不同層次的考核目標(biāo)，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)際水平自主選擇考核難度。減少理論考核比重，側(cè)重學(xué)生動(dòng)手能力培養(yǎng)，力求考出滿意的成績(jī)，同時(shí)激勵(lì)了學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新的熱情。

（5）多維評(píng)價(jià)。線上評(píng)價(jià)與線下評(píng)價(jià)相結(jié)合，常規(guī)評(píng)價(jià)、技能證書評(píng)價(jià)、企業(yè)評(píng)價(jià)相結(jié)合的多元評(píng)價(jià)模式。

（6）疫情期間網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。疫情期間，課程選擇了線上、線下混合式教學(xué)，采用超星APP、微信小程序——班級(jí)小管家、微信群，等手段，學(xué)生使用虛擬仿真軟件進(jìn)行進(jìn)一步的自我練習(xí)。

實(shí)踐證明實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)法，輔以信息化教學(xué)手段，進(jìn)行分層次考核因材施教。使教師教學(xué)變得輕松，學(xué)生參與實(shí)踐主動(dòng)性提高，動(dòng)手能力增強(qiáng)，創(chuàng)新意識(shí)也得到培養(yǎng)。

（四）信息化手段

從教學(xué)內(nèi)容與課堂活動(dòng)的需求出發(fā)，選擇恰當(dāng)?shù)男畔⒒Y源、依一體化訓(xùn)練實(shí)訓(xùn)室和虛假仿真實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)環(huán)境，采用了多元化的信息化手段（譬如：微課、超星學(xué)習(xí)通APP、虛似仿真軟件RobotStudio、三維動(dòng)畫、TC投屏、微信小程序——班級(jí)小管家等）來開展教學(xué)，增添學(xué)習(xí)的樂趣，減少實(shí)操的安全隱患，最終達(dá)到提升課堂效率的目的。

二、教學(xué)過程

采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)式教學(xué)法和分組討論教學(xué)法進(jìn)行。

1.環(huán)節(jié)一：導(dǎo)情境。播放工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)碼垛的視頻，創(chuàng)設(shè)情境問題，引入上課的內(nèi)容：機(jī)器人的方向感從何而來？引導(dǎo)學(xué)生思考坐標(biāo)的作用?；钴S課堂，思考回答問題，學(xué)生開始討論，問題初步涉及到本課要點(diǎn)機(jī)器人的坐標(biāo)系創(chuàng)建。