何建慧+章永華

摘要：通過對企業(yè)實地走訪，與企業(yè)實踐專家深入訪談，確定“工業(yè)機器人安裝與調試”課程的典型就業(yè)崗位、企業(yè)要求和崗位工作項目。從中提煉典型工作任務，并根據學生的認知規(guī)律和技能養(yǎng)成過程將典型工作任務轉化為學習領域課程，再按照由易入難的原則構建符合教學要求的學習情境，每個學習情境都與一個完整的工作過程相對應，最后形成與高等職業(yè)教育改革相匹配的課程標準。通過基于行動導向的課程實施，最終實現課程教學的技能目標、知識目標和情感目標，培養(yǎng)符合企業(yè)需求的技術技能型人才。

關鍵詞：工學結合；工業(yè)機器人；安裝與調試；課程標準

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2014）05-0101-04

工業(yè)機器人是一種高自動化的機電一體化設備，具有很高的技術附加值。在大規(guī)模工業(yè)制造過程中，如在汽車工業(yè)中完成搬運、焊接、噴涂和裝配等工作過程中，工業(yè)機器人是替代人類完成重復性操作或危險性工作不可缺少的自動化裝備。高職院校的核心任務之一是為相關企業(yè)培養(yǎng)急需的高技能應用型人才，要求課程教學和就業(yè)導向符合高職院校學生的特點。因此，探索開發(fā)適合高職院校工業(yè)機器人課程教學的課程標準迫在眉睫。

“工業(yè)機器人安裝與調試”課程標準制定的依據

傳統的工業(yè)機器人教學存在課程教學順序安排不合理、脫離實際工程背景、忽視細節(jié)等問題。因此，對“工業(yè)機器人安裝與調試”課程標準的重新制定需要考慮任務驅動、項目教學、理論實踐結合、緊跟企業(yè)需求，真正體現工學結合的特點，以企業(yè)真實的工作任務或產品為載體來實施課程整體設計；堅持系統性原則、發(fā)展性原則和實用性原則；根據機電一體化技術專業(yè)的人才培養(yǎng)方案及本課程所承擔的任務，確定課程的性質、地位和目標要求；通過職業(yè)分析與教學分析，以培養(yǎng)高技能應用型人才為目標，找準典型工作崗位的相關技術核心能力，確定“工業(yè)機器人安裝與調試”課程標準的內容；并參照有關職業(yè)資格標準，改革課程的教學內容，最終完成突出職業(yè)能力培養(yǎng)課程標準的開發(fā)。

“工業(yè)機器人安裝與調試”課程標準的具體內容

（一）課程性質

“工業(yè)機器人的安裝與調試”是機電一體化技術專業(yè)的一門實踐性很強的一體化課程，是工業(yè)機器人裝配調試、操作維修、設備維護管理專業(yè)人才的技術基礎。通過本課程的教學，學生能夠了解工業(yè)機器人安裝與調試的一般流程方法，具備從事工業(yè)機器人的安裝、調試、操作、維護、維修的基本職業(yè)能力，同時為其他后續(xù)課程的學習打下基礎。

（二）典型工作任務描述

工業(yè)機器人應用于生產遵循如下步驟：首先全面考慮并明確自動化的要求，包括提高勞動生產率、增加產量、減輕勞動強度、改善勞動條件等問題。接著制定工業(yè)機器人化條件和探討使用工業(yè)機器人的條件。再對輔助作業(yè)和工業(yè)機器人性能進行標準化。然后設計工業(yè)機器人化作業(yè)系統方案，選擇適宜的工業(yè)機器人系統評價指標。最后對整個方案進行詳細設計和具體實施，包括工業(yè)機器人的安裝、調試、檢測維修和編程操作等幾個方面。根據任務需要，在機器人技術手冊和裝配維修經驗的幫助下進行工業(yè)機器人的安裝與調試，對調試好的工業(yè)機器人應該按照工業(yè)機器人的國家驗收規(guī)則驗收。應使用通用工具來裝配機器人，使用儀器儀表檢測故障源，查找出故障原因并進行修復，要隨時記錄故障數據并存檔。操作人員根據工業(yè)機器人執(zhí)行的不同工作任務，在技術指導手冊幫助下，在示教盒或用戶端計算機上編寫機器人執(zhí)行程序，經編譯調試成功后，通過通信電纜將程序下載到機器人主控單元。操作人員須密切注意機器人的工作動態(tài)，防止出現誤差；機器人完成工作后，停止執(zhí)行，關閉電源，記錄機器人工作過程中的有效數據并存檔；自覺保持安全作業(yè)，遵守“6S”的工作要求。

（三）學習和工作目標

課程的總體目標為學生以獨立或小組合作的形式，通過教師指導或借助各種資料，制定工業(yè)機器人安裝和調試作業(yè)計劃，在規(guī)定時間內完成上述計劃、實施、檢查并進行評價反饋。在實施計劃過程中，使用工具、設備和材料等要符合勞動安全和環(huán)境保護規(guī)定，對已完成的任務進行記錄、存檔和評價反饋。通過學習領域課程工作任務的完成，使學生了解工業(yè)機器人的分類、特點、組成、工作原理等基本理論和技術，掌握工業(yè)機器人的安裝與調試的一般方法與流程，可根據實訓需要或工作任務的不同進行工業(yè)機器人安裝、調試與維護，達到模擬生產性功能和整合學習功能的目標；使學生達到理論聯系實際、活學活用的基本目標，提高其實際應用技能，并使學生養(yǎng)成善于觀察、獨立思考的習慣，同時通過教學過程中的案例分析強化學生的職業(yè)道德意識和職業(yè)素質養(yǎng)成意識。具體目標可分為技能目標、知識目標和情感目標。

技能目標 能夠根據任務需要查閱相關資料；能夠正確閱讀工業(yè)機器人部件裝配圖、零件圖和技術文件，進行機械部件裝配；能夠正確閱讀工業(yè)機器人的電氣原理圖、電氣安裝圖，完成電氣裝配；能夠編寫適用于不同工作任務的工業(yè)機器人調試程序；能夠使用工業(yè)機器人安裝與調試常用的機械工具、電子工具和相關儀器儀表；能夠及時詳細地記錄工業(yè)機器人安裝與調試過程的工作日記、總結工作經驗以供日后使用；能夠檢測和處理工業(yè)機器人的各種常見故障，并做相應檢查維修工作記錄；能夠在工作過程中使用相關專業(yè)英語進行簡單的交流。

知識目標 了解工業(yè)機器人技術的基本概念和基本理論；了解工業(yè)機器人系統的組成及工作原理；學會商業(yè)談判、合同簽訂、根據技術要求設計工作計劃和行動方案方法；學會與工業(yè)機器人有關的英語；學會根據工業(yè)機器人的機械結構制定機械和電器元件的拆裝順序；掌握氣動元件、傳感器、電動元件、PLC裝置在工業(yè)機器人中的作用并繪制相應的電路圖；掌握工業(yè)機器人的模塊化組裝、調試、控制與維護的基本方法；掌握工業(yè)機器人編程語言，編寫較簡單的調試程序；掌握工業(yè)機器人常見故障診斷和維護方法。

情感目標 養(yǎng)成積極思考問題、主動學習的習慣；培養(yǎng)良好的團隊合作精神，樂于助人；培養(yǎng)良好的職業(yè)道德以及安全、環(huán)保、成本和質量意識；養(yǎng)成勇于克服困難的精神，具有較強的忍耐力；養(yǎng)成及時完成階段性工作任務的習慣，“今日事、今日畢”。

（四）學習和工作內容

學習和工作內容包括工作對象、工具材料、工作方法以及勞動組織四個方面。

工作對象 包括需完成的工業(yè)機器人安裝調試合同或任務單；安裝調試工、操作員、質檢員、項目經理；安裝與調試專用工具、技術手冊、待安裝的機構模塊、電氣和電路元器件領用；待安裝工業(yè)機器人的部件檢查與安裝；簡易輔助結構的自制；工業(yè)機器人安裝與調試的可靠性、安全性和效率；安裝調試記錄單及工作總結的填寫并存檔；維修工作的研討。

工具材料 包括教材、學生工作頁、工業(yè)機器人技術手冊、安裝手冊和相關資料；工業(yè)機器人安裝與調試的工作規(guī)范；工業(yè)機器人的編程工具；電子電氣儀器儀表、五金工具；工業(yè)機器人程序調試仿真編輯軟件。

工作方法 與客戶、領導商談工業(yè)機器人安裝與調試內容，并簽訂合同或作記錄；項目組討論、分解任務、明確目標、制訂完成工作計劃，確定必要的專用工具和設備；根據已有的機構模塊、電氣模塊、電路模塊和相應的配套設備和工具材料安裝與調試工業(yè)機器人，向項目經理反饋必要的進度和遇到的問題并作記錄；安裝完畢后，進行自檢、互檢或質檢員檢驗安裝質量；最后交付使用。

勞動組織 由項目組經理根據合同和項目要求向組內成員下發(fā)工業(yè)機器人安裝與調試任務單；確定任務后到材料及備件倉庫領取材料及配件；獨立或合作完成作業(yè)內容；完工自檢后視情況將完成的各個模塊交組內質檢員或項目經理檢驗；對于不合格的安裝由組內原任務接受人進行整改。

（五）學習情境設計

圖1為“工業(yè)機器人安裝與調試”學習情境設計方案。根據學生學習的認知規(guī)律，將該課程學習情境設計為積木式機器人、關節(jié)（直角坐標）機器人和柔性生產線，每個學習情境對應若干子任務。積木式機器人安裝與調試學習情境的設置主旨在于引導學生進入機器人世界，提高學習興趣，激發(fā)自主思考和解決問題的潛能，熟悉機器人涉及的基礎知識和概念，達到溫故知新的目的。關節(jié)（直角坐標）機器人安裝與調試學習情境以日本安川公司的六自由度工業(yè)機械臂MOTOMAN及其控制柜為背景，模擬企業(yè)提出的抓取運動范圍內指定位置的工件，并自行設計合理的末端執(zhí)行機構的工作任務，該學習情境的重點在于關節(jié)機器人的運動學和動力學控制以及路徑規(guī)劃問題。柔性生產線安裝和調試可以實現企業(yè)一臺工業(yè)機械臂同時控制三臺數控加工中心自動上下料工作任務，包括供料單元、防護單元、輸送單元、加工單元、視覺單元以及生產線的整體安裝調試，其核心在于工業(yè)機器人與數控加工中心的通訊問題。每個學習情境都模擬企業(yè)工作項目，并遵循由易入難的過程。

（六）學習組織形式

采用多媒體教學和實踐教學相結合的教學方法，踐行“做中學、做中教”的新理念。本課程學習活動的設計以積木式機器人、關節(jié)（直角坐標）機器人、柔性生產線實訓設備為依托，課程內容的教學要求必須以學生自主學習為主，教師的講授、點評、指導為輔。為保證學習活動的順利開展，要求教師事先為學生布置學習任務，提供必要的學習資料，教師必須要求學生先期預習，在課堂上采取集中講授、問題研討等多種形式解決相關問題，在實訓環(huán)節(jié)采取分組方式，分派各組的工作任務，實行有效的分工與合作，共同完成學習任務。課程教學根據項目管理的要求來實施，教師擔任課程教學項目經理，系部按項目管理的要求進行課程項目教學的監(jiān)控與管理。

（七）學業(yè)評價

在學業(yè)考核方法上，注重全面考察學生的學習狀況，啟發(fā)學生的學習興趣，激勵學生學習熱情，促進學生可持續(xù)發(fā)展。對學生學習的評價，既要關注學生知識與技能的理解和掌握，更要關注他們情感與態(tài)度的形成和發(fā)展；既要關注學生學習的結果，更要關注他們在學習過程中的變化和發(fā)展。評價的手段和形式應多樣化，將過程評價與結果評價相結合，定性評價與定量評價相結合，充分關注學生的個性差異，發(fā)揮評價的啟發(fā)激勵作用，增強學生的自信心，提高學生的實際應用技能。教師要善于利用評價反饋的大量信息，適時調整和改善教學過程。

注重對學生學習過程的評價 對學生學習過程的評價，包括參與討論的積極態(tài)度、自信心、實際操作技能、合作交流意識，以及獨立思考的能力、創(chuàng)新思維能力等方面，如是否積極主動地參與討論和分析；是否敢于表述自己的想法，對自己的觀點是否自信；是否積極認真地參與模擬實踐和應用實踐；是否敢于嘗試從不同角度思考問題，有獨到的見解；能否理解他人的思路，并在與小組成員合作交流中得到啟發(fā)與進步；是否有認真反思自己思考過程的意識等。

恰當評價學生的理論知識與實際操作技能 本課程強調對理論知識的應用，在評價學生學習效果時，要側重實踐能力的考察。在參與課堂討論的質量、分析能力、對新知識的接受和消化能力、學習遷移能力等多方面，與基礎理論知識考核結合評價學生的學習效果。

重視對學生的啟發(fā) 對學生進行啟發(fā)式教學。每個模塊知識點的教學，通過設置的工作任務內容和學習過程，從管理者或信息使用者的角度提出問題，啟發(fā)學生思考、分析、判斷，最后教師加以歸納、總結。在學生思考和分析時，教師要注重引導和提示。最終達到學生“獨立（或換位）思考——分析、推理、選擇——歸納整理、深刻理解——吸收創(chuàng)新”逐層遞進的能力目標。

評價手段和形式 本課程學生學業(yè)評價突出階段評價、目標評價、理論與實踐一體化評價，關注評價的多元性。學生學業(yè)評價以過程評價為主，結果評價為輔；重點考察學生通過階段性學習得到的學習成果，成果表現為完成安裝與調試后的工業(yè)機器人系統；對工業(yè)機器人相關理論概念的理解、收獲與體會，以及工作態(tài)度等方面。學生學業(yè)評價采取學習小組互評、小組內部互評、學生自評、教師評價（評價實習實訓報告、學生完成的項目情況）等方式，形成學業(yè)綜合評價成績。評價分數占總成績比重的40%。另外，聘請企業(yè)工程技術人員作為兼職教師參與對學生學業(yè)的評價，評價分數占總成績比重的20%。工業(yè)機器人安裝與調試完成后的鑒定作為課程成果考核，分數占總成績比重的40%。

“工業(yè)機器人安裝與調試”課程標準的實施與總結

（一）實施模式

本課程在實施的時候，采用“教學做”一體化的教學模式，即理論實踐一體化的教學方法。傳統的教學模式“教、學串聯，理、訓脫節(jié)”，無法融講教、學習、實訓于一體，造成學生對知識的理解機械僵化、動手能力差。而本課程實施過程中堅持教師的主導作用，充分發(fā)揮學生的主體作用，讓學生在“做中學”，學以致用，調動學生學習積極性。同時，本課程的學習場所不是普通的多媒體教室，而是能將理論實踐融為一體的一體化教室，教師可以傳授和輔導知識，學生可以咨詢或自己查閱學習所需資料，并直接動手完成任務，做到知識活學活用，真實體驗企業(yè)的工作情境，使“教學做”成為一項并行工程。

（二）實施場所

本課程的教學場所是工業(yè)機器人學訓一體化實訓室。該實訓室是機電一體化技術專業(yè)重點實訓室，承擔著工業(yè)機器人認識，機械結構、控制系統的認識，示教編程和再現控制操作訓練、坐標系、關節(jié)運動軌跡規(guī)劃和控制、搬運裝配實驗、整體協作運行、故障診斷與維修等實訓任務。實訓室不但配備相關的機器人，而且也配置常用的機械裝配工具、電氣工具、部分修制設備，如圖2所示。

（三）實施效果

通過對實施新課程標準前后兩屆機電一體化技術專業(yè)大三學生的情況對比分析，發(fā)現隨著教學改革的不斷深入，教學質量穩(wěn)步提高。按照傳統課程教學設計，學生的該課程成績考核一次通過率僅為81%，不及格學生中90%對學習這門課沒興趣，比較厭煩枯燥的理論講授。在新課程標準實施之后，授課班級的全體43名學生，該課程成績考核一次通過者40人，通過率為93%。對班級學生事后問卷調研顯示：95%的學生稱工學結合課程讓他們學完后很有成就感；83%的學生認為學習該課程的興趣得到提升，發(fā)現問題、解決問題的能力得以提高，創(chuàng)新精神得到了鍛煉。在學完這門課之后，有三名優(yōu)秀學生直接進入教師科研團隊中，承擔其他科研項目的軟硬件設計任務；連續(xù)兩屆在浙江省高職院?！皺C器人”項目技能大賽暨全國職業(yè)院校技能大賽選拔賽榮獲三等獎，同時在全國賽中取得三等獎的佳績；參加浙江省飛思卡爾智能車競賽獲得高職組第一名。有四名學生申請浙江省大學生科技創(chuàng)新項目獲立項，并在有關核心期刊上發(fā)表了與之相關的科研論文1篇，申請專利1項。

參考文獻：

[1]曹世暉.工學結合的《水泥粉磨設備操作》課程標準開發(fā)[J].職業(yè)時空，2012，8（7）：56-57.

[2]趙鳳申，李愛芹.高職院校工業(yè)機器人課程建設研究[J].職業(yè)教育研究，2011（3）：30-40.

[3]周宇，陳一峰，張晶.高職院?！豆I(yè)機器人技術》課程教學改革的探索[J].武漢船舶職業(yè)技術學院學報，2012（1）：98-100.

[4]齊應杰，張少龍.計算機網絡應用技術課程標準的研究與實施[J].內江科技，2009（10）：174-175.

（責任編輯：謝良才）

“工業(yè)機器人安裝與調試”課程標準的實施與總結

（一）實施模式

本課程在實施的時候，采用“教學做”一體化的教學模式，即理論實踐一體化的教學方法。傳統的教學模式“教、學串聯，理、訓脫節(jié)”，無法融講教、學習、實訓于一體，造成學生對知識的理解機械僵化、動手能力差。而本課程實施過程中堅持教師的主導作用，充分發(fā)揮學生的主體作用，讓學生在“做中學”，學以致用，調動學生學習積極性。同時，本課程的學習場所不是普通的多媒體教室，而是能將理論實踐融為一體的一體化教室，教師可以傳授和輔導知識，學生可以咨詢或自己查閱學習所需資料，并直接動手完成任務，做到知識活學活用，真實體驗企業(yè)的工作情境，使“教學做”成為一項并行工程。

（二）實施場所

本課程的教學場所是工業(yè)機器人學訓一體化實訓室。該實訓室是機電一體化技術專業(yè)重點實訓室，承擔著工業(yè)機器人認識，機械結構、控制系統的認識，示教編程和再現控制操作訓練、坐標系、關節(jié)運動軌跡規(guī)劃和控制、搬運裝配實驗、整體協作運行、故障診斷與維修等實訓任務。實訓室不但配備相關的機器人，而且也配置常用的機械裝配工具、電氣工具、部分修制設備，如圖2所示。

（三）實施效果

通過對實施新課程標準前后兩屆機電一體化技術專業(yè)大三學生的情況對比分析，發(fā)現隨著教學改革的不斷深入，教學質量穩(wěn)步提高。按照傳統課程教學設計，學生的該課程成績考核一次通過率僅為81%，不及格學生中90%對學習這門課沒興趣，比較厭煩枯燥的理論講授。在新課程標準實施之后，授課班級的全體43名學生，該課程成績考核一次通過者40人，通過率為93%。對班級學生事后問卷調研顯示：95%的學生稱工學結合課程讓他們學完后很有成就感；83%的學生認為學習該課程的興趣得到提升，發(fā)現問題、解決問題的能力得以提高，創(chuàng)新精神得到了鍛煉。在學完這門課之后，有三名優(yōu)秀學生直接進入教師科研團隊中，承擔其他科研項目的軟硬件設計任務；連續(xù)兩屆在浙江省高職院校“機器人”項目技能大賽暨全國職業(yè)院校技能大賽選拔賽榮獲三等獎，同時在全國賽中取得三等獎的佳績；參加浙江省飛思卡爾智能車競賽獲得高職組第一名。有四名學生申請浙江省大學生科技創(chuàng)新項目獲立項，并在有關核心期刊上發(fā)表了與之相關的科研論文1篇，申請專利1項。

參考文獻：

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[2]趙鳳申，李愛芹.高職院校工業(yè)機器人課程建設研究[J].職業(yè)教育研究，2011（3）：30-40.

[3]周宇，陳一峰，張晶.高職院?！豆I(yè)機器人技術》課程教學改革的探索[J].武漢船舶職業(yè)技術學院學報，2012（1）：98-100.

[4]齊應杰，張少龍.計算機網絡應用技術課程標準的研究與實施[J].內江科技，2009（10）：174-175.

（責任編輯：謝良才）

“工業(yè)機器人安裝與調試”課程標準的實施與總結

（一）實施模式

本課程在實施的時候，采用“教學做”一體化的教學模式，即理論實踐一體化的教學方法。傳統的教學模式“教、學串聯，理、訓脫節(jié)”，無法融講教、學習、實訓于一體，造成學生對知識的理解機械僵化、動手能力差。而本課程實施過程中堅持教師的主導作用，充分發(fā)揮學生的主體作用，讓學生在“做中學”，學以致用，調動學生學習積極性。同時，本課程的學習場所不是普通的多媒體教室，而是能將理論實踐融為一體的一體化教室，教師可以傳授和輔導知識，學生可以咨詢或自己查閱學習所需資料，并直接動手完成任務，做到知識活學活用，真實體驗企業(yè)的工作情境，使“教學做”成為一項并行工程。

（二）實施場所

本課程的教學場所是工業(yè)機器人學訓一體化實訓室。該實訓室是機電一體化技術專業(yè)重點實訓室，承擔著工業(yè)機器人認識，機械結構、控制系統的認識，示教編程和再現控制操作訓練、坐標系、關節(jié)運動軌跡規(guī)劃和控制、搬運裝配實驗、整體協作運行、故障診斷與維修等實訓任務。實訓室不但配備相關的機器人，而且也配置常用的機械裝配工具、電氣工具、部分修制設備，如圖2所示。

（三）實施效果

通過對實施新課程標準前后兩屆機電一體化技術專業(yè)大三學生的情況對比分析，發(fā)現隨著教學改革的不斷深入，教學質量穩(wěn)步提高。按照傳統課程教學設計，學生的該課程成績考核一次通過率僅為81%，不及格學生中90%對學習這門課沒興趣，比較厭煩枯燥的理論講授。在新課程標準實施之后，授課班級的全體43名學生，該課程成績考核一次通過者40人，通過率為93%。對班級學生事后問卷調研顯示：95%的學生稱工學結合課程讓他們學完后很有成就感；83%的學生認為學習該課程的興趣得到提升，發(fā)現問題、解決問題的能力得以提高，創(chuàng)新精神得到了鍛煉。在學完這門課之后，有三名優(yōu)秀學生直接進入教師科研團隊中，承擔其他科研項目的軟硬件設計任務；連續(xù)兩屆在浙江省高職院?！皺C器人”項目技能大賽暨全國職業(yè)院校技能大賽選拔賽榮獲三等獎，同時在全國賽中取得三等獎的佳績；參加浙江省飛思卡爾智能車競賽獲得高職組第一名。有四名學生申請浙江省大學生科技創(chuàng)新項目獲立項，并在有關核心期刊上發(fā)表了與之相關的科研論文1篇，申請專利1項。

參考文獻：

[1]曹世暉.工學結合的《水泥粉磨設備操作》課程標準開發(fā)[J].職業(yè)時空，2012，8（7）：56-57.

[2]趙鳳申，李愛芹.高職院校工業(yè)機器人課程建設研究[J].職業(yè)教育研究，2011（3）：30-40.

[3]周宇，陳一峰，張晶.高職院?！豆I(yè)機器人技術》課程教學改革的探索[J].武漢船舶職業(yè)技術學院學報，2012（1）：98-100.

[4]齊應杰，張少龍.計算機網絡應用技術課程標準的研究與實施[J].內江科技，2009（10）：174-175.

（責任編輯：謝良才）