尤光輝 祝洲杰 蔣立正 王晨陽(yáng)

摘? 要：該文從《工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)》課程的設(shè)計(jì)思路、課程定位和目標(biāo)、課堂教學(xué)模式和手段、考核方式以及師資和教學(xué)條件等方面對(duì)該課程建設(shè)進(jìn)行探索，并通過(guò)開(kāi)展多種教學(xué)形式，積極引入創(chuàng)新模式激發(fā)課堂活力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人? 編程技術(shù)? 課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）01（a）-0120-03

隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為了促進(jìn)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，我國(guó)發(fā)布了《中國(guó)制造2025》指導(dǎo)性綱領(lǐng)，提出了“智能制造”的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)[1]，而工業(yè)機(jī)器人是智能制造中間重要的環(huán)節(jié)，其應(yīng)用可以大大提高工廠生產(chǎn)的效率，同時(shí)也可以減少一些危險(xiǎn)場(chǎng)景的人員事故傷亡。隨著工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)企業(yè)每年對(duì)工業(yè)機(jī)器人需求都在不斷增加，而人才需求也在不斷增加[2]。為增強(qiáng)學(xué)生對(duì)智能制造知識(shí)的掌握，調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，研究建設(shè)《工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)》這門課程，為后續(xù)工業(yè)機(jī)器人編程操作人才需求提供保障。

1? 課程設(shè)計(jì)思路

高職院校的學(xué)生普遍存在理論基礎(chǔ)不夠扎實(shí)、自主學(xué)習(xí)能力較弱、發(fā)現(xiàn)及解決問(wèn)題的能力差，與人交流、溝通的技能較為薄弱，但有掌握技術(shù)技能的愿望，模仿及動(dòng)手能力強(qiáng)，所以需要教師在《工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)》的教學(xué)過(guò)程中開(kāi)展多種教學(xué)形式，積極引入創(chuàng)新教育，拓展職業(yè)能力訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，輕理論、重應(yīng)用，盡量減少連續(xù)灌輸教學(xué)的時(shí)間，要使教學(xué)練相互結(jié)合。

2? 課程的目標(biāo)與定位

該課程是數(shù)控技術(shù)專業(yè)（柔性制造及工業(yè)機(jī)器人方向）的核心課程，是后續(xù)崗位核心課程的基礎(chǔ)，如上表1所示，目標(biāo)是讓學(xué)生通過(guò)掌握工業(yè)機(jī)器人基本操作和編程技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用具有一定的動(dòng)手實(shí)踐能力[3]，為后續(xù)工業(yè)機(jī)器人操作、應(yīng)用與維護(hù)和柔性線工作站安裝與調(diào)試等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)和相關(guān)工作崗位奠定基礎(chǔ)。

3? 課堂教學(xué)

3.1 教學(xué)主要內(nèi)容與設(shè)計(jì)

《工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)》課程建設(shè)設(shè)計(jì)成以學(xué)生為教學(xué)的主體、以項(xiàng)目案例為教學(xué)的載體、以行動(dòng)導(dǎo)向進(jìn)行教學(xué)的形式，課程章節(jié)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容如表2所示。

3.2 教學(xué)模式

主要通過(guò)理實(shí)一體的形式來(lái)進(jìn)行，通過(guò)課堂教學(xué)、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和教學(xué)錄像來(lái)同步進(jìn)行，將每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)融入到每一個(gè)任務(wù)中，每一個(gè)任務(wù)通過(guò)任務(wù)書的形式發(fā)放，通過(guò)“理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合”“教室與實(shí)訓(xùn)室相結(jié)合”來(lái)實(shí)現(xiàn)的學(xué)練一體模式。

（1）課堂教學(xué)：通過(guò)學(xué)校的數(shù)字化平臺(tái)進(jìn)行課堂內(nèi)容的講解，讓學(xué)生在每一次上課前提。

前預(yù)習(xí)該節(jié)課的內(nèi)容。首先，課堂教學(xué)中理論知識(shí)主要通過(guò)數(shù)字化平臺(tái)上電子課件和教案形象直觀，高效展示的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的講課。其次，對(duì)于一些學(xué)生難以理解以及易錯(cuò)的知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)行總結(jié)分析，集中講解，同時(shí)我們通過(guò)動(dòng)畫和圖片，讓學(xué)生更直觀地接受及掌握相關(guān)機(jī)器人知識(shí)，比如，在機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程中碰見(jiàn)的死點(diǎn)位置以及超載和機(jī)器人無(wú)法移動(dòng)等情況。

（2）現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)：配合課堂理論知識(shí)的教學(xué)，這門課還組織學(xué)生參加現(xiàn)場(chǎng)操作訓(xùn)練教學(xué)，如圖1所示。比如工件坐標(biāo)以及工具坐標(biāo)的設(shè)定。使學(xué)生通過(guò)實(shí)際工業(yè)機(jī)器人的校正對(duì)點(diǎn)操作，更加直觀體會(huì)工具坐標(biāo)以及工件坐標(biāo)設(shè)置的準(zhǔn)確程度。

（3）教學(xué)錄像：該課還通過(guò)錄像和視頻，如圖2所示，讓學(xué)生自己課后去學(xué)習(xí)，將一些書本上文字表示不能說(shuō)盡的知識(shí)，通過(guò)視頻，立體動(dòng)態(tài)地展示給學(xué)生，以及學(xué)生可在課后進(jìn)行復(fù)習(xí)學(xué)習(xí)。

3.3 教學(xué)手段

在教學(xué)過(guò)程中采用案例教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法讓學(xué)生以項(xiàng)目案例的方式，并通過(guò)項(xiàng)目小組進(jìn)行討論、分組匯報(bào)的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人知識(shí)，再通過(guò)操作訓(xùn)練法和行動(dòng)導(dǎo)向法讓學(xué)生在機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室里完成實(shí)體機(jī)器人的操作編程過(guò)程，然后通過(guò)師生角色互換的方式交流項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中的心得，最后教師進(jìn)行知識(shí)總結(jié)。

3.4 課程的考核方式

考核方式分為5個(gè)部分：平時(shí)表現(xiàn)、作業(yè)、項(xiàng)目實(shí)操理論考試和實(shí)操考試見(jiàn)表3。每一個(gè)環(huán)節(jié)都占有一定的分值比例，學(xué)生想要取得好的成績(jī)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都不能馬虎。

4? 師資條件和教學(xué)條件

通過(guò)“外引內(nèi)培”和出臺(tái)各種鼓勵(lì)激勵(lì)措施，該課程建設(shè)鍛煉了一批校內(nèi)專職教師和企業(yè)豐富的兼職老師，90%教師的專業(yè)技能和教學(xué)能力得到顯著提高，優(yōu)化團(tuán)隊(duì)組成結(jié)構(gòu)，雙師比例達(dá)到或超過(guò)95%，兼職老師有著豐富的企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷，對(duì)于課程的建設(shè)提供很多寶貴的意見(jiàn)。

依據(jù)課程的需要，學(xué)?，F(xiàn)建設(shè)有工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室（如圖4）和智能生產(chǎn)線（如圖5），利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備可以進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人實(shí)際操作編程，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)室可以完成復(fù)雜工作的編程和調(diào)試等任務(wù)。

5? 課程單元設(shè)計(jì)

下面以圓弧運(yùn)動(dòng)指令MoveC指令為例。

5.1 復(fù)習(xí)與預(yù)習(xí)

抽取一些學(xué)生對(duì)上次課學(xué)習(xí)的內(nèi)容在數(shù)字化平臺(tái)上進(jìn)行測(cè)試并總結(jié)，另外，對(duì)該次課需要提前預(yù)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行提問(wèn)，檢查學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)情況，教師對(duì)檢查情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。

5.2 任務(wù)分析和知識(shí)講解

設(shè)計(jì)情境環(huán)節(jié)：通過(guò)觀看機(jī)器人相關(guān)視頻，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)新課知識(shí)產(chǎn)生期待，引出該節(jié)課程的知識(shí)點(diǎn)。比如通過(guò)講解MoveC指令的格式、使用和操作以及完整的程序編寫等知識(shí)點(diǎn)，目的是為了完成iPhone圖標(biāo)的設(shè)計(jì)。

5.3 做什么，怎么做

根據(jù)任務(wù)書要求，思考確定工作目標(biāo)，比如該任務(wù)要完成iPhone的圖標(biāo)設(shè)計(jì)，先組織學(xué)生分組討論任務(wù)要求，學(xué)生提出的方案，老師點(diǎn)評(píng)，形成一個(gè)初步的方案，比如工具坐標(biāo)、工件坐標(biāo)怎么建，MoveC指令怎么用以及注意事項(xiàng)等問(wèn)題。

5.4 做中學(xué)，學(xué)中做

做中學(xué)：通過(guò)行動(dòng)導(dǎo)向法、操作訓(xùn)練法，學(xué)生通過(guò)分組的方式，以小組為單位完成任務(wù)，記錄過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題或者解決問(wèn)題的方法，教師參與指導(dǎo)、點(diǎn)評(píng)、個(gè)別講解，時(shí)刻關(guān)注學(xué)生操作過(guò)程中的問(wèn)題，及時(shí)排除錯(cuò)誤，在此過(guò)程中可以和企業(yè)兼職教師一起授課，了解企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)的問(wèn)題。

學(xué)中做：通過(guò)啟發(fā)引導(dǎo)法、操作訓(xùn)練法，比如在過(guò)程中隨機(jī)找一組學(xué)生的作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，在學(xué)生修改完善作品過(guò)程中巡視、監(jiān)督實(shí)施過(guò)程，對(duì)共性問(wèn)題進(jìn)行集中分析講解，比如機(jī)器人出現(xiàn)奇點(diǎn)位置，機(jī)器人出現(xiàn)無(wú)法移動(dòng)或者機(jī)器人運(yùn)行軌跡錯(cuò)誤等問(wèn)題。

5.5 評(píng)價(jià)反饋

通過(guò)角色扮演法和討論交流法，組織和引導(dǎo)學(xué)生展示作品、觀察作品，教師和其他學(xué)生參與展示學(xué)生作品的評(píng)價(jià)，以及教師總結(jié)此次課的知識(shí)要點(diǎn)，使得建立教師評(píng)價(jià)與學(xué)生互評(píng)相結(jié)合、過(guò)程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)相結(jié)合、專業(yè)能力與職業(yè)素質(zhì)相結(jié)合的評(píng)價(jià)體系[4]。

6? 結(jié)語(yǔ)

《工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)課程》的操作性非常強(qiáng)，應(yīng)用比較廣。該文通過(guò)對(duì)該課程的課程設(shè)計(jì)思路、課程定位和目標(biāo)、課堂教學(xué)模式和手段、考核方式等方面對(duì)《工業(yè)機(jī)器人編程技術(shù)》課程建設(shè)進(jìn)行探索，通過(guò)理論知識(shí)學(xué)習(xí)、實(shí)物操作、錄像視頻等學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人方面的基本知識(shí)，同時(shí)提高他們的動(dòng)手實(shí)踐能力和在學(xué)習(xí)過(guò)程中的主動(dòng)性和自覺(jué)性，使得教學(xué)的效果有明顯改善。

參考文獻(xiàn)

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