劉海龍

（湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 株洲 412001）

0 引言

為響應(yīng)《中國制造2025》《推進一帶一路教育行動》《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》等重大戰(zhàn)略需求，以培養(yǎng)具有本土化和國際化視野的復(fù)合型創(chuàng)新人才為目標(biāo)，開發(fā)了高校工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)國際化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)站在國際化的視角下，引入ISO，ANSI，EN，GB，IEEE，IEC，JIS等眾多國際、國家職業(yè)、崗位、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，在該標(biāo)準(zhǔn)的課程體系中，“工業(yè)機器人技術(shù)”為該國際化課程體系中重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，為承上啟下的銜接課程。工業(yè)機器人技術(shù)為工業(yè)制造行業(yè)中重要的組成部分，開設(shè)“工業(yè)機器人技術(shù)”課程的院校主要集中于電氣自動化技術(shù)、機電一體化技術(shù)、焊接、汽車制造等工業(yè)機器人應(yīng)用廣泛的專業(yè)中，“工業(yè)機器人技術(shù)”則是泛制造相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程［1］。

隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展和國際化交流的廣泛合作，工業(yè)機器人制造商原有的“點對點”式客戶培訓(xùn)模式或者“人對機器”定點訓(xùn)練模式，已不能滿足當(dāng)今廣泛的具有國際化視野和內(nèi)涵的社會人力資源的需求，雖然目前基于大規(guī)模開放的在線課程（Massive Open Online Course，MOOC）的在線網(wǎng)絡(luò)課程較為豐富，但主要是大多數(shù)沒有基于國際化視角來建設(shè)和研究課程，且大部分均采用傳統(tǒng)授課方式令學(xué)習(xí)者缺乏學(xué)習(xí)興趣，未能實現(xiàn)較理想的學(xué)習(xí)效果。因此，隨著國際化進程的不斷深入，受到課程學(xué)習(xí)者人數(shù)激增、國際化視野狹窄、不同類型學(xué)習(xí)者（在校學(xué)生、外校學(xué)生、中企/外企業(yè)員工、工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)學(xué)生、相關(guān)專業(yè)學(xué)生、工業(yè)機器人技術(shù)愛好者等）的學(xué)習(xí)需求差異明顯、課程內(nèi)容涉及技術(shù)領(lǐng)域廣、實訓(xùn)設(shè)備種類差異大等因素的影響。如何激發(fā)差異化學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)學(xué)習(xí)者的主體地位，調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性，達成學(xué)習(xí)者個性化的學(xué)習(xí)目標(biāo)，是“工業(yè)機器人技術(shù)”課程教學(xué)面臨的一個重大問題，為此，基于工業(yè)機器人專業(yè)國際化教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，緊跟國際化最新發(fā)展趨勢，并結(jié)合國內(nèi)實際情況，站在國際化的視角下，引入ISO，ANSI，EN，GB，IEEE，IEC，JIS等眾多國際化標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)，進行基于MOOC的在線開放課程個性化學(xué)習(xí)模式的探究［2］。

1 課程建設(shè)思路與過程

在已建設(shè)工業(yè)機器人國際化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，進行“工業(yè)機器人技術(shù)”課程MOOC的建設(shè)和研究，首先需要進行基礎(chǔ)性調(diào)研與分析，提出問題，主要通過關(guān)聯(lián)企業(yè)、同類院校、文獻及網(wǎng)絡(luò)資源等調(diào)研分析該課程領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展方向、人才需求和人才定位等現(xiàn)狀。只有基于此才能避免閉門造車，實現(xiàn)課程定位和技術(shù)技能培養(yǎng)符合社會需求，實現(xiàn)和企業(yè)的無縫連接。通過分析數(shù)據(jù)融入基礎(chǔ)教育理論，分析課程知識結(jié)構(gòu)、技術(shù)技能、可操作性、可行性等應(yīng)用理論，并完善課程設(shè)計的理論體系。其次是構(gòu)建學(xué)習(xí)生態(tài)圈環(huán)境，學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)主要包含兩個方面的內(nèi)容：“學(xué)習(xí)環(huán)境”和“學(xué)習(xí)活動”。作為學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的支柱和紐帶，這兩者具有緊密關(guān)系：學(xué)習(xí)環(huán)境是學(xué)習(xí)活動的基石，學(xué)習(xí)群體之間的交流合作、知識共享等活動仍然依靠學(xué)習(xí)環(huán)境承載教育資源和交互功能的組件。通過企業(yè)調(diào)研進行工業(yè)機器人行業(yè)應(yīng)用典型案例分析，設(shè)計學(xué)習(xí)情境，進行知識技能點歸納，開發(fā)覆蓋度高、類型豐富、數(shù)量眾多、顆粒度好的課程學(xué)習(xí)資源［3］。

在上述過程完成后，構(gòu)建基于MOOC的模塊化知識樹及資源開發(fā)。首先，針對不同類型學(xué)習(xí)者（在校學(xué)生、外校學(xué)生、中企/外企業(yè)員工、工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)學(xué)生、相關(guān)專業(yè)學(xué)生、工業(yè)機器人技術(shù)愛好者等）的學(xué)習(xí)需求差異明顯的問題，可對模塊化資源進行自由組課，采用自適應(yīng)性混合教學(xué)模式進行學(xué)習(xí)引導(dǎo)，探討并構(gòu)建基于MOOC的具有自主性、多樣性、技術(shù)性和開放性特征的“工業(yè)機器人技術(shù)”課程個性化學(xué)習(xí)“學(xué)—教”融合理論模型。其次是MOOC平臺建設(shè)應(yīng)用與實踐。完成“工業(yè)機器人技術(shù)”課程的自適應(yīng)性課程結(jié)構(gòu)設(shè)計、課程學(xué)習(xí)資源的開發(fā)與整理、教學(xué)積件開發(fā)、自適應(yīng)性網(wǎng)絡(luò)組課等MOOC平臺建設(shè)工作，并依據(jù)“學(xué)—教”融合理論模型開展自適應(yīng)性教學(xué)與個性化學(xué)習(xí)實施等MOOC平臺應(yīng)用與管理工作。最后根據(jù)系統(tǒng)大數(shù)據(jù)反饋、數(shù)據(jù)分析、社會評價等多數(shù)據(jù)進行評價與優(yōu)化，如圖1所示。

圖1 建設(shè)思路與過程

2 人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新研究內(nèi)容

創(chuàng)新“人工智能+工業(yè)機器人”專業(yè)人才培養(yǎng)模式。深入行業(yè)企業(yè)調(diào)研，主要集中在工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)鏈上本體制造類、系統(tǒng)集成類和應(yīng)用類企業(yè)，根據(jù)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)人才需求現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測出2019—2025年產(chǎn)業(yè)人才需求情況，繪制出高校工業(yè)機器人專業(yè)設(shè)置與規(guī)模匹配產(chǎn)業(yè)人才需求的路徑圖。構(gòu)建基于“人工智能+”的工業(yè)機器人專業(yè)人才培養(yǎng)理論模型［4］。

重構(gòu)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)課程體系。以人才培養(yǎng)理論模型為指導(dǎo)，構(gòu)建工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)課程體系。深度融合基于人工智能為基點的大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)理念，結(jié)合本課題采用的理論依據(jù)，對人才培養(yǎng)規(guī)格、課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)實施與評價等多方面進行研究，讓人工智能應(yīng)用普適性地貫穿于整個人才培養(yǎng)體系中。

優(yōu)化課程教學(xué)方式方法。人工智能不僅對學(xué)生培養(yǎng)造成了深刻的影響，同時也為教育本身的形態(tài)建構(gòu)和內(nèi)部治理帶來了新的條件。必須建立人工智能職業(yè)教育模式，才能有效發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)對教育的積極意義，提高教育的效率和質(zhì)量。將嘗試從3個方面進行展開：（1）教育主體和人工智能結(jié)合。（2）教育方式和人工智能結(jié)合。（3）教育管理和人工智能結(jié)合。

科學(xué)設(shè)計與使用教學(xué)質(zhì)量評價體系。大數(shù)據(jù)和云計算作為人工智能領(lǐng)域的重要應(yīng)用體現(xiàn)，非常適合在教學(xué)質(zhì)量評價體系中應(yīng)用。在課程教學(xué)與實踐中充分利用信息化等先進教學(xué)手段，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析理論，實現(xiàn)對教學(xué)質(zhì)量評價體系螺旋式上升改良與優(yōu)化。

3 MOOC的模塊化知識樹及組課

“工業(yè)機器人技術(shù)”作為一門機電一體化大類的專業(yè)核心課程，團隊在分析了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者的組成、知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)規(guī)律、學(xué)習(xí)目標(biāo)要求后，重新設(shè)計了課程的知識樹結(jié)構(gòu)，并在內(nèi)容上采用項目教學(xué)的方式，優(yōu)化碎片化資源和顆?；Y源的重組，進行資源的設(shè)計。課程一共包括11個典型項目、33個二級任務(wù)和60個知識點，分別由淺到深逐步擴展涵蓋知識點，設(shè)計開發(fā)了相應(yīng)的教學(xué)資源，并特色化地設(shè)計了對應(yīng)項目的仿真模塊供學(xué)習(xí)者在線下載和仿真應(yīng)用。考慮到網(wǎng)絡(luò)線上教學(xué)學(xué)習(xí)者的特性，在課程名稱中采用了具有一定學(xué)習(xí)興趣類的名稱，推出課程“走近工業(yè)機器人”，增加課程對社會學(xué)習(xí)者、興趣學(xué)習(xí)者的廣泛參與。本課程以對工業(yè)機器人典型工作站、基本操作、編程及程序設(shè)計、運行及維護等從業(yè)人員崗位技能要求為基本培養(yǎng)目標(biāo)，在知識技能點上充分考慮1+X工業(yè)機器人操作與維護、工業(yè)機器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級證書的要求，擬通過典型項目和技能點，讓社會學(xué)習(xí)者、專業(yè)教師、從業(yè)人員、興趣愛好者均能從零基礎(chǔ)掌握工業(yè)機器人的基本操縱和應(yīng)用技術(shù)。

為了達成線上課程各類學(xué)習(xí)者的個性化學(xué)習(xí)要求和目標(biāo)，課程成員通過個性化的課程模塊組課的策略，針對社會學(xué)習(xí)者、零起步學(xué)習(xí)者、在校專業(yè)學(xué)生、專業(yè)擴展學(xué)生進行了針對性的模塊化組課，由學(xué)習(xí)者自由選擇相對應(yīng)的模塊和任務(wù)，充分體現(xiàn)個性化學(xué)習(xí)模式，對于不同類型的學(xué)習(xí)者可以學(xué)習(xí)針對性的資源和訓(xùn)練內(nèi)容，保證了資源的合理、高效利用，不同學(xué)習(xí)者的任務(wù)訓(xùn)練難易程度也有所差別，利于個性化學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標(biāo)的有效達成。組課策略如圖2所示。

圖2 個性化學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)組課策略

4 MOOC平臺建設(shè)應(yīng)用與實踐

根據(jù)本課程在MOOC的開課和應(yīng)用情況，本文設(shè)計的“工業(yè)機器人技術(shù)”課程通過個性化組課模式有比較好的適應(yīng)性，具有良好的應(yīng)用評價效果。課程基于工業(yè)機器人國際化專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)為技術(shù)，綜合考慮了工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)1+X工業(yè)機器人操作與運維、工業(yè)機器人應(yīng)用編程職業(yè)等級證書技能點，重新構(gòu)建了知識技能體系，設(shè)計開發(fā)了教學(xué)資源積件，對課件、教材、學(xué)習(xí)手冊、任務(wù)手冊、操作仿真和訓(xùn)練包均進行了重新設(shè)計和優(yōu)化。本文的研究及應(yīng)用成果可為建設(shè)符合個性化學(xué)習(xí)需求的MOOC提供一定的理論及實踐參考依據(jù)。