陳 飛，肖蘇華，王志勇，羅永順，陳飛昕，孫洪穎

（廣東技術(shù)師范大學(xué) 機電學(xué)院，廣東 廣州 510635）

0 引言

工業(yè)機器人作為智能制造、工業(yè)自動化領(lǐng)域的重要組成部分，得到了廣泛應(yīng)用，對工業(yè)機器人操作編程、安裝調(diào)試、維修保養(yǎng)類人才也產(chǎn)生了大量需求.中等職業(yè)學(xué)校近幾年陸續(xù)開設(shè)了工業(yè)機器人專業(yè)，但在人才培養(yǎng)方面存在一些亟待解決的問題，包括課程安排與企業(yè)需求脫節(jié)、學(xué)生綜合實訓(xùn)能力不足、實訓(xùn)設(shè)備與師資缺乏等現(xiàn)象.因此，完善課程體系建設(shè)是工業(yè)機器人專業(yè)發(fā)展的首要任務(wù)，尤其對于實訓(xùn)課程的建設(shè)，有利于提升學(xué)生職業(yè)技能，促進(jìn)就業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展.

1 工業(yè)機器人相關(guān)企業(yè)對中職技術(shù)人才崗位需求分析

采用招聘網(wǎng)站職友集為工具，為了確保檢索招聘職位充分，特以“機器人”為關(guān)鍵詞，共檢索出全國近一個月內(nèi)22573個招聘職位信息，得到招聘工業(yè)機器人工作崗位，且符合中職中技同等學(xué)歷共482個職位，篩選出符合工業(yè)機器人相關(guān)職位有效招聘企業(yè)195家.根據(jù)招聘職位和崗位工作任務(wù)重心統(tǒng)計、整理出工業(yè)機器人相關(guān)崗位企業(yè)需求分布（如圖1）.企業(yè)對于中職學(xué)生的就業(yè)崗位需求，主要分布在工業(yè)機器人安裝調(diào)試、機器人及輔助設(shè)備維修、機器人操作編程，以及機器人銷售類崗位.

2 中職工業(yè)機器人專業(yè)實訓(xùn)課程現(xiàn)狀分析

當(dāng)前，中職工業(yè)機器人專業(yè)課程建設(shè)處于探索階段，為了了解工業(yè)機器人實訓(xùn)課程現(xiàn)狀，選擇對廣東3所中職學(xué)校工業(yè)機器人專業(yè)開展實訓(xùn)課程調(diào)研，共發(fā)放學(xué)生問卷180份，回收158份，回收率87.78%，其中有效問卷151份，問卷內(nèi)容涉及學(xué)生對于專業(yè)認(rèn)知、課程設(shè)置、實訓(xùn)教學(xué)、學(xué)習(xí)能力等情況，實訓(xùn)課程存在問題主要表現(xiàn)為以下四個方面.

圖1 工業(yè)機器人相關(guān)崗位企業(yè)需求分布

2.1 學(xué)生對于專業(yè)了解不充分

圖2為學(xué)生對本專業(yè)就業(yè)方向認(rèn)識情況調(diào)查結(jié)果，有16.56%的被調(diào)查學(xué)生表示不清楚工業(yè)機器人專業(yè)畢業(yè)就業(yè)方向，22.52%學(xué)生對就業(yè)崗位比較模糊，僅有11.26%的學(xué)生對專業(yè)所培養(yǎng)人才具體就業(yè)崗位非常清楚.此外，調(diào)查中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前中職工業(yè)機器人專業(yè)課程仍以機電類課程為主要方向，課程結(jié)構(gòu)設(shè)置并沒有凸顯工業(yè)機器人專業(yè)課程特點，課程類型上以文化課、專業(yè)課、專業(yè)技能課的學(xué)科模式教學(xué)計劃，不能夠與實際崗位工作任務(wù)、職業(yè)能力培養(yǎng)有效結(jié)合，這也一定程度上影響學(xué)生對于專業(yè)人才培養(yǎng)的認(rèn)識，學(xué)生學(xué)習(xí)目的性不強，就業(yè)方向模糊.

圖2 學(xué)生對專業(yè)就業(yè)方向認(rèn)識情況

2.2 實訓(xùn)課程課時設(shè)置不足

根據(jù)學(xué)校課程開設(shè)情況，按照文化課、專業(yè)理論課、實訓(xùn)課三部分對課程課時設(shè)置滿意度調(diào)查,見表1.其中，學(xué)生對于專業(yè)理論課和實訓(xùn)課的課時滿意度分別為28%和33%，約32%的學(xué)生明確認(rèn)為實訓(xùn)課程課時安排不太符合學(xué)習(xí)要求.通過后續(xù)調(diào)查，學(xué)生反映當(dāng)前實訓(xùn)課時設(shè)置不足，希望能夠增加綜合實訓(xùn)課程學(xué)習(xí)，由于實訓(xùn)硬件設(shè)備等條件限制，部分學(xué)生不能夠充分參與到實訓(xùn)教學(xué)中，對于涉及工業(yè)機器人課程的實訓(xùn)環(huán)節(jié)設(shè)置較少.

2.3 實訓(xùn)課程教學(xué)內(nèi)容與實際應(yīng)用存在脫節(jié)

在中職學(xué)校實地調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，對于實訓(xùn)教學(xué)模式存在單一化，部分課程仍然以理論講授為主，課堂互動性不足，實訓(xùn)課程教學(xué)偏向于驗證性學(xué)習(xí)，探究性和拓展性學(xué)習(xí)缺乏，教學(xué)內(nèi)容與實際工作崗位存在脫離，學(xué)生對于重復(fù)性訓(xùn)練類型的實訓(xùn)學(xué)習(xí)興趣度不高.如實訓(xùn)課程中工業(yè)機器人實操訓(xùn)練較少，機器人工作站的集成安裝、調(diào)試訓(xùn)練不足，機器人編程類的主干課程課時安排較少，學(xué)生對于機器人操作僅限于幾種簡單的模式.

2.4 學(xué)生實訓(xùn)課中解決問題能力欠缺

對中職工業(yè)機器人專業(yè)學(xué)生在實訓(xùn)課程實踐中遇到問題采取辦法統(tǒng)計，如圖3所示.可以看出有26.49%學(xué)生具備獨立分析、解決實際問題的能力；37.75%學(xué)生更愿意采取同學(xué)之間協(xié)作、探討，解決問題；21.85%學(xué)生缺乏解決問題的能力或者認(rèn)為自身能力不足以解決實際問題；另外，有12.58%的學(xué)生并沒有形成分析問題的思維能力，自主學(xué)習(xí)的意識不足，遇到問題往往傾向于求助老師.

3 基于工作過程系統(tǒng)化中職工業(yè)機器人實訓(xùn)課程構(gòu)建方法

在國內(nèi)以姜大源教授為代表的學(xué)者們提出工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)模式，其課程開發(fā)以實際工作崗位典型任務(wù)為核心，注重工作過程的完整性，強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)實踐中的主體地位[1].

中等職業(yè)教育應(yīng)結(jié)合企業(yè)實際工作過程，將企業(yè)工作崗位典型任務(wù)轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)任務(wù)，合理設(shè)計教學(xué)內(nèi)容與方法，提升學(xué)生職業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)[2].在中職工業(yè)機器人專業(yè)實訓(xùn)課程體系構(gòu)建中，應(yīng)用工作過程系統(tǒng)化課程理論，通過相關(guān)機器人企業(yè)調(diào)研，分析專業(yè)就業(yè)工作崗位（群）與對應(yīng)崗位典型工作任務(wù)，明確工作任務(wù)所需的知識、能力、素養(yǎng)，將典型工作任務(wù)歸納為符合企業(yè)需求的職業(yè)行動領(lǐng)域，并按照教學(xué)論和學(xué)生知識學(xué)習(xí)規(guī)律對其進(jìn)行學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程轉(zhuǎn)化，得到滿足企業(yè)實際工作任務(wù)要求的課程體系，對學(xué)習(xí)領(lǐng)域內(nèi)容分解為若干教學(xué)任務(wù)，合理設(shè)計學(xué)習(xí)情境.圖4為中職工業(yè)機器人專業(yè)實訓(xùn)課程構(gòu)建方法.

表1 工業(yè)機器人專業(yè)課程課時設(shè)置滿意度

圖3 學(xué)生實訓(xùn)課中解決問題能力調(diào)查結(jié)果

圖4 中職工業(yè)機器人專業(yè)實訓(xùn)課程構(gòu)建方法

4 中職工業(yè)機器人專業(yè)實訓(xùn)課程構(gòu)建具體過程

4.1 工作崗位確定

本課題前期對巨輪（廣州）機器人與智能制造有限公司等15家工業(yè)機器人相關(guān)領(lǐng)域企業(yè)工程技術(shù)人員調(diào)研，了解企業(yè)對于工業(yè)機器人技術(shù)人才需求，確立中職工業(yè)機器人主要就業(yè)工作崗位和典型工作任務(wù).中職工業(yè)機器人專業(yè)就業(yè)三大主要工作崗位分別為機器人操作編程員、機器人維修保養(yǎng)員、維修電工（安裝調(diào)試崗）.本文以工業(yè)機器人維修保養(yǎng)崗位為例，探究實訓(xùn)課程構(gòu)建過程與課程教學(xué)情境設(shè)計.

4.2 典型工作任務(wù)與職業(yè)能力分析

通過對工業(yè)機器人維修保養(yǎng)崗位的工作任務(wù)進(jìn)行提煉、歸納分析，得到典型工作任務(wù)和職業(yè)能力要求（見表2）.其工作內(nèi)容主要包括，機器人本體機械部件固定、運動部件清潔與潤滑、電氣控制柜檢修、零件更換、以及故障處理等.

4.3 行動領(lǐng)域的歸納

按照工業(yè)機器人維修崗位對技能要求，對典型工作任務(wù)進(jìn)行分析，參照企業(yè)對于該崗位知識、能力、素養(yǎng)要求，將典型工作任務(wù)歸納，形成具備職業(yè)綜合能力的行動領(lǐng)域.本次將工業(yè)機器人維修崗位典型工作任務(wù)歸納為工業(yè)機器人本體檢修、工業(yè)機器人故障處理兩個部分.

4.4 學(xué)習(xí)領(lǐng)域轉(zhuǎn)化與學(xué)習(xí)情境

職業(yè)行動領(lǐng)域需要經(jīng)過教學(xué)化的處理，建立符合學(xué)生對知識的認(rèn)知學(xué)習(xí)規(guī)律學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程，才能滿足教學(xué)基本條件.表3為維修崗位工作任務(wù)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程轉(zhuǎn)化構(gòu)成表.

在學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程基礎(chǔ)上，根據(jù)建構(gòu)主義理論與行動導(dǎo)向教學(xué)觀，劃分為六個教學(xué)項目，按照學(xué)習(xí)項目的難易程度，進(jìn)行教學(xué)情境的序化處理，得到19個實訓(xùn)學(xué)習(xí)任務(wù)（見表4）.

5 實訓(xùn)課程教學(xué)設(shè)計

選取“工業(yè)機器人馬達(dá)更換”實訓(xùn)任務(wù)，作為實訓(xùn)教學(xué)方案設(shè)計，旨在從實際工作過程角度出發(fā)，提升學(xué)生職業(yè)能力，并以期能為中職工業(yè)機器人專業(yè)實訓(xùn)課程教學(xué)提供一些方法.

5.1 教學(xué)目標(biāo)

實訓(xùn)課程教學(xué)目標(biāo)的確立，是促進(jìn)學(xué)生實訓(xùn)能力培養(yǎng)的先決條件，有利于教學(xué)活動質(zhì)量提高.依據(jù)布魯姆教學(xué)理論，對實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)按照認(rèn)知、技能、情感和態(tài)度三種目標(biāo)劃分.

認(rèn)知目標(biāo)：

（1）能夠熟悉馬達(dá)更換的一般步驟和安全注意事項；（2）能夠認(rèn)識伺服馬達(dá)與減速機構(gòu)連接結(jié)構(gòu)；（3）能夠?qū)I(yè)機器人馬達(dá)相關(guān)故障有一般認(rèn)識.

表2 工業(yè)機器人維修保養(yǎng)崗位典型工作任務(wù)

表3 學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程轉(zhuǎn)化構(gòu)成表

技能目標(biāo)：

（1）能夠?qū)C器人異常做出判斷，掌握機器人剎車制動和伺服馬達(dá)編碼器工作原理；（2）具備剎車連接器、馬達(dá)動力線連接器、編碼器連接器拆裝能力；（3）了解示教器面板和控制柜主板故障信號.

情感和態(tài)度目標(biāo)：

（1）能夠提升學(xué)生對職業(yè)工作的責(zé)任感和榮譽感，激發(fā)學(xué)生對工業(yè)機器人維修工作的興趣；（2）采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)和團隊協(xié)作意識.

5.2 教學(xué)內(nèi)容

選擇馬達(dá)更換任務(wù)中的“A1軸馬達(dá)更換”模塊作為工作任務(wù)來設(shè)計實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，實訓(xùn)教學(xué)重點為模擬故障下能夠?qū)I(yè)機器人動作異常、定位精度不穩(wěn)定故障因素分析，難點是能夠檢修編碼器，對機器人編碼器更換和調(diào)零.

5.3 教學(xué)過程

通過對上述實訓(xùn)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容分析，馬達(dá)更換模塊以項目的完成為核心，將模塊按工作流程分解為若干子任務(wù)，采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法、項目教學(xué)法等多種方法進(jìn)行實訓(xùn)教學(xué).依據(jù)實訓(xùn)教學(xué)過程中的具體情況，靈活地選取教學(xué)輔助方法給學(xué)生提供相關(guān)指導(dǎo)信息，并給予學(xué)生相關(guān)工具手冊使用、學(xué)習(xí)資源搜索等建議，幫助學(xué)生提高實訓(xùn)質(zhì)量（見表5）.

表4 《工業(yè)機器人維護(hù)與保養(yǎng)》學(xué)習(xí)任務(wù)計劃表

表5 實訓(xùn)教學(xué)實施具體過程

5.4 教學(xué)評價

對于中職工業(yè)機器人專業(yè)實訓(xùn)課程教學(xué)，實訓(xùn)評價應(yīng)包括過程性評價和總結(jié)性評價.學(xué)生根據(jù)教師所提供的實訓(xùn)評價參考標(biāo)準(zhǔn)和評價記錄表，對實訓(xùn)整個過程中的表現(xiàn)進(jìn)行組內(nèi)自評、小組互評，再由教師做出總評，形成三方評價模式.

6 結(jié)語

通過對上述實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計進(jìn)行實驗，學(xué)生反饋情況顯示，90.0%學(xué)生表示課程任務(wù)的學(xué)習(xí)有助于自己對工業(yè)機器人故障維修實操能力的提升，76.7%學(xué)生認(rèn)為實踐過程中小組互動學(xué)習(xí)性強.因此，基于工作過程系統(tǒng)化的中職工業(yè)機器人實訓(xùn)課程建設(shè)不僅有助于增加企業(yè)崗位與學(xué)校教學(xué)之間的聯(lián)系，同時以行動導(dǎo)向方法的教學(xué)效果符合學(xué)生學(xué)習(xí)期待，有利于技術(shù)實用性人才培養(yǎng)，對中職工業(yè)機器人專業(yè)人才建設(shè)具有一定借鑒意義.