黃金梭

（溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 溫州 325035）

工業(yè)機(jī)器人是一種新興的柔性智能裝備，在“機(jī)器換人”中應(yīng)用得越來(lái)越廣泛，其相關(guān)的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才供不應(yīng)求。在可觀的人才需求背景下，國(guó)內(nèi)諸多高職院校紛紛開(kāi)設(shè)了工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)或在相近、相關(guān)專(zhuān)業(yè)中新增工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)作為核心課程[1]。在理論層面，國(guó)內(nèi)教育學(xué)者針對(duì)高職院校如何培養(yǎng)符合崗位要求、不可替代的高素質(zhì)技能人才做了大量、深入的系統(tǒng)性探索和研究，其研究成果可供工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的頂層設(shè)計(jì)參考，例如，按照“崗位設(shè)計(jì)-知識(shí)能力分析-課程體系架構(gòu)”的人才培養(yǎng)方案設(shè)計(jì)模型，唐萬(wàn)鵬等、蔣慶斌等都針對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)提出了一套完整的課程體系建設(shè)構(gòu)想[2-3]；丁金昌從課程改革的角度提出了一系列適合高等職業(yè)教育“做中學(xué)”和“實(shí)踐導(dǎo)向”等教學(xué)模式的教學(xué)體系建設(shè)理論[4-5]。在實(shí)踐層面，由于高職院校學(xué)生和教師的特質(zhì)、課程的專(zhuān)業(yè)性與實(shí)踐性強(qiáng)以及教學(xué)的高教性要求等原因，作為培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用能力的核心課程，“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”在教學(xué)中往往未能有效地實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的作用。

以溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院的“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程為例，該課程的建設(shè)過(guò)程經(jīng)歷了從無(wú)到有、從經(jīng)驗(yàn)不足到配置齊全與實(shí)施高效，教師、教材、教法和實(shí)訓(xùn)室等4個(gè)因素的有機(jī)結(jié)合和有效應(yīng)用在這個(gè)過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，四者融合將能更好地發(fā)揮幫助學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)應(yīng)用能力的作用，解決高職院校在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的人才培養(yǎng)上出現(xiàn)的“心有余而力不足”的困境。為了進(jìn)一步探索高等職業(yè)院校中“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”這一新興課程的建設(shè)方法，本文在深入分析課程建設(shè)過(guò)程中存在教師、教材、教法與實(shí)訓(xùn)室建設(shè)不健全等問(wèn)題的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)性地提出課程改革的總體思路，并給出相應(yīng)的建設(shè)舉措。

一、高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才培養(yǎng)面臨的困境

1.工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)條件達(dá)不到實(shí)踐教學(xué)要求，好教師與好教法難以發(fā)揮最優(yōu)作用

當(dāng)前，高職院校中“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)普遍存在以下三種情況：其一，實(shí)訓(xùn)室建設(shè)不健全。諸多高職院校創(chuàng)辦工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的年限比較短，人才培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，目標(biāo)定位不明確，尤其在“建成什么樣的實(shí)訓(xùn)室”這個(gè)問(wèn)題上還未形成清晰的思路，加之實(shí)訓(xùn)設(shè)備的建設(shè)所需資金多，最終導(dǎo)致許多高職院校一直未建成一個(gè)健全有效的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室。其二，實(shí)訓(xùn)設(shè)備與教學(xué)要求不匹配。當(dāng)下工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的形態(tài)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備以及實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目大多由教學(xué)儀器公司單向設(shè)計(jì)和研制，導(dǎo)致與教師使用的教材及課堂教法方式方法不匹配。一是實(shí)訓(xùn)設(shè)備設(shè)計(jì)上不匹配。設(shè)備供應(yīng)商出于商業(yè)目的考慮，往往會(huì)在一套工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)設(shè)備上集成大量超出工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)范疇的產(chǎn)品，例如力傳感器、機(jī)器視覺(jué)、PLC、伺服電機(jī)系統(tǒng)、觸摸屏等等，忽略了以學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的實(shí)訓(xùn)需求為導(dǎo)向進(jìn)行合理的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和硬件配置。二是實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)說(shuō)明書(shū)不匹配。設(shè)備供應(yīng)商大多只提供設(shè)備的操作步驟指導(dǎo)書(shū)，與教學(xué)所要求的項(xiàng)目化教材相差甚遠(yuǎn)，使得學(xué)生只根據(jù)操作指導(dǎo)書(shū)執(zhí)行，“只知其一不知其二”地“傻做”實(shí)訓(xùn)，學(xué)生無(wú)法理解專(zhuān)業(yè)知識(shí)，其創(chuàng)新能力得不到訓(xùn)練。三是實(shí)訓(xùn)設(shè)備和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目與教學(xué)脫節(jié)，集合了超出課程以外的其他自動(dòng)化產(chǎn)品及其實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，不僅對(duì)教師的技術(shù)領(lǐng)域?qū)拸V度提出了更高的要求，而且還會(huì)因?yàn)榧夹g(shù)過(guò)于復(fù)雜導(dǎo)致開(kāi)展實(shí)訓(xùn)任務(wù)的可操作性很差，最終無(wú)法培養(yǎng)出符合崗位能力要求的學(xué)生。其三，實(shí)訓(xùn)設(shè)備的生均臺(tái)套數(shù)不足。由于工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品本身成本高，加上過(guò)度集成，成套實(shí)訓(xùn)設(shè)備的價(jià)格比較高，在有限經(jīng)費(fèi)和場(chǎng)地面積的情況下，生均臺(tái)套數(shù)過(guò)少，學(xué)生參與動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)很少。此外，對(duì)于由教儀公司建成工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室的院校來(lái)說(shuō)，還要面臨教材選擇的難題：如果選用配套的實(shí)踐性很強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)任務(wù)操作指導(dǎo)書(shū)，則缺乏與專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合，體現(xiàn)不出“高教性”[4]；如果選用理論性很強(qiáng)的知識(shí)講解型教材，則內(nèi)容太抽象、深?yuàn)W，與實(shí)訓(xùn)設(shè)備無(wú)關(guān)，缺乏實(shí)踐指導(dǎo)，體現(xiàn)不出職業(yè)性，也不適合高職學(xué)生學(xué)習(xí)。

對(duì)“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，如果沒(méi)有解決好實(shí)訓(xùn)室建設(shè)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備與實(shí)訓(xùn)教材同步配套的問(wèn)題，即使是從企業(yè)引進(jìn)的能工巧匠或者是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的“雙師型”教師，縱然有百般教學(xué)方法，也難以施展。

2.教學(xué)師資力量無(wú)法滿足職業(yè)教育要求，實(shí)訓(xùn)室、教材和教法無(wú)法得到充分利用

高職院校的師資隊(duì)伍來(lái)源于三部分：一是“三改一補(bǔ)”以前原有的中專(zhuān)院校教師，二是直接從普通高等院校招聘的應(yīng)屆畢業(yè)生；三是從企業(yè)引進(jìn)的工程師。前兩者的普遍特點(diǎn)是行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，即使有部分企業(yè)經(jīng)歷，也因?yàn)橄缕髽I(yè)鍛煉流于形式而未能給這些教師的技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新能力帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的提升，甚至還出現(xiàn)了重學(xué)術(shù)輕應(yīng)用、重科研輕教學(xué)的現(xiàn)象，嚴(yán)重脫離了高職院校的職教特性；后者教學(xué)技能生疏，由于常年從事某一特定崗位，養(yǎng)成埋頭苦干的工作習(xí)慣，不擅表達(dá)，不懂教學(xué)規(guī)律，缺乏高職教育所需的教學(xué)方式方法。

綜上所述，有再好的實(shí)訓(xùn)室與配套的教材，以及再合適的教學(xué)方法與模式，如果教師的專(zhuān)業(yè)教學(xué)技能與行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不俱全，將難以組織開(kāi)展類(lèi)似“做中學(xué)”的教學(xué)活動(dòng)。

3.教與學(xué)方法不得當(dāng)，教師、教材及其配套的實(shí)訓(xùn)室無(wú)法起作用

高職院?，F(xiàn)有師資隊(duì)伍導(dǎo)致大部分高職院校課程的教學(xué)方法存在著“以教師為中心，知識(shí)滿堂灌”和“以學(xué)生為中心，任務(wù)傻傻做”的情況，難以組織開(kāi)展類(lèi)似“做中學(xué)”的教學(xué)活動(dòng)，“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程也不例外。純講授型的教學(xué)方法下，學(xué)生無(wú)法理解專(zhuān)業(yè)知識(shí)，且沒(méi)有學(xué)以致用的環(huán)節(jié)，職業(yè)能力就無(wú)法得到訓(xùn)練。在學(xué)生純動(dòng)手式的教學(xué)方法下，教師僅交代任務(wù)，讓學(xué)生跟著操作步驟“傻干到底”，盡管最終完成了任務(wù)，卻不知背后的專(zhuān)業(yè)原理，一旦更換已知條件，就不知如何應(yīng)對(duì)，授之以魚(yú)，未能授人以漁。倘若缺乏匹配的教學(xué)方法，教師的行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)再豐富，實(shí)訓(xùn)室與教材建設(shè)再先進(jìn)，也起不了訓(xùn)練學(xué)生專(zhuān)業(yè)應(yīng)用能力的作用。

二、“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的“三教一實(shí)”改革總體思路

作為培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程師的一門(mén)核心課程，“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”是一門(mén)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)與應(yīng)用實(shí)踐技能結(jié)合度很高的課程，課程的建設(shè)至關(guān)重要。不同于本科層次和中職層次，高職院校培養(yǎng)的是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用型高技能人才[3，6]：本科教育重視知識(shí)傳輸與分析，強(qiáng)調(diào)知識(shí)體系的完整性與邏輯性；高職教育重視知識(shí)的理解與應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)工程技術(shù)的理論與實(shí)踐的結(jié)合性；中職教育重視操作技能的傳授與訓(xùn)練，強(qiáng)調(diào)技藝的熟練度。

基于上述高職院校工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用課程存在的問(wèn)題與特點(diǎn)，提出“三教”改革背景下“工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用”課程的總體改革思路，如圖1所示。該思路的中心思想是：教師、教材、教法和實(shí)訓(xùn)室是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用課程進(jìn)行“三教一實(shí)”改革的四要素，實(shí)施“做中學(xué)”教學(xué)模式的教法改革，將教師、教材和實(shí)訓(xùn)室的功能充分作用于學(xué)生，教師再根據(jù)學(xué)生的培養(yǎng)效果對(duì)實(shí)訓(xùn)室、教材和教法進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整；實(shí)訓(xùn)室是教材的實(shí)踐載體，教材是實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)說(shuō)明書(shū)，兩者由教師統(tǒng)籌設(shè)計(jì)、相互配套，是實(shí)施“做中學(xué)”教學(xué)模式的重要載體；提升教師的技術(shù)應(yīng)用能力、知識(shí)加工能力和教學(xué)組織能力，做到能熟練使用實(shí)訓(xùn)室中的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行操作示范、熟練使用教材進(jìn)行理論講解和引導(dǎo)學(xué)生邊做邊學(xué)。

圖1 “三教”改革背景下“工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用”課程的總體改革思路

1.教師是教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)者和教學(xué)活動(dòng)的組織者，是“三教一實(shí)”改革的核心

首先，“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的授課教師要熟知工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)，會(huì)熟練使用工業(yè)機(jī)器人設(shè)備。尤其是從校門(mén)到校門(mén)的理論型教師，應(yīng)該積極參與科研活動(dòng)，主動(dòng)對(duì)接企業(yè)需求，承接企業(yè)委托的工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化技改課題，提升工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的實(shí)戰(zhàn)能力。其次，教師還要化身為“廚師”和“導(dǎo)演”。與“會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)、擅長(zhǎng)知識(shí)邏輯推理”的大部分本科及以上層次的學(xué)生不同，對(duì)于高職院校學(xué)生來(lái)說(shuō)，知識(shí)就像難咽的“米飯”，學(xué)生就像需要“喂飯”的小孩，只有經(jīng)過(guò)“調(diào)味”的知識(shí)，才容易被“吞下”。所以，教師的教學(xué)任務(wù)之一就是“加工”知識(shí)，把“工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)原理”等復(fù)雜、抽象、乏味的理論知識(shí)進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化處理，并運(yùn)用各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的手段進(jìn)行形象化的解釋使其更具觀賞性。最后，為了能讓學(xué)生主動(dòng)“吞下”這些知識(shí)，而不是被動(dòng)“灌輸”，教師的另外一個(gè)教學(xué)任務(wù)就是以“項(xiàng)目+任務(wù)”的形式來(lái)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境、組織教學(xué)活動(dòng)，把需要學(xué)生理解的理論知識(shí)預(yù)先“埋伏”在實(shí)踐活動(dòng)中，引導(dǎo)學(xué)生在任務(wù)實(shí)施的過(guò)程中主動(dòng)學(xué)習(xí)要用到的知識(shí)，教師以自身項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的經(jīng)歷對(duì)知識(shí)做必要的分析和答疑。如此，高職院校學(xué)生既理解了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，又訓(xùn)練了應(yīng)用知識(shí)的實(shí)踐能力。

2.實(shí)訓(xùn)室和教材相輔相成，是“三教一實(shí)”改革的支撐載體和體現(xiàn)形式

首先，實(shí)訓(xùn)室和教材的建設(shè)者必須是具有行業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)任課教師，且最好要有工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的從業(yè)人員參與。其次，實(shí)訓(xùn)室建設(shè)時(shí)要綜合考慮好“實(shí)訓(xùn)室形態(tài)的總體布局”“實(shí)訓(xùn)硬件的配置”和“實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)”等三個(gè)方面，尤其是實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，要尊重“以項(xiàng)目為載體、以任務(wù)為單元驅(qū)動(dòng)教學(xué)”“專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)與實(shí)踐技能相結(jié)合”“先易后難、循序漸進(jìn)”以及配置適度等原則。最后，要將實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目、實(shí)訓(xùn)設(shè)備寫(xiě)進(jìn)教材。實(shí)訓(xùn)室和教材不可獨(dú)立建設(shè)，要真正把教材建成實(shí)訓(xùn)室的教學(xué)“說(shuō)明書(shū)”、實(shí)訓(xùn)室建成教材的實(shí)踐載體，而不是“各說(shuō)各話”。特別需要注意的是，由于工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的抽象性以及設(shè)備錯(cuò)誤動(dòng)作帶來(lái)的危險(xiǎn)性，工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用課程的實(shí)訓(xùn)應(yīng)該注重虛擬仿真和真實(shí)操作相結(jié)合。

3.實(shí)施“做中學(xué)”的教學(xué)模式，是“三教一實(shí)”改革的執(zhí)行手段。

由于優(yōu)質(zhì)生源供給側(cè)受阻，高職院校的學(xué)生普遍存在“自愿性與勉強(qiáng)性的悖論”問(wèn)題[7-9]。在這樣的背景下，必須運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，讓教師、實(shí)訓(xùn)室以及配套的教材在“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)中真正發(fā)揮作用?！白鲋袑W(xué)”的教學(xué)模式就是一種非常適合高職教育的教學(xué)方法改革[5]，實(shí)訓(xùn)室和教材也必須是為了實(shí)施“做中學(xué)”的教學(xué)模式而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。首先，以學(xué)生組隊(duì)實(shí)施任務(wù)作為教學(xué)活動(dòng)的主要形式。其次，讓學(xué)生邊操作邊學(xué)習(xí)成為教學(xué)活動(dòng)的常態(tài)，操作過(guò)程就是實(shí)踐能力訓(xùn)練的過(guò)程。例如機(jī)器人控制軟件的操作、機(jī)器人示教器的控制、原理圖的繪制與接線等等；學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程就是理解專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)的過(guò)程，例如機(jī)器人位置數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系幾何含義、IO接口的電氣屬性、指令的語(yǔ)法結(jié)構(gòu)等等。在這個(gè)過(guò)程中，教師要扮演好“導(dǎo)演”和“廚師”的角色，既要確保學(xué)生能夠有序地開(kāi)展任務(wù)實(shí)施活動(dòng)，又要對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行“加工”處理，以便學(xué)生很好地吸收。

三、“三教一實(shí)”課程改革的實(shí)施及成效

按照“三教一實(shí)”改革思路，對(duì)溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程進(jìn)行四要素一體化建設(shè)的改革探索和實(shí)踐，并在4個(gè)學(xué)年中不斷調(diào)適，形成了較為成熟的做法。課程改革的具體舉措如下：

1.師資隊(duì)伍建設(shè)

鼓勵(lì)教師積極參與科研項(xiàng)目、教改項(xiàng)目、資源庫(kù)建設(shè)、競(jìng)賽項(xiàng)目，切實(shí)培養(yǎng)教師專(zhuān)業(yè)教學(xué)與行業(yè)實(shí)踐的能力，并為后期實(shí)訓(xùn)室建設(shè)、教材開(kāi)發(fā)以及實(shí)施“做中學(xué)”教學(xué)模式的教學(xué)方法改革積累經(jīng)驗(yàn)。

一是，組建一支結(jié)構(gòu)合理“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。鑒于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)尚為新工科專(zhuān)業(yè)，在團(tuán)隊(duì)成員配置上更多考慮到教師學(xué)習(xí)、再深造的精力和興趣，以年輕教師為主力，研究領(lǐng)域集中，利于團(tuán)隊(duì)的可持續(xù)發(fā)展。溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)由3名80后、1名90后碩士研究生學(xué)歷以上教師組成，研究領(lǐng)域均為工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方向，是首批國(guó)家級(jí)職業(yè)教育教師教學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的核心小組之一。二是，通過(guò)參與社會(huì)服務(wù)培訓(xùn)項(xiàng)目，如承接企業(yè)委托的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目、參加工業(yè)機(jī)器人制造商組織的技術(shù)進(jìn)修培訓(xùn)、舉辦教育部2015年工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)國(guó)培班，有效提升了教師團(tuán)隊(duì)在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用上的行業(yè)實(shí)踐能力。三是，通過(guò)國(guó)家級(jí)職業(yè)教育工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的教科研項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)科研項(xiàng)目反哺教學(xué)工作，提升了團(tuán)隊(duì)在工業(yè)機(jī)器人課程方面的教學(xué)研究能力。四是，通過(guò)對(duì)新型態(tài)高職高專(zhuān)教材的研究，尤其加大“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程教材等教學(xué)資源素材的建設(shè)力度，提升了團(tuán)隊(duì)對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的加工能力。最后，通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生參加各類(lèi)大學(xué)生工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用比賽和開(kāi)展以工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用為主題的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題研究，進(jìn)一步提升了教師團(tuán)隊(duì)在工業(yè)機(jī)器人課程實(shí)踐教學(xué)方面的能力。

2.實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

首先，學(xué)校與企業(yè)合作共建工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用實(shí)訓(xùn)室。由任課教師與企業(yè)的工業(yè)機(jī)器人工程師共同討論、設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)方案，企業(yè)工程師從工業(yè)機(jī)器人操作運(yùn)維、系統(tǒng)集成開(kāi)發(fā)工程師等崗位的能力要求出發(fā)，提出若干個(gè)應(yīng)用最廣泛的工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用案例，教師從教學(xué)要求、可操作性、成本預(yù)算等幾個(gè)角度出發(fā)，對(duì)應(yīng)用案例進(jìn)行篩選和適度的教學(xué)改造。例如，選用工業(yè)機(jī)器人上下料工作站項(xiàng)目，配置簡(jiǎn)單，成本低，可操作性好；對(duì)設(shè)備透明可視化、分段快插式走線設(shè)計(jì)，既便于學(xué)生動(dòng)手接線，又能快速恢復(fù)設(shè)備的正常連接。其次，除了現(xiàn)場(chǎng)編程與實(shí)操項(xiàng)目外，教師團(tuán)隊(duì)還將企業(yè)提供的復(fù)雜案例（如工業(yè)機(jī)器人裝配、工業(yè)機(jī)器人立體倉(cāng)庫(kù)等）、指導(dǎo)學(xué)生的工業(yè)機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目（工業(yè)機(jī)器人轉(zhuǎn)盤(pán)碼垛工作站）轉(zhuǎn)化為虛擬仿真項(xiàng)目，創(chuàng)建了3套虛擬工作站模型。最終，該課程建設(shè)成了一套工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用的“三區(qū)一室”多功能實(shí)訓(xùn)室，即將“離線編程與仿真區(qū)”“現(xiàn)場(chǎng)編程與操作區(qū)”和“知識(shí)講解與討論區(qū)”集中在一個(gè)實(shí)訓(xùn)室里，如圖2所示。尤其重要的是，這些實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目被寫(xiě)進(jìn)了教材。教材中的實(shí)訓(xùn)任務(wù)都是依賴(lài)實(shí)訓(xùn)室中的虛、實(shí)項(xiàng)目載體而實(shí)施的。采取上述改革措施，切實(shí)改善了實(shí)訓(xùn)室的有效性與可行性。

圖2 工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用的“三區(qū)一室”多功能實(shí)訓(xùn)室效果

3.教材建設(shè)

由任課教師專(zhuān)門(mén)為該課程編寫(xiě)了新型態(tài)教材《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)》[10]。該教材以紙質(zhì)為載體，在書(shū)中嵌入了大量的素材資源二維碼，教材中許多無(wú)法用“圖片+文字”方式描述清楚的內(nèi)容，學(xué)生通過(guò)手機(jī)掃描二維碼觀看操作視頻講解、作業(yè)示范和動(dòng)畫(huà)演示，就可以直觀、明了地理解；編寫(xiě)團(tuán)隊(duì)中既有專(zhuān)業(yè)教師，又有企業(yè)工程師，設(shè)計(jì)了5個(gè)大項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目被劃分為若干個(gè)完整的子任務(wù)和相關(guān)的知識(shí)模塊，任務(wù)先易后難，引導(dǎo)學(xué)生一步步完成整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施。教材中的項(xiàng)目任務(wù)在配套的實(shí)訓(xùn)室中均有對(duì)應(yīng)的實(shí)踐載體。通過(guò)該教材的建設(shè)，確保了“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展。該教材于2016年撰寫(xiě)完畢，經(jīng)校內(nèi)使用近3年并不斷修改完善后，于2019年正式出版。采取上述改革措施，切實(shí)加強(qiáng)了課程建設(shè)的穩(wěn)定性、高教性和職業(yè)性。

4.教法改革

為了便于實(shí)施“做中學(xué)”教學(xué)模式，采取了“項(xiàng)目+任務(wù)”的方式組織章節(jié)和教學(xué)單元構(gòu)成，把該課程設(shè)計(jì)成5個(gè)大項(xiàng)目，分20個(gè)子任務(wù)，每個(gè)子任務(wù)作為一個(gè)教學(xué)單元，具體見(jiàn)表1。實(shí)施每個(gè)任務(wù)所需的理論知識(shí)在每個(gè)項(xiàng)目的知識(shí)模塊中都可以找到。課程的教學(xué)活動(dòng)變成了學(xué)生帶著知識(shí)進(jìn)行各種實(shí)踐訓(xùn)練，例如坐標(biāo)系的驗(yàn)證性實(shí)訓(xùn)、編程指令的創(chuàng)新應(yīng)用性實(shí)訓(xùn)、工業(yè)機(jī)器人外圍電路設(shè)計(jì)與接線等。學(xué)生通過(guò)多種手段獲取、理解知識(shí)，例如教師的集中知識(shí)講解、教材中的文字、圖片、視頻和動(dòng)畫(huà)等。采取上述改革措施，切實(shí)提高了學(xué)生在課堂上的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。

表1 “項(xiàng)目+任務(wù)”教學(xué)設(shè)計(jì)

5.改革成效

本課程于2013年創(chuàng)建，2015年開(kāi)始啟動(dòng)“三教一實(shí)”的改革探索，2018年開(kāi)始應(yīng)用于2015級(jí)、2016級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化技術(shù)四年制高職本科專(zhuān)業(yè)100名學(xué)生的“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)”課程和2017級(jí)機(jī)電一體化技術(shù)專(zhuān)科專(zhuān)業(yè)48名學(xué)生的“工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用”課程的教學(xué)實(shí)踐，取得了較好的成效。首先，學(xué)生在課程任務(wù)實(shí)施時(shí)能夠熟練地使用示教器操控工業(yè)機(jī)器人本體、會(huì)設(shè)計(jì)并連接機(jī)器人輸入輸出電氣系統(tǒng)、會(huì)編寫(xiě)并調(diào)試工業(yè)機(jī)器人任務(wù)程序，完成了2項(xiàng)工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題開(kāi)發(fā)?？梢钥闯觯瑢W(xué)生分析問(wèn)題、應(yīng)用知識(shí)和解決問(wèn)題的能力得到了培養(yǎng)。其次，教師團(tuán)隊(duì)能夠承接企業(yè)委托的工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備開(kāi)發(fā)，研發(fā)的設(shè)備在企業(yè)得到了成熟應(yīng)用；同時(shí)，教師以“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)為項(xiàng)目參加教學(xué)技能競(jìng)賽并獲獎(jiǎng)。可見(jiàn)，教師的科研和教學(xué)能力都得到了提升。

四、結(jié) 語(yǔ)

由于高等職業(yè)教育領(lǐng)域開(kāi)設(shè)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)業(yè)的時(shí)間比較短，“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)不足，在系統(tǒng)分析課程實(shí)施過(guò)程中存在的各類(lèi)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，提出了“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的“三教一實(shí)”改革總體思路，從教師、教材、實(shí)訓(xùn)室等四個(gè)方面進(jìn)行了改革，有效地提高了“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)”課程的教學(xué)效果。在改革實(shí)踐過(guò)程中，應(yīng)該要注意實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的任務(wù)化設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)設(shè)備的合理化配置、實(shí)訓(xùn)室與教材的配套性開(kāi)發(fā)，保證實(shí)訓(xùn)任務(wù)是可執(zhí)行、可操作的，避免實(shí)訓(xùn)設(shè)備的過(guò)度配置，導(dǎo)致教師難以接手、學(xué)生難以消受。接下來(lái)，還需要進(jìn)一步深入探索課程的過(guò)程性考核機(jī)制，以應(yīng)對(duì)學(xué)生個(gè)體差異性，比如項(xiàng)目實(shí)施考核+期末理論閉卷考核；不斷地優(yōu)化項(xiàng)目載體的設(shè)計(jì)，使之更具趣味性；為課程創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)時(shí)更新工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的最新進(jìn)展。