王平俊 裴陽

(信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000)

課程立體化教材建設(shè)是職業(yè)教育信息化的重要內(nèi)涵[1]。隨著“中國制造2025” “工業(yè)4.0”“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代的到來，以及新一代智能制造技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、傳統(tǒng)智能生產(chǎn)改造政策的落實(shí)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的步伐逐漸加快?！吨圃鞓I(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》預(yù)測工業(yè)機(jī)器人相關(guān)領(lǐng)域人才需求將持續(xù)增大[2]。職業(yè)教育需要培育出與智能制造業(yè)接軌的高技能人才，而傳統(tǒng)的教材形式和內(nèi)容無法滿足當(dāng)下教學(xué)需求，因此立體化教材的建設(shè)就要顯得至關(guān)重要。

立體化教材建設(shè)是為適應(yīng)社會發(fā)展與不斷推陳出新的教育理念，在傳統(tǒng)紙質(zhì)教材的基礎(chǔ)上，依托信息技術(shù)下多形態(tài)的教育資源，對其優(yōu)化整合以便于提供不同的教學(xué)服務(wù)，同時(shí)，利用“線上+線下”相結(jié)合的教材模式對教學(xué)資源進(jìn)行有效的開發(fā)[3]。職業(yè)教育中，由于專業(yè)教學(xué)配套設(shè)備的滯后性，實(shí)訓(xùn)教學(xué)設(shè)備平臺和教學(xué)資源已經(jīng)漸漸地脫離實(shí)際的教學(xué)需求，不能很好地將課程理論和學(xué)生實(shí)訓(xùn)操作有機(jī)地融合在一起，難以適應(yīng)學(xué)生的發(fā)展需要，抑制了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，不利于學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和綜合素質(zhì)培養(yǎng)。因此，“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”立體化教材建設(shè)方法的研究對提升工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域高技能高素養(yǎng)人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要的意義。

1 工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)存在的問題

當(dāng)前有關(guān)立體化教材建設(shè)的研究，從人才培養(yǎng)方案層面，雖然已有部分學(xué)者提出專業(yè)課程體系建設(shè)思路[4-5]，但是未深入到多課程融合的教材建設(shè)方法的研究；從專業(yè)課程體系建設(shè)層面，雖然已有部分學(xué)者提出跨領(lǐng)域多學(xué)科融合的課程資源建設(shè)思路[6-7]，但是依然存在教材內(nèi)容不能與市場需求相適應(yīng)的問題；從核心崗位需求分析層面[8-9]，雖然已有部分學(xué)者通過對企業(yè)的調(diào)研，提出了核心崗位能力需求，并提出基于核心崗位能力需求的建設(shè)思路，但是尚未融合1+X證書、競賽等對學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的分析；從混合教學(xué)模式需求層面，雖然已有部分學(xué)者分析了線上線下混合教學(xué)模式建設(shè)思路[10-12]，但是尚未深入到課程立體化資源建設(shè)實(shí)施層面。具體存在以下問題：

(1)面對1+X證書考核、競賽、崗位核心能力需求，專業(yè)課程教材建設(shè)存在碎片化的特點(diǎn)，而且當(dāng)前的研究主要是針對某一單一需求而進(jìn)行，尚未深入到具體建設(shè)方法層面。

(2)面對專業(yè)課程體系建設(shè)需求和學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)需求，多學(xué)科融合、結(jié)構(gòu)化課程建設(shè)等相關(guān)研究尚未深入。

(3)面對線上線下混合教學(xué)模式，在信息化教育資源異常豐富、產(chǎn)教融合背景下，教材的系統(tǒng)化課程資源體系構(gòu)建的研究尚未深入。

因此，本文以“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程立體化教材建設(shè)為例，以學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展需求為切入點(diǎn)，對接1+X證書、技能大賽、核心崗位能力需求，應(yīng)用線上線下混合教學(xué)模式基于教材教學(xué)內(nèi)容，分析專業(yè)課程立體化教材建設(shè)的方法。具體建設(shè)思路如圖1所示。

圖1 立體化教材建設(shè)思路流程圖

2 工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)基礎(chǔ)和建設(shè)需求

下面以高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程立體化教材建設(shè)為例，介紹建設(shè)基礎(chǔ)和建設(shè)需求。

2.1 “ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程立體化教材建設(shè)基礎(chǔ)

2.1.1 教材基礎(chǔ)

以行業(yè)發(fā)展政策、標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)管理規(guī)范、規(guī)程，崗位技能需求、要求為依據(jù)，優(yōu)先選用近三年國家職業(yè)教育規(guī)劃教材。參考教材有《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程》《工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用虛擬仿真教程》等。結(jié)合?？茖W(xué)生特點(diǎn)選用機(jī)械工業(yè)出版社出版，由張超、張繼媛主編的《ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程》。

2.1.2 實(shí)訓(xùn)基礎(chǔ)

當(dāng)前已經(jīng)建成工業(yè)機(jī)器人技術(shù)實(shí)訓(xùn)室。本實(shí)訓(xùn)室配有1臺模塊化可拆裝串聯(lián)機(jī)器人和3臺六軸ABB工業(yè)機(jī)器人工作站實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，結(jié)合豐富的周邊自動化設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人搬運(yùn)、碼垛、焊接、噴涂等工業(yè)應(yīng)用教學(xué)。

2.1.3 受眾對象

課程受眾對象為高職院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)學(xué)生及工業(yè)機(jī)器人行業(yè)技術(shù)人員，課程受眾對象的特點(diǎn)與需求如表1所示。

表1 課程受眾對象的特點(diǎn)與需求

2.2 “ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程立體化教材建設(shè)需求

2.2.1 面向1+X證書考核的立體化教材建設(shè)需求

面向工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維、工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程、工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用等1+X證書職業(yè)等級考核，考慮當(dāng)前實(shí)訓(xùn)環(huán)境基礎(chǔ)，為滿足學(xué)生知識、技能、素養(yǎng)發(fā)展需求，亟需豐富專業(yè)課程。針對初級、中級、高級考核要點(diǎn)，借助信息化平臺，構(gòu)建課程立體化教材，從而保證工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2.2.2 面向職業(yè)技能大賽考核的立體化教材建設(shè)需求

本著以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改的教學(xué)理念，面向工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成等職業(yè)技能大賽賽項(xiàng)規(guī)程，針對現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)備的薄弱性，豐富課程。表2為面向職業(yè)技能大賽考核立體化教材建設(shè)需求。

表2 面向職業(yè)技能大賽考核立體化教材建設(shè)需求

2.2.3 面向核心崗位能力需求的立體化教材建設(shè)需求

目前工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用人才崗位需求如圖2所示。工業(yè)機(jī)器人核心崗位主要包括工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試崗位、工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用維護(hù)崗位、工作機(jī)器人操作維護(hù)崗位。各核心崗位對工業(yè)機(jī)器人編程能力的需求因產(chǎn)品制造工藝的不同而不同，因此，應(yīng)在課程中增加工業(yè)機(jī)器人編程崗位應(yīng)用資源。

圖2 工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成應(yīng)用人才崗位需求

3 工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)實(shí)施思路和建設(shè)實(shí)施方法

3.1 立體化教材建設(shè)實(shí)施思路

“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程立體化教學(xué)資源建設(shè)具體實(shí)施思路如圖3所示。

圖3 立體化教材建設(shè)具體實(shí)施思路

(1)踐行大工程教育觀，構(gòu)建基于“產(chǎn)、學(xué)、賽、評”的教材分析體系?！癆BB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”著力培養(yǎng)學(xué)生的大工程觀理念及工程創(chuàng)新實(shí)踐能力。因此，為體現(xiàn)課程立體化教材內(nèi)容的綜合性、先進(jìn)性、創(chuàng)新性，教材分析體系在融合機(jī)器人行業(yè)推動、領(lǐng)域發(fā)展、技能需求和服務(wù)導(dǎo)向等四部分內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行課程目標(biāo)制定、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、技術(shù)資源建設(shè)等工作。

(2)以“理念、標(biāo)準(zhǔn)、方向、需求”為導(dǎo)向，深化教育教學(xué)模式改革。課程設(shè)置目的一是應(yīng)用機(jī)器人仿真技術(shù)使學(xué)習(xí)人員掌握機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)，節(jié)約培訓(xùn)成本；二是應(yīng)用在線編程技術(shù)掌握ABB工業(yè)機(jī)器人的基本操作方法。因此，融合高等職業(yè)教育理念、機(jī)器人行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)機(jī)器人專業(yè)發(fā)展方向和學(xué)生職業(yè)技能需求，選擇教學(xué)方法，整合教學(xué)資源，建設(shè)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺，推動課程教育教學(xué)模式改革。

(3)以“云+網(wǎng)+端”為依托，搭建立體化教材共建共享平臺。以“云+網(wǎng)+端”為依托，注重教材的教學(xué)思想、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策略等的有機(jī)融合，以信息化技術(shù)手段為支撐，建立課程立體化教材共建共享平臺，形成行業(yè)發(fā)展知識模塊、技能需求知識模塊、職業(yè)競賽知識模塊、就業(yè)服務(wù)知識模塊、實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)知識模塊等結(jié)構(gòu)化課程體系。

(4)以“教、學(xué)、同、?！睘樵u價(jià)主體，構(gòu)建動態(tài)立體化教材體系。借助立體化教材共建共享平臺，增加教師、學(xué)生、同行、專家評價(jià)模塊，實(shí)現(xiàn)立體化教材內(nèi)容實(shí)時(shí)更新、改進(jìn)的功能，構(gòu)建課程動態(tài)立體化教材體系。

3.2 立體化教材建設(shè)實(shí)施方法

(1)以“三對接”為建設(shè)依據(jù)，構(gòu)建立體化教材建設(shè)的理論框架?！癆BB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”立體化教材建設(shè)以“三對接”為建設(shè)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)設(shè)置與產(chǎn)業(yè)需求對接、教學(xué)過程與生成過程對接以及課程內(nèi)容與職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對接。在“三對接”的基礎(chǔ)之上，規(guī)劃分析教材內(nèi)容、行業(yè)技術(shù)應(yīng)用、企業(yè)發(fā)展需求、人才培養(yǎng)方向，以滿足職業(yè)院校生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)設(shè)置，職業(yè)技能大賽需求，掌握1+X等級技能，提升學(xué)生拓展能力，從而培養(yǎng)選拔高素質(zhì)勞動者和高水平技能型人才。

(2)以“理念、標(biāo)準(zhǔn)、方向、需求”為導(dǎo)向，提出立體化教材資源融合方法。教學(xué)方法的選擇需考慮高等職業(yè)教育理念與機(jī)器人行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，依托高等職業(yè)教育理念確定教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)、難點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容思維導(dǎo)圖，立足行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確技能大賽知識點(diǎn)，推動技能大賽項(xiàng)目創(chuàng)新驅(qū)動，實(shí)施合適教學(xué)方法。在1+X證書制度下，高職院系應(yīng)確定工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的發(fā)展方向，重視1+X等級知識點(diǎn)，基于1+X等級導(dǎo)向建設(shè)立體化教材?；凇爱a(chǎn)教學(xué)研用”的立體化教材資源融合方法，增加項(xiàng)目/實(shí)操技能點(diǎn)，以滿足職業(yè)院校學(xué)生的職業(yè)技能需求。

(3)以“對、服、改”為建設(shè)原則，分析特色立體化教材建設(shè)方法。課程立體化教材的建設(shè)需從專業(yè)發(fā)展特色、人才培養(yǎng)特色以及教材建設(shè)特色三方面出發(fā)。對接企業(yè)新興技術(shù)，系統(tǒng)推進(jìn)高水平專業(yè)群建設(shè)；以服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目的，改進(jìn)人才培養(yǎng)方案，提高人才培養(yǎng)的適應(yīng)性和針對性；深化職業(yè)教育教學(xué)模式改革創(chuàng)新，深化產(chǎn)教融合的體制機(jī)制改革，深化工學(xué)結(jié)合的育人機(jī)制改革，加快推進(jìn)職業(yè)教育立體化教材的拓展更新。

(4)以“教、學(xué)、同、?！睘樵u價(jià)主體，構(gòu)建動態(tài)立體化教材體系。需要對“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程動態(tài)立體化教材體系構(gòu)建的質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。借助立體化教材共建共享平臺，增加教師、學(xué)生、同行、專家“四位一體”評價(jià)機(jī)制，結(jié)合教學(xué)能力、技能學(xué)習(xí)、就業(yè)前景、工程教育評價(jià)模塊，建立立體化教材體系的質(zhì)量評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建立體化教育效果動態(tài)、課程目標(biāo)動態(tài)、崗位適應(yīng)動態(tài)、人才培養(yǎng)動態(tài)體系。

4 工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)架構(gòu)

基于所提出的工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)實(shí)施思路和實(shí)施方法，以“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程立體化教材建設(shè)為例，闡述工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)架構(gòu)，包括立體化數(shù)字教材建設(shè)、可視化資源建設(shè)、配套資源建設(shè)、課程線上線下混合教學(xué)平臺建設(shè)等。

4.1 立體化數(shù)字教材建設(shè)

在所使用的國家規(guī)劃教材的基礎(chǔ)上，應(yīng)用教師活頁式手冊，增加大賽直通車知識點(diǎn)、1+X證書考核知識點(diǎn)、職業(yè)技能考核知識點(diǎn)等內(nèi)容。立體化數(shù)字教材建設(shè)內(nèi)容包括教材文本(含7大模塊、29項(xiàng)子任務(wù))、教學(xué)PPT(含7大模塊、29項(xiàng)任務(wù))、實(shí)訓(xùn)教案(含10個(gè)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目)、編程實(shí)例模塊(含面向大賽及職業(yè)技能考核的初級、中級、高級三大模塊共7個(gè)主程序、24個(gè)子程序)。同時(shí)，應(yīng)用智慧樹、釘釘、職教云等信息化資源建設(shè)平臺，實(shí)施面向小班教學(xué)的線上和線下結(jié)合的混合式教學(xué)形式，改善和提高教師和學(xué)生的溝通效率。圖4為立體化教材數(shù)字教材建設(shè)成果。

圖4 立體化教材數(shù)字教材建設(shè)成果

如圖4所示，相較于傳統(tǒng)的教材和信息化資源，所建設(shè)的立體化數(shù)字教材在教學(xué)內(nèi)容上，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)內(nèi)容源于工程實(shí)際、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接的目的；在教學(xué)理論應(yīng)用方面，強(qiáng)調(diào)授之以漁的理念，建立了課程理論與工程應(yīng)用的橋梁；在技能提升方面，面向工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維、工業(yè)機(jī)器人裝調(diào)、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程、工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用等1+X證書職業(yè)等級考核，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、智能制造等職業(yè)技能大賽，注入行業(yè)、企業(yè)需求的新要求，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新活力。因此，立體化教材的建設(shè)，為課程教學(xué)環(huán)境與生產(chǎn)環(huán)境對接、教學(xué)內(nèi)容與行業(yè)需求對接奠定了基礎(chǔ)。

4.2 可視化資源建設(shè)

可視化資源包括“微課”“動畫”等資源，面向課程理論重點(diǎn)/難點(diǎn)、操作重點(diǎn)/難點(diǎn)以及技能應(yīng)用的重點(diǎn)/難點(diǎn)內(nèi)容，共建50個(gè)微課、27個(gè)動畫，內(nèi)容包括系統(tǒng)備份和恢復(fù)、工具坐標(biāo)系建立、工件坐標(biāo)系建立、TCP點(diǎn)設(shè)定、更新轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程基礎(chǔ)知識，還包括碼垛、搬運(yùn)、簡單軌跡、焊接等技能知識考核點(diǎn)。所建設(shè)的動畫資源主要是面向編程學(xué)習(xí)過程中工業(yè)機(jī)器人的動作原理及其工程應(yīng)用邏輯關(guān)系的內(nèi)容，為課程學(xué)習(xí)中“教”與“學(xué)”的融合提供了平臺。

4.3 配套資源建設(shè)

配套資源包括試卷、習(xí)題及職業(yè)技能考核知識集等內(nèi)容。包括試卷6套，用于學(xué)生課程考核、職業(yè)技能大賽理論知識考核及1+X職業(yè)技能考核理論知識儲備的試題庫，面向工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維(ABB本體)1+X職業(yè)技能考核的初、中級考核標(biāo)準(zhǔn)、知識要點(diǎn)集等。

4.4 課程線上線下混合教學(xué)平臺建設(shè)

利用智慧樹、釘釘?shù)刃畔⒒虒W(xué)平臺，建設(shè)線上線下混合式教學(xué)平臺。整合課程、教材的相關(guān)信息建設(shè)課程教學(xué)網(wǎng)站。在課程網(wǎng)站的建設(shè)過程中，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)學(xué)生自主性探索性學(xué)習(xí)模式，并根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的層次水平，科學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，接收學(xué)生學(xué)習(xí)的反饋，并不斷更新完善教學(xué)平臺建設(shè)。

5 結(jié)論

工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)以ABB工業(yè)機(jī)器人的基本理論和基本知識為基礎(chǔ)內(nèi)容，以課堂教學(xué)為基本形式，以綜合培養(yǎng)學(xué)生ABB工業(yè)機(jī)器人在線編程和實(shí)際操作的能力為基本目標(biāo)，搭建了內(nèi)容系統(tǒng)化、案例詳實(shí)化、操作可視化、學(xué)習(xí)自主化的“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”綜合性立體化教材服務(wù)系統(tǒng)。主要內(nèi)容如下：

(1)以“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程為例，分析職業(yè)教育信息化背景下工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)的基礎(chǔ)和需求，得出傳統(tǒng)教材已不能滿足當(dāng)前學(xué)生發(fā)展需求，尤其面向1+X證書考核、職業(yè)技能大賽考核、崗位技能考核的需求，亟需依托信息技術(shù)平臺建設(shè)多形態(tài)的立體化教材。

(2)基于立體化教材建設(shè)需求，以“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程為例，分析“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”立體化教材建設(shè)思路和實(shí)施方法。依據(jù)“三對接”建設(shè)要求，構(gòu)建立體化教材建設(shè)的理論框架；以“理念、標(biāo)準(zhǔn)、方向、需求”為導(dǎo)向，提出立體化教材建設(shè)融合的方法；以“對、服、改”為建設(shè)原則，分析特色立體化教材建設(shè)方法；以“教、學(xué)、同、?！睘樵u價(jià)主體，構(gòu)建動態(tài)立體化教材建設(shè)體系。

(3)以“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”課程為例，驗(yàn)證了所提出的建設(shè)策略和實(shí)施方法的可行性。以“ABB工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程基礎(chǔ)”立體化教材建設(shè)為例，基于傳統(tǒng)教材建設(shè)基礎(chǔ)，面向1+X證書考核、職業(yè)技能大賽考核、崗位技能考核知識技能要點(diǎn)，從立體化數(shù)字教材、可視化資源建設(shè)、配套資源建設(shè)、混合教學(xué)平臺建設(shè)四個(gè)層面，闡述了建設(shè)成果，驗(yàn)證了所提出的工業(yè)機(jī)器人立體化教材建設(shè)思路與建設(shè)方法的可行性。