工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)課程教學改革成果

時間:2022-07-27 08:28:50

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工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)課程教學改革成果

摘要:隨著智能控制技術(shù)的廣泛應(yīng)用,工業(yè)機器人技術(shù)已經(jīng)逐漸成為智能裝備系統(tǒng)的核心組成。為了適應(yīng)“中國制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略對高技能人才的需求,培養(yǎng)技術(shù)技能型復合人才的培養(yǎng)目標,立足于專業(yè)群建設(shè)背景,結(jié)合當前高職“工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)課程的教學情況,將課程進行模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計,探索本課程在教學方法、教學內(nèi)容以及實踐環(huán)節(jié)等多方面的改革措施。為培養(yǎng)掌握新技術(shù)、新工藝、新應(yīng)用的專業(yè)技術(shù)技能人才奠定基礎(chǔ),為智能制造人才培養(yǎng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞:專業(yè)群;工業(yè)機器人;教學改革;中國制造

1研究背景

新的國際國內(nèi)環(huán)境為提升粵港澳大灣區(qū)國際競爭力、更高水平參與國際合作和競爭拓展了新空間。2019年2月,中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》,未來粵港澳大灣區(qū)將建成世界新興產(chǎn)業(yè)、先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)基地。同時,《廣東省智能制造發(fā)展規(guī)劃(2015—2025年)》強調(diào)要以先進裝備制造業(yè)為突破口,以智能制造為核心和主攻方向,帶動全省制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,加快實現(xiàn)由制造業(yè)大省向制造業(yè)強省轉(zhuǎn)變。基于此背景,提出了貫徹落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》和《廣東省職業(yè)教育“擴容、提質(zhì)、強服務(wù)”三年行動計劃(2019—2021年)》,并發(fā)揮專業(yè)群的集聚效應(yīng)和服務(wù)功能,為廣東省經(jīng)濟社會發(fā)展提供高素質(zhì)技術(shù)技能人才支持和智力支撐。因此,對當前高職院校的人才培養(yǎng)工作提出了更高的要求,迫切需要大力提高高職人才培養(yǎng)質(zhì)量。工業(yè)機器人技術(shù)是先進制造業(yè)的典型代表,在專業(yè)群建設(shè)背景下應(yīng)加強對工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)教學質(zhì)量的提升,進而培養(yǎng)出更多高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

2教學中存在問題

實踐條件不足。在教學過程中,由于實訓設(shè)備有限,目前通常采用的是分組輪訓的實踐教學方式,教師無法兼顧到每個學生的完成情況,從而導致學生平均實踐學時不足。教學方法落后。傳統(tǒng)的課程教學模式下教師占據(jù)了課堂教學的主體,并且以課堂講授為主,使得實踐教學與課堂教學之間呈現(xiàn)出嚴重的脫節(jié)現(xiàn)象,學生對于該課程知識的學習也逐漸失去興趣。缺乏雙師型教師隊伍。課程內(nèi)容與企業(yè)工程實際場景脫節(jié),高職院校缺乏從事過工業(yè)機器人崗位相關(guān)的“雙師型”教師,所講授的內(nèi)容也無法被學生理解與掌握,教師在企業(yè)實踐的能力有待提升。教學內(nèi)容針對性不強。專業(yè)群各專業(yè)對本課程的教學目標有所不同,但目前為不同專業(yè)的學生授課的內(nèi)容基本一致,應(yīng)針對不同專業(yè)建立規(guī)范的課程標準,并將課程進行模塊化設(shè)計,教師根據(jù)各專業(yè)學時進行合理組合,開展模塊化教學設(shè)計。

3課程改革的基本方法和思路

3.1開展企業(yè)調(diào)研,明確課程的教學目標

為掌握工業(yè)機器人在本體制造、系統(tǒng)集成及應(yīng)用企業(yè)的人才需求情況,了解工業(yè)機器人的相關(guān)崗位設(shè)置,并對各職業(yè)崗位所需能力與典型工作任務(wù)進行統(tǒng)計分析。前往珠三角智能制造行業(yè),對工業(yè)機器人職業(yè)發(fā)展和人才需求開展了調(diào)查和研究,進而明確企業(yè)崗位對應(yīng)課程的教學目標,形成工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才需求調(diào)研報告。

3.2建立模塊化教學標準

由于電氣自動化專業(yè)群相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標不盡相同,需突出各專業(yè)的重點和難點內(nèi)容,有針對性地設(shè)計符合各專業(yè)需求的模塊化課程教學標準。如電氣自動化技術(shù)專業(yè)學生側(cè)重于掌握工業(yè)機器人的集成應(yīng)用知識;機電一體化技術(shù)專業(yè)的學生側(cè)重于掌握工業(yè)機器人的一般操作應(yīng)用及一般操作維護知識;工業(yè)機器人專業(yè)學生側(cè)重于掌握工業(yè)機器人的集成應(yīng)用、系統(tǒng)維護及安裝調(diào)試等知識上[1]。根據(jù)專業(yè)群各專業(yè)人才培養(yǎng)的目標的差異性,確定本課程的重點教學內(nèi)容,并擴展本課程的相關(guān)知識。

3.3改革教學方法

傳統(tǒng)教學缺乏對學生從事企業(yè)項目工程實踐能力的培養(yǎng),從而導致學生進入企業(yè)無法快速融入企業(yè)工程項目,引入工程問題,激發(fā)學生積極參與和討論,可以鍛煉和培養(yǎng)學生的項目工程思維方式,從而提高學生分析和解決問題的能力。同時,以企業(yè)崗位典型的工作任務(wù)為載體,采用項目導向、任務(wù)驅(qū)動、“理虛實一體化”的教學方式[2]。

3.4搭建網(wǎng)絡(luò)教學平臺,開展線上線下混合教學

搭建基于超星學習通的網(wǎng)絡(luò)課程平臺,便于開展線上線下同步教學,教師與學生通過“網(wǎng)絡(luò)教學平臺”,實現(xiàn)課堂教學與在線學習相結(jié)合。

3.5改革考核方法,突出考核學生解決問題的能力

改革現(xiàn)有考核方法,重點考核學生應(yīng)用專業(yè)知識解決企業(yè)工程實踐問題的能力及崗位技能。借助線上評價體系,并結(jié)合線下實踐教學評價,實現(xiàn)“線上+線下+期末考核”的模式,科學、系統(tǒng)、客觀地評價學生的學習效果。

4課程改革取得的成果

4.1智能制造企業(yè)的調(diào)研結(jié)果

本專業(yè)群教師前往佛山隆深、川崎、埃夫特、因明智能等企業(yè)調(diào)研。了解智能裝備制造產(chǎn)業(yè)群上游是核心零部件,主要的是減速機、控制系統(tǒng)及本體制造商,中游是智能裝備系統(tǒng)集成商,下游是智能裝備應(yīng)用企業(yè),國內(nèi)企業(yè)都集中在這個環(huán)節(jié)上。上游崗位包括機器人的本體制造,機器人系統(tǒng)裝調(diào)、調(diào)試、銷售及售后支持的技術(shù)人才;中游企業(yè)是工業(yè)機器人系統(tǒng)集成企業(yè),主要崗位是機器人系統(tǒng)的安裝調(diào)試、集成開發(fā)、技術(shù)服務(wù)等人才;在下游的應(yīng)用型企業(yè),需要大量的機器人自動生產(chǎn)線中運行維護、操作編程、車間管理等綜合素質(zhì)較強的技術(shù)人才。根據(jù)調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,本專業(yè)的人才需求主要分為安裝調(diào)試、系統(tǒng)集成、技術(shù)服務(wù)、項目經(jīng)理4個層次。

4.2明確課程教學目標

本崗位基于典型工作任務(wù)的能力要求來確定課程目標,以必須、夠用、實用為原則,將學科的系統(tǒng)性知識進行重組,變知識本位為能力本位,課程內(nèi)容融入“1+X”證書職業(yè)技能等級標準[3]、職業(yè)資格認證考核標準及崗位能力考核評價標準,采用“教、學、做”為一體的教學方式,培養(yǎng)學生掌握工業(yè)機器人現(xiàn)場操作與編程應(yīng)用的能力。課程設(shè)計遵循以學生為中心,結(jié)合企業(yè)訪談、問卷調(diào)查和職業(yè)能力分析,確定了本課程的認知目標、能力目標、情感目標。

4.3建立專業(yè)群模塊化課程標準

本課程以智能制造企業(yè)與現(xiàn)代服務(wù)業(yè)職業(yè)崗位能力需求為宗旨,以先進實訓設(shè)備為實訓教學載體,構(gòu)建以核心職業(yè)能力培養(yǎng)為主線,“基礎(chǔ)通用、模塊組合、各具特色”的工學結(jié)合的專業(yè)群課程標準。同時,學習情境遵循人才職業(yè)成長的規(guī)律進行排列,具有合理的梯度結(jié)構(gòu),學習難度由易到難,職業(yè)能力要求從低到高;貫徹以學生為主體的教學理念,采用行動導向教學,學生通過接受教師安排的工作任務(wù),在完成工作任務(wù)的過程中使教學目標得以實現(xiàn),做到“教、學、做”一體化,最終實現(xiàn)“做中學”和“學中做”[4]。課程劃分為通識模塊、基礎(chǔ)模塊、技能模塊、應(yīng)用模塊及拓展模塊,不同專業(yè)適用不同的教學模塊開展教學,如表1所示。

4.4采用“理-虛-實”及線上線下一體化教學模式

本課程改革了以往的“理實一體化”教學模式,通過引入“理實一體、虛實結(jié)合”的現(xiàn)代教學模式,將課程理論知識和實踐能力結(jié)合在一起,將離線仿真和實際動手操作結(jié)合在一起,虛擬仿真與實訓硬件平臺進行結(jié)合[5]。在實際教學中教師利用線上學習通+線下課堂+線下實訓進行混合式教學,同時實現(xiàn)課前、課中、課后無縫連接,線上線下高度融合。每個學生利用線上資源進行理論學習,然后再通過電腦進行虛擬仿真實訓教學,最后再通過現(xiàn)場設(shè)備進行實際操作和驗證。利用虛擬仿真實訓平臺,可以讓每個學生都有機會動手訓練,解決了以往實踐條件不足,學生訓練時間短的問題,有助于教學質(zhì)量的提升。

4.5構(gòu)建科學合理的課程評價體系

傳統(tǒng)的課堂教學評價以教師評價為主,本課程考核評價結(jié)合“1+X”證書考核標準[6],課程考核采用項目過程化評價,評價每個子項目實施的全過程。強化實操考核,每個項目的考核主要采用小組互評、學生自評和教師評價相結(jié)合的評價方式。評價內(nèi)容以教學目標為依據(jù),側(cè)重學生專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)相結(jié)合的綜合評價。具體的考核評價方法為:過程性線上考核占50%,包含線上視頻(15%),課堂活動(10%)、出勤(10%)、作業(yè)(15%);期末考核占50%,包含理論(30%)、實操(20%),在每一個子項目后面附有評分標準,采用多種評價相結(jié)合的評價方式。

5結(jié)論

本文基于專業(yè)群建設(shè)大背景,通過對教學標準進行模塊化設(shè)計、采用“理虛實”一體化教學方法、搭建線上網(wǎng)絡(luò)資源平臺以及構(gòu)建科學合理的教學評價體系等多方面的改革來提高教學質(zhì)量,取得了良好效果,培養(yǎng)出理論知識扎實、實踐能力突出的技術(shù)技能型人才。

參考文獻:

[1]黎萍,劉保軍,于楚泓.《工業(yè)機器人技術(shù)》課程教學改革[J].教育教學論壇,2018(25):74-75.

[2]李佳玉,彭見輝.基于“理虛實一體化”的“工業(yè)機器人技術(shù)”課程改革[J].新課程研究(中旬刊),2017(10):18-19.

[3]李壽冰.高職院校開展1+X證書制度試點工作的思考[J].中國職業(yè)技術(shù)教育,2019(10):25-28.

[4]欒紅,宋光輝.智能制造背景下的工業(yè)機器人課程體系改革[J].職業(yè),2018(33):81-82.

[5]鄧斌.基于產(chǎn)教深度融合的“應(yīng)用引領(lǐng),崗位實境”工業(yè)機器人專業(yè)人才培養(yǎng)模式探究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2019(22):180-181.

[6]唐敏.“1+X”證書制度試點背景下的高職工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J].機電教育創(chuàng)新,2020(7):143-152.

作者:彭明仔 單位:廣州科技貿(mào)易職業(yè)學院