基于國賽設備工業機器人選修課教學實踐初探

趙紫悅

[摘 要] 以國賽工業機器人設備選修課的教學為切入點，結合中職工業機器人技能大賽要求，從工業機器人選修課的教學內容設計、教學方法、教學成效、教學反思等方面進行初探，以期待選修課教學實踐能更好地服務于該項目的技能大賽。

[關 鍵 詞] 工業機器人；選修課；技能大賽；三元三制；四環四讓

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）14-0068-02

一、開設工業機器人選修課的背景

（一）時代發展的需要

隨著工業4.0的到來，工業機器人發展迅速，特別是在中國市場上，制造業為了改變落后的生產方式，解決用工荒難題，需要大力投入機器人等自動化設備。加上政策對智能化產業的大力扶持，中國各地興起了機器人發展大潮。

國務院印發的《中國制造2025》是我國實施制造強國戰略的首個十年綱領，轉型智能制造將成為新時期下制造業的發展新趨勢，在此背景下，工業機器人將在制造業轉型中大有可為。所以，近幾年中不光是高職院校紛紛開設工業機器人專業，就連很多中職學校也已經開始嘗試開設工業機器人專業，筆者學校由于條件的限制，現在還沒法專門開設機器人專業，但是開設選修課的條件已經達到。

（二）浙江省選擇性課改的需要

2014年開始的浙江省中職選擇性課程改革是一場真正服務于學生內在需求、挖掘學生內在潛力的課程改革，是一場真正改變教師教育理念的課程改革，是一場打破傳統學校教育管理機制的課程改革！在深入推進選擇性課改革中，深切體會到最好的教育是適合學生的教育。而適合學生的教育，只有在被教育者、教育者的不斷選擇中才能發現、才能實現。工業機器人選修課的開設為本校的學生提供了一次自主選擇的機會，更為對工業機器人感興趣的學生提供了一個學習的平臺。

（三）學校技能競賽的需要

普高看高考，職高看技能大賽，現在的中職學校都很重視技能大賽，筆者了解到自2015年教育部開設中職工業機器人國賽項目至今，杭州地區已經有6所學校購買并開設了工業機器人課程，并從2016年起杭州有工業機器人市賽、省賽、國賽層層選拔。筆者學校由于省示范校建設中專業建設的需要購得兩臺國賽設備工業機器人，具備了開設工業機器人選修課的硬件要求，開設工業機器人選修課也為學校參加杭州市工業機器人大賽提供了保障。

二、基于國賽設備工業機器人選修課的教學實踐

（一）教學實踐內容設計的思路

本次工業機器人選修課教學實踐內容的設計思路，筆者主要是以服務技能大賽為宗旨，以學校現有的國賽工業機器人設備為平臺，結合往年該項目技能大賽的特點和具體要求，弱化理論內容，強化實踐內容，化繁為簡，以工作任務為主線。對有興趣參加比賽的學生進行相對應的選修課教學實踐內容的指導，并運用筆者多年教學實踐總結的教學方法，讓學生在選修課的整個過程中重素養、強能力、練技能，并能在技能大賽中出彩。

（二）教學實踐內容設計依據

通過對近兩年各地該項目技能大賽的分析，其主要考核學生的機械裝配能力、工業機器人操控能力、離線軟件編程能力、工業機器人編程能力、PLC編程能力、心理素質等的綜合能力，根據技能大賽考核的要求，選擇和組織教學實踐的內容，弱化理論內容，強化實踐內容，形成基于技能大賽需要的選修課教學內容，這樣能增強教學內容與技能大賽的相關性，有一定的針對性和實效性。

（三）“三元三制”教學實踐內容

筆者認為設計適當的教學內容是學生有興趣學下去的動力，學生如果一直保持有興趣的學習，那么，他的學習會很快樂，學習成功的機率會很高。

1.“三元三制”的定義

“三元三制”的教學內容設計就是根據每個學生不同的學習習慣和學習差異設計三種難易不同的元素并根據學生個體學習能力的差異提出三種不同的制度和要求。

2.“三元三制”的教學內容

“三元三制”的教學內容設計既符合學生的普遍學情，又鼓勵學生在學習內容上的個性發展，并可以以此教學內容作為選拔參加技能比武的學生的依據。如，在設置安裝工位裝配單元時，設置裝配1、2工位、裝配1、2、3工位、裝配1、2、3、4工位三元目標，學生根據自己的情況選擇目標、達成目標。

（四）“四環四讓”的教學方法

為更好地適應行業崗位需求和教學實際，提高教學效率，根據以教師為主導、學生為主體的教學模式，筆者通過總結教學實踐，提出“四環四讓”的工業機器人選修課教學法，以教師引導學生獨立、自主學習為指導思想，以此發揮學生各自的個性和特長、激發學生的學習興趣、提高學生的職業素養和自主學習能力，讓學生掌握技術與技能，形成職業核心能力，同時也培養學生的自信心和成就感。

1.“四環四讓”教學方法的定義

“四環四讓”教學法是以工作任務為導向，實際工作流程中有四個主要環節：任務解讀、任務分析、任務實施、任務評價。通過教師引導學生進行小組合作、協作探究做到書本讓學生自學、疑難讓學生研討、規律讓學生發現、評價讓學生參與。

2.“四環四讓”教學實踐

工業機器人選修課的每一個任務都是按任務解讀—任務分析—任務實施—任務評價來教學，在實際的教學過程中如何實現以教師為主導，學生為主體的四環四讓呢？以碼垛搬運為例。

（1）一環一讓：在任務解讀中實現書本讓學生自學

主要是通過教師引導，學生自主學習的方法進行，例如，碼垛搬運任務解讀：學生在解讀任務所需的理論知識時，通過教師的導讀試題，有目的地自主學習教材，從而進入任務分析。

（2）二環二讓：在任務分析中實現疑難讓學生研討

在任務分析中主要通過教師的引導、組內互助、查找資料及小組討論的方法進行，通過各組任務解讀，從中討論出各組的共性問題，也就是課堂疑難點了。

（3）三環三讓：在任務實施中實現規律讓學生發現

學生兩人一組根據任務分析后發現的疑難，通過學生組內合作、各組互助親自動手去做、去觀察并觀看教師的操作微視頻發現其中的規律，根據各組的學習程度可以選擇教學內容其中的一元一制去實施。任務實施分成四個環節去實施，環節一是角色輪換，分工操作。兩人一組設置兩個角色：操作員和編程員主要通過分工操作，小組互助，教師巡視的方法進行；環節二是程序及點的準確性檢測，主要通過小組成員共同參與來完成；環節三是組間PK，通過一、二兩個環節的任務實施，各組成員選擇出最適合自己的工作組隊參加比賽；主要的教學意圖是加強團隊合作、鞏固所學知識。環節四是工位的整理，主要教學意圖是提高學生的職業素養，培養文明生產習慣。通過四個環節的任務實施，讓學生自己在做中學、在做中悟、在做中覺，實現規律讓學生自己發現。并通過教學內容的自主選擇和組間的PK層層選拔大賽所需要的選手。

（4）四環四讓：在任務評價中實現評價讓學生參與

通過多元化全面的評價做到學生在課堂上所做的每一步都有一個具體的學分對其進行鼓勵評價，并且評價讓其自己參與，做到技能大賽選拔選手有據可依。

三、基于國賽工業機器人設備選修課的教學實踐

成效

（一）促進教師教學能力和專業技能的綜合發展

傳統教學根據設備說明書，采用傳統的示范、模仿教學，不能得到很好的比賽成績；而現在在教學內容設計和教學方法的摸索過程中，潛移默化地讓教師具備了一定的整體設計、規劃和實施有效教學的能力；在和學生一起探索專業知識的過程中，不斷地提高了教師的職業技能水平（2017年11月杭州地區教師工業機器人大賽獲第三名）。

（二）促進學生專業技能和職業素養的綜合發展

工業機器人課程需涉及電子專業的電工電子、PLC編程、電機與電氣控制技術等課程，以及機械專業的機械識圖、機械基礎、液壓及氣動技術等課程，原來兩個專業的學生只能學習自己專業的課程，而現在都要涉及。通過教學內容的合理、適當設計，激發了學生的興趣和潛能，豐富了學生機械和電子的雙專業知識儲備，提高了學生的綜合素養和綜合應用能力。學生的職業素養由原來單一的電工電子技能操作或機床技能操作發展為兩項皆能操作。

（三）有效地服務技能大賽

教學實踐的內容設置是針對技能大賽的，內容是圍繞著技能大賽要求的，平時的訓練和模擬競賽是接近技能大賽氛圍的。目前通過選修課的教學實踐已經選出兩組較好的學生參加2018年的杭州市工業機器人選拔賽。

四、基于國賽設備工業機器人選修課的教學實踐思考

（一）教學內容設置不夠完善

教學內容是筆者總結往年的技能大賽的模塊和技能點設置的，但每年技能大賽的要求都在不斷變化，都會有新的模塊和技能點增加。怎樣建立一個完善有效的教學內容體系，有待整體設計。

（二）相關師資力量薄弱

雖然在2017年杭州市賽取得第三名，但和第一名的教師團隊還相差較多，隨著杭州地區中職學校國賽工業機器人設備的增多，競爭也會越來越激烈，對指導教師的要求也越來越高，怎樣才能不斷提升教師的職業技能水平，有待思考。

參考文獻：

[1]唐靈爽.中職院校工業機器人創新實踐教學研究[J].現代職業教育，2016（26）.

[2]鄭翰炤.新形勢下技工院校工業機器人教學實踐與探索[J].職業，2017（16）.

[3]李楠.高職院校工業機器人技術專業課程建設探索與實踐[J].商品與質量，2015（46）.

[4]吳燕峰.在自主探究中培養學生的創新素養[J].上海教育，2014（4）.