高職院?！耙再惔俳獭钡慕虒W模式改革研究
——以“焊接機器人技術”為例

徐洪亮 高繼軍

長春汽車工業高等?？茖W校 吉林 長春 130013

1 焊接機器人發展現狀

工業機器人技術是計算機、控制論、機構、信息和傳感技術、人工智能、仿生學并與其他學科形成的結合，其發展迅速、應用領域廣泛[1]。

2013年 ，《關于推進工業機器人產業發展的指導意見》中提出，到2020年，工業機器人產業基本完善，工業機器人密度達到100?以上[2]。在《〈中國制造?2025〉重點領域技術路線圖》中進一步提到，到2020年工業機器人的保有量將達到?80?萬臺，2025年，其保有量將達到?180萬臺[3]。

據不完全統計，近一半工業機器人應用于焊接加工，其廣泛應用于汽車、鐵路、航天、軍工等專業領域。我國作為制造大國，其焊接機器人技術應用的高度和廣度，在一定程度上也體現了我國制造業的發展水平。

2 高職院校焊接機器人技術教學分析

在此工業機器人技術發展的上升期，眾多高職院校把握產業發展方向，積極培養專業人才，并紛紛開設工業機器人技術專業，2019年高職專業設置備案顯示，自2012年1所院校首開之后，至2019年迅速發展為568所[4]。但工業機器人技術專業發展時間有限，專業課程建設資源匱乏，缺乏可借鑒的指導和科學規范，也造成了培養目標不明晰、課程體系建設特色不突出、課程內容不豐滿鮮明、教學模式不與時俱進等一系列問題，進而導致專業人才的培養質量問題。

焊接機器人技術作為工業機器人技術的重要組成部分，待解決的困難尤多。本門課程需將焊接技術和工業機器人技術融為一體，既有熔焊基礎、焊接工藝及焊接結構生產理論，也要掌握工業機器人的基礎理論和操作技能，這對課程內容建設提出了更高的要求。焊接機器人技術課程教學模式的優劣，會直接影響學生的技術能力。由于該課程的特點，需要進行長時間反復訓練，導致學生感到枯燥乏味、缺少興趣，尤其焊接加工本身臟累的特點，更易增強學生的倦怠感，而且學生素質參差不齊。傳統的教學模式已不再適合當前高職院校的教學情況，而目前課堂常規的項目驅動式教學，雖然在一定程度上可以增加學生的參與度，但在提高學生技能和活躍度上仍顯不足。為了進一步提升學生的技能，深化教學改革，完善高校教學模式，培養出更多適應企業發展的創新性人才，且達到分層教學的目的，基于項目驅動式教學，在焊接機器人技術教學中提出并實施了“以賽促教”的教學模式。

3 焊接機器人技術“以賽促教”的教學模式建設方案

“以賽促教”的教學過程中，不僅鼓勵學生參與各級別賽事，而且上課流程對標競賽流程，課程內容對標競賽內容，教學考核標準對標競賽評價，依據比賽成績進行相應的獎懲措施，在此過程中學生的參與度、活躍度及競爭力都會得到大大提升。以焊接機器人技術課程為例，課程與全國各類機器人焊接大賽對標，與企業生產對標，在現有設備的基礎上，參考大賽題庫和企業生產工件，建設競賽教學資源庫，從而進行競賽式訓練：出示任務書，根據圖紙拼裝焊接件，操作機器人編寫焊接程序、調節焊接參數，焊接工件，依據評分細則進行考評，其教學模式具體流程如下圖所示。

(1)競賽培訓

1)賽項流程培訓。對標競賽標準，培訓學生了解各級別大賽，了解焊接機器人技術大賽及相關賽項的流程，這對于后續教學及競賽工作的進行可以達到事半功倍的效果。

2)安全生產培訓。以6S生產標準為基準培訓學生，在競賽(生產)過程中，確保人身與設備安全，并且每次施行任務前必須進行安全測試。

3)理論培訓。出示理論任務單，學生通過查閱資料完成任務，并進行匯報、討論、總結，基于學生的完成情況，教師進行歸納總結。

4)實操培訓。教師根據任務單要求，對技術要點進行示范演示、講解。

(2)任務書(單)

任務書(單)以表格形式給出，其明確焊接任務及相關要求，給出焊接件拼裝圖紙及工作流程，提供所使用的設備清單，每一位選手從中都可以清楚了解自己所要實施的焊接任務及相關準備工作與后續工作。

(3)拼裝焊接件

可選擇助手，依據給定焊件拼裝圖紙，共同進行焊接件拼裝，可使用手工焊接或機器人焊接方式將焊件固定成型，完成焊接件整體拼裝，并且確保拼裝正確，不影響后續機器人進行連續焊接及工件焊接質量。

(4)焊接工件

依據拼裝工件旱道的具體位置，設計快速、高效的焊接機器人運行軌跡，選擇恰當的焊接方法，并合理調整焊槍姿態。根據焊接板材的材質、厚度、旱道位置等因素調整焊接參數，并合理的匹配機器人速度，實現高效焊接的同時，確保焊接質量。

(5)比賽評判

考核評分標準對標各類焊接大賽、機器人大賽評分細則：1)安全文明生產(10分)，2)違規扣分表(10分)，3)機器人程序編寫(20分)，4)焊接質量(50分)，5)焊接效率(10分)，若由于誤操作出現設備損壞或工件拼裝錯誤，則勒令停止比賽，得分為零。比賽的成績從以上幾個方面進行綜合評定，焊接機器人技術比賽中焊接產品質量是決定勝負的關鍵，因此，焊接質量的分數占在半數，甚至更高，其他評定項目作為評分的重要組成部分，分值仍很可觀。比賽中，選手在保證焊接質量的前提下，也要確保自身盡可能的少犯錯誤，才會取得優異成績。

(6)比賽獎懲

根據評分細則統計分數。每次課內競賽獲得前60%的學生按照分數排名，適當增加分值予以獎勵，并推薦課內競賽表現優異的學生，參加國家級、省級等各級別焊接機器人技術技能大賽及相關賽項；總成績第一名的小組，獲優秀焊接小組，其成員根據個人成績排名適當增加考核分值，每位學生的多次比賽成績經加權計算后所得分數作為期末成績。其中，個人分值a＋獎勵分值b≤100，平時表現分值c≤100，期末成績d，其成績如下公式所示。

4 結語

“以賽促教”的教學模式改革，對于實踐性強的焊接機器人技術課程具有極強的可操作性。以競賽的模式進行教學工作，既能夠有效地激發學生的學習熱情和教學參與度，也可以培養學生的創新能力與創新精神，并確實有效地提升學生的專業素養與實踐操作能力，為學生日后參加工作夯實基礎，為企業發展培養合格人才，為社會進步培育合格的建設者。