雙驅動下“教-學-做-賽四位一體”教學理念的探索與實踐

吳劍英

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?通過對福建理工學校工業機器人相關課程的探索與實踐，提出一種任務和競賽雙驅動下“教授-學習-實踐-競賽四位一體”的教學理念，它將理論實際有效結合，以課賽融合的方式，把所教、所學、所做的專業知識和技能通過競賽的方式來調動學生學習的主觀能動性，課堂教學效果和學生職業素養均得到有效提升。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?任務驅動;競賽驅動;四位一體;工業機器人

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）14-0196-02

2015年，李克強總理提出了“中國制造2025”計劃，其中提到的“工業4.0”將掀起智能制造熱潮，工業機器人無疑是改革的重點領域之一。多年以來，企業的用工成本不斷上漲，制造業急需“機器換人”，因此從2013年起中國成為全球最大的工業機器人市場。根據官方公開的數據，可以看出全國人口老齡化的現象越來越嚴重，而青壯年人口越來越萎縮，勞動力的中堅力量在崩塌。另外，“80后”和“90后”已經步入社會成為主要勞動力，他們的整體教育水平有所提高，卻不愿從事體力勞動，因此，機器人和自動化系統將逐漸取代危險、艱苦、單調的崗位。同時，隨著技術的進步，工業機器人的成本在逐漸降低，機器替換的成本優勢也開始體現出來。截至2017年，我國已生產出超過12萬臺的工業機器人，生產規模約占全球產量的1/3，機器人的安裝總量約為45萬臺。2019年預計仍將保持快速增長，這些為工業機器人的普及奠定了基礎，為了滿足社會和市場的需求，學校開設了與工業機器人相關的課程。

一、工業機器人教學現狀

（一）生源質量良莠不齊

隨著中職學校并軌招生改革后，中職院校招收的學生成績一

般比較差，對在職校學習的新知識和新技能掌握得較弱。由于中職學生的文化水平參差不齊，同時中職學生入學目的有所差異，加之個體性格、自身學習能力等的不同，以及實踐操作方面的差距，這在專業課的教學中都要權衡，自然困難重重。

（二）教學方法不夠靈活

工業機器人的授課主要應用多媒體課件，但所使用的課件又

以文字公式符號為主，并沒有圖文并茂，授課形式簡單抽象，教師機械“灌輸式”地教，學生被動式地學，學生很難主動積極地投入學習。

（三）教學內容散亂不夠系統化

工業機器人相關課程是理論與實踐相結合的課程，其教學

內容比較綜合、實用，它注重學生專業能力、社會能力、方法能力的培養。但實際上是，它的理論內容相對枯燥，而實驗步驟又過于死板，不太符合中職生的學習習慣和規律，很難激發學生對工業機器人的學習熱情，課程教學體現不出系統性和理實一

體的要求。

（四）考核方法簡單沒有層次

工業機器人常用的考核方式是由“理論知識考試+實驗操作”

兩部分組成。理論考試部分側重于考核知識性內容，只要記性好肯下功夫記憶還是比較容易通過的;實操部分則側重動手實踐，學生只要按照指導書上的操作步驟進行電路和機械部分的連接、下載和運行參考程序就可以完成。但是學生類型各有不同，有些學生擅長理論性知識，有些學生更愿意動手實踐，而有些學生“文武雙全”。如何針對各個層次學生的能力特征，進行有效考核是本課題要解決的問題。

二、“雙驅動”教學理念的提出

（一）任務驅動教學法

目前的課堂教學大多高估了學生的知識水平，所教內容又

與工業機器人的實際生產線上的應用相去甚遠，經常出現學生

埋頭苦讀，教師卻教得費勁，學校投入的教學資源也不少，但現實狀況是教師花費的時間精力多而實際有用的少，最終浪費了大量的教育資源。“任務驅動”教學法就是在課堂中實行“教、學、做”一體，實現理論與實踐相融合的教學模式，它遵循了“從實踐到理論，再從理論到實踐”的認知規律。在任務驅動的課堂教學中，教師講解基礎知識及其注意事項后展示課程實例的教學資源，給出項目任務的控制要求，再由學生根據教師的引導進行安裝、調試，實現讓學生“教中學，學中做，做中學”，使學生能在學習過程中充滿熱情地探索實踐。這樣，學生聽教師介紹任務，在教師指導下編寫方案書，并立即安裝調試，查驗自己所寫的方案是否合適，師生的互動能讓學生更積極主動地投入學習。在完成自己比較感興趣的任務時，學生同時也掌握了工業機器人的基礎知識，能夠使用示教盒和離線編程軟件進行編程操作，對工業機器人的應用更加了如指掌。

（二）競賽驅動教學法

不同學校具有不一樣的教學資源，不同的學生同樣具有不一

樣的能力特征，因此可以采用不同的教學方法來進行工業機器人教學。可以采用任務驅動的教學方式進行常規性教學，也可以采用競賽驅動的方法來提高學生的學習動機。對一些動手實踐能力較強、理論知識較扎實的全面型學生，課堂上的知識無法滿足他們的需求，有必要通過競賽平臺增強學生動手的欲望，提高學習的成就感。所謂“賽”是指通過參加各種類別的競賽活動，包括課堂子任務階段的個人賽、小組賽和校級技能節比賽，鼓勵學生積極參加省屬賽、省級甚至國家級的機器人技術應用技能大賽項目，不斷鍛煉并拓展自己的能力。參加職業技能大賽后，應該總結反饋、研討和交流，把大賽傳遞的工業機器人的發展趨勢和應用方向以及行企業對專業技術人才的需求變化等信息運用到教學計劃的制定和教學過程中。專業技能課時參照競賽標準來要求學生，使學生獲得相關的專業知識和技能，養成良好的職業習慣，具備較強的社會適應性和市場競爭力。

三、“四位一體”的設計思路

“教—學—做—賽”是在“教學做”基礎上進行了拓延，是集“教授、學習、實踐、競賽”四位于一體的教學模式。所謂“教-學-做-賽”一體化教學就是改革以前機械“灌輸式”的教學方法，將理論實際有效結合，以課賽融合的方式，把所教、所學、所做的專業知識和技能通過競賽的方式來調動學生學習的能動性、參與性和競爭性。“四位一體”的設計理念中，最重要的就是選擇教學載體和制定項目任務。因此，在教學開始之初，就參照工業機器人企業的實際生產情境設計具體的項目任務，使學生在“生產”過程中邊學、邊做，在學中賽、在賽中教、在賽中學，形成“教學做賽一體”的“單項技能（初級工）—綜合技能（中級工）—拓展技能（高級工）”遞進式培養。具體設計思路如下圖所示。

四、“四位一體”的實施及效果

“教學做賽四位一體”教學模式主要由五個環節組成：理論講解、創設任務、動手實踐、競技比賽和能力考評。整個教學活動以任務驅動和競賽驅動的方式展開，每個項目通過任務引領，內容由淺入深，由基本技能到專項技能再到綜合技能，階梯漸進實施。在教學實施時采用分組教學，通過小組競技和個人競技相結合的考評方式激勵學生。以ABB IRB 120型工業機器人為載體，對“工業機器人編程與調試”的知識內容進行項目細分，重新構思專業課程，具體實施如下表所示。

隨著“教-學-做-賽四位一體”教學模式的實施，學生學習目標更加明確、學習意愿更加強烈，能夠積極主動地參與課堂學習和實踐操作，學生技能水平和綜合職業能力大幅提高。課余之外鼓勵學生積極參與各級包括校級、省市級和國家性的技能大賽，提高競技能力。在政策鼓勵下，學生也愿意向各類技能賽靠攏，并在工業機器人相關比賽中成績斐然。自2012年以來，在各級技能競賽中累計獲得省級以上獎項14人次，其中國家級獎項6人次，省級獎項8人次。由于教學成效顯著，相關企業爭先到學校與畢業生簽約，學生就業后也獲得了接收單位的普遍好評。

五、結束語

“教-學-做-賽四位一體”教學理念將理論與實踐相結合，以課賽融合的方式，把所教、所學、所做的專業知識和技能通過競賽的方式來調動學生學習的能動性、參與性和競爭性。這種模式解決了理論和實踐互相獨立的狀況以及“教學做”一體化不足的問題，同時，教師的授課模式也進一步得到了豐富，但對教師業務水平的拓展和課程團隊的建設也提出了更高的要求。

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編輯 陳鮮艷