德國行動導向?qū)W習在中職工業(yè)機器人教學中的應用實踐

梁惠喜

（佛山市順德區(qū)胡寶星職業(yè)技術(shù)學校，廣東 佛山 528000）

我國的制造業(yè)正處于高速工業(yè)化進程中，如何以高質(zhì)量、低成本、高效率的手段在市場中生存和發(fā)展，已是企業(yè)不容回避的問題，這些問題為工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化提供了難得的機遇，必將在我國改變經(jīng)濟發(fā)展模式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級方面發(fā)揮極其重大的作用。可見，中職學校開設工業(yè)機器人相關的課程是順應時勢的發(fā)展。

1 中職工業(yè)機器人課程開設的培養(yǎng)目標

如果根據(jù)職能劃分，一般的機器人企業(yè)內(nèi)部技師級員工，大概可以分為四個工種，在這四個工種中最符合中職生現(xiàn)狀的是機器人生產(chǎn)線的試產(chǎn)員與操作員。以電熱水壺打磨拋光為例，此類崗位要根據(jù)電熱水壺打磨拋光工藝，對機器人系統(tǒng)進行示教操作或離線編程，并調(diào)整打磨拋光系統(tǒng)各項參數(shù)，使機器人系統(tǒng)能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。然而，由于機器人本身的自動化程度就很高，只要事先輸好程序就能正常運作。如果單從操作一般的機器人而言，普通中職生培訓幾天就能勝任，這類崗位的工資不容樂觀，也不利于學生的職業(yè)發(fā)展。所以我們的培養(yǎng)目標不但懂操作，而且能懂得機器人后續(xù)的保養(yǎng)和調(diào)試安裝。

2 中職工業(yè)機器人課程開設的內(nèi)容

針對先進制造業(yè)生產(chǎn)效率提高的諸多瓶頸問題，機器人得到了廣泛的應用。如在毛坯制造(沖壓、壓力鑄造、鍛造等)、機械加工、熱處理、表面涂覆、裝配、檢測、塑料制品成形、雕刻、點焊、弧焊、切割、搬運、包裝碼垛及倉庫堆垛等作業(yè)中，機器人都已逐步取代了人工作業(yè)。中職學校可以按照自己學校的實際情況設置相關的模塊讓學生進行行動導向?qū)W習。

3 用校企合作的模式豐富工業(yè)機器人的課程內(nèi)容，并使之保持長效發(fā)展的狀態(tài)

校企合作是基于市場和社會需要為目標導向的職業(yè)院校和企業(yè)雙方共同培養(yǎng)人才的一種方式，強調(diào)學校與企業(yè)充分利用對方的優(yōu)勢資源進行多方位的合作，以保證人才培養(yǎng)的規(guī)格和質(zhì)量，其核心是產(chǎn)學合作、工學結(jié)合。將企業(yè)引進學校后，也就是將企業(yè)的一部分生產(chǎn)線建在校園內(nèi)，就可以在校內(nèi)實行的“理論學習”和“頂崗實訓”相結(jié)合的辦學模式。這種模式不但豐富了工業(yè)機器人在學校的課程內(nèi)容，而且可以為企業(yè)輸送一批人才，為學生的職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎。

4 中職工業(yè)機器人教學的困境及對策

4.1 中職工業(yè)機器人教學的困境

（1）為避免教學設備損壞，教師實施單一的教學模式。“機器人是較為復雜的機電一體化設備，集機械設計、伺服控制、軌跡規(guī)劃、控制算法、傳感器技術(shù)等于一身。”由于教學設備容易損壞，更換的價格比較昂貴，維修保養(yǎng)也不方便，造成老師往往要求學生按照指定的步驟進行操作，無形中制約了學生探究能力的培養(yǎng)，大大降低了學習效果。

（2）缺乏分層次的基本功訓練。中職學生基礎是參差不齊的，做得快的學生在實訓的任務完成后無所事事，難以保證教學秩序的正常運行。在工業(yè)機器人操作的實訓中，教學秩序最好的莫過于剛開始實訓時，因為這時每個學生都有任務，都在埋頭苦干做自己的事情。但帶過實訓的老師都知道，同一個實訓模塊，有些學生一節(jié)課可以完成，有些學生卻需要兩節(jié)課，更甚的是三節(jié)課。基礎好做得快的同學變得無所事事，要么和同學說話，要么睡覺，更甚的跑到其他工位和同學嬉戲。可能有人會說，讓他去輔導其他基礎差的同學就可以解決啦。理想的想法是好的，但事實是這些同學在輔導同學的時候只是教他們基本的操作指令，輔導完一個后或者輔導一半后就會厭倦了。

（3）學生體驗成功的機會不多。“讓所有的學生都有操作工業(yè)機器人的機會，開玩笑吧？萬一不懂如何操作的學生損壞了工件，必定受到學校領導嚴厲的責備！”這是很多帶實訓老師的心聲，所以很多老師到了讓學生操作這個環(huán)節(jié)找?guī)讉€學生代表操作一下就草草了事，但這種現(xiàn)象正是最為打擊學生學習的積極性。可知學生畢業(yè)后大多數(shù)會到企業(yè)一線，真刀真槍地干事，沒有平時扎實的訓練，沒有過硬的基本功，根本無法適應將來的工作，也不可能成為一名合格的員工。

4.2 面對困境的對策研究——運用德國行動導向教學法

行動導向教與學的方式和評價機制，有效地培養(yǎng)了學生自主學習的能力，提高學生的綜合技能，學生可以能動地、獨立地獲得完整的、職業(yè)性的行動任務所需要的能力，它非常講究學生計劃的制定，這樣不但保證操作的精確度，而且大大減少工件的損壞。我們把工業(yè)機器人的課程按開設內(nèi)容建立模塊，每個模塊教學都是按行動導向教學法的設定的框架開展。下面以搬運碼垛為例子闡述行動導向教學法的優(yōu)點。

項目名稱：搬運碼垛

（1）任務說明。教師根據(jù)項目資料向?qū)W生介紹該項目，并向?qū)W生介紹以行動為導向的項目工作方法：①工作站工作過程說明；②紙箱定位調(diào)整裝配說明；③垛箱輸出傳送線說明；④電氣系統(tǒng)說明。

（2）零件清單。教師根據(jù)任務說明讓學生列舉零件清單，明確該項目所需要的零件（表1）。

表1

（3）圖紙（圖1）。教師提供項目的圖紙讓學生對操作的要求更清晰更直觀。

（4）能力模塊。為了成功完成這個項目，有必要激發(fā)學生自學配套材料，并在最初予以引導。讓學生回答本項目的引導問題所需要的信息，可以在以下媒介中找到互動式學習軟件和專業(yè)書籍。

（5）引導問題。教師根據(jù)項目所需要的知識點設置一定的問題并引導學生自行找出解決問題的方法：①在正式操作碼垛機之前，操作人員必需對設備進行初步檢測，主要檢查的是什么。②在檢測完碼垛機以及周圍的工作環(huán)境之后，為什么要檢查一下油箱。③為什么正式啟動碼垛機之前，一定要檢測所需求搬運、碼垛的箱包方向是否與碼垛機本身的方向一致？④如果在操作過程中遇到一些緊急情況，一定要第一時間關掉什么？⑤碼垛機器人不同區(qū)域上都有各自的開關，它們分別在哪個位置？

表2

圖1

（5）工作計劃（表2）。教師盡可能讓學生自主填寫工作計劃，重點了解學生對工作設備、機器、工具、材料所做的計劃。

（6）文件編制：①簡述你在實施本項目時的工作方法。②在加工本項目時，你可以獲得哪些新的知識?③在下次類似的任務時，你應當作哪些改進？④如果你的一個同學要重復和繼續(xù)你所進行的工作，他需要哪些信息？

（7）檢查和評分表（表3）。教師應在學生的工作計劃、工作實施、工作質(zhì)量以及在整個工作流程期間使用的工作方法進行評分。

表3

5 結(jié)語

目前，我國制造業(yè)普遍需要技術(shù)和設備升級改造，以增強競爭力，提高經(jīng)濟效益。社會的形勢促使我國工業(yè)機器人的應用市場日趨成熟，為工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化提供了難得的機遇，必將在我國改變經(jīng)濟發(fā)展模式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級方面發(fā)揮極其重大的作用。學校開設機器人專業(yè)課程是符合社會發(fā)展的規(guī)律，也必將造就學校、企業(yè)、學生三贏的結(jié)果。