基于項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動的中職工業(yè)機器人技術(shù)教學(xué)中的探索

李悅

[摘 要]中等職業(yè)學(xué)校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。為了能更好地幫助學(xué)生提升自身能力，就需要教師深入研究教學(xué)策略，用更好的教學(xué)理念、更恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段有效地開展教學(xué)工作，最大限度地幫助學(xué)生，使學(xué)生得到更加全面的培養(yǎng)，收獲更加熟練的技能。現(xiàn)基于項目引領(lǐng)，探討適合中職工業(yè)機器人這門學(xué)科的教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)策略及教學(xué)手段。

[關(guān)鍵詞]項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動;中等職業(yè)學(xué)校;工業(yè)機器人技術(shù)

工業(yè)機器人是由綜合電子工程技術(shù)、自動化控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息傳感技術(shù)等多學(xué)科組成的高新技術(shù)，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標(biāo)志。在中國制造2025大背景下，工業(yè)機器人得以廣泛應(yīng)用，工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展更是日新月異。為了更好地服務(wù)經(jīng)濟，職業(yè)院校培養(yǎng)技術(shù)人才迫在眉睫。

一、有效結(jié)合CDIO工程教育理念和模式

CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作，提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)、全面的實施指導(dǎo)以及實施檢驗等，這種理念與模式很適合中等職業(yè)學(xué)校：

1.強調(diào)“做中學(xué)”，通過項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動，使學(xué)生在實踐中獲得真知。

2.通過集成化教學(xué)使學(xué)生獲得專業(yè)知識的同時收獲自身能力和團隊合作能力等多方面的提升。

3.建立并探索多學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)，使專業(yè)目標(biāo)得到多門課程的共同支持。

二、項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法

陶行知先生“教學(xué)做合一”的教學(xué)理念為“項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)方法提供了理論依據(jù)，通過分析工業(yè)機器人的典型工作任務(wù)，將教學(xué)內(nèi)容有機整合，實現(xiàn)項目引領(lǐng)。根據(jù)項目給定的引導(dǎo)性問題，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，以任務(wù)驅(qū)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)，自主提出解決方案并通過工業(yè)機器人在線示教編程進(jìn)行實操驗證。

三、虛擬仿真教學(xué)法

建立虛擬仿真實訓(xùn)室，在工業(yè)機器人實訓(xùn)設(shè)備不足的情況下，可以通過虛擬實訓(xùn)平臺，解決教學(xué)資源不足的窘境，同時可以滿足學(xué)生課后練習(xí)拓展的需求，使學(xué)生掌握工業(yè)機器人應(yīng)用編程與調(diào)試。

四、探索校企合作

隨著工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和調(diào)整，要求專業(yè)人才能具備更全面的綜合職業(yè)能力，特別是在對機器人專業(yè)的人才培養(yǎng)時，中等職業(yè)學(xué)校應(yīng)探索工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，順利推進(jìn)校企合作的深度融合。使學(xué)生在校內(nèi)接受系統(tǒng)的知識體系學(xué)習(xí)，在校外接受有針對性的實踐操作訓(xùn)練，最終實現(xiàn)校企無縫對接，使受教育者能真正將理論知識應(yīng)用于生產(chǎn)。

接下來，以工業(yè)機器人技術(shù)課程中“管與板的焊接”項目為例，談?wù)剬Α绊椖恳I(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動”教學(xué)法的實踐與反思。

（一）溫故知新，引入任務(wù)

1.如何新建基坐標(biāo)系？

2.什么是點到點移動（PTP）？

3.什么是線性移動（LIN）？

任務(wù)描述：

完成如圖管與板的焊接

（二）學(xué)習(xí)知識，化解任務(wù)

圓周運動的定義：圓周運動是指機器人沿圓形軌跡以定義的速度將TCP移動至目標(biāo)點，圓形軌道是通過起點、輔助點和目標(biāo)點定義的。

起始點：是上一條運動指令以精確定位方式抵達(dá)的目標(biāo)點。

輔助點：是圓周所經(jīng)歷的中間點。

目標(biāo)點：是圓弧軌跡的結(jié)束點。

子任務(wù)一：完成一段圓弧軌跡的示教編程。

子任務(wù)二：完成一個完整圓周軌跡的示教編程。

子任務(wù)三選做：完成如圖軌跡的示教編程。

（三）引導(dǎo)探究，實施任務(wù)

創(chuàng)建CIRC運動的操作步驟：

1.將TCP移向應(yīng)被示教為目標(biāo)點的位置。

2.將光標(biāo)置于其后應(yīng)添加運動指令的那一行中。

3.選擇菜單序列指令> 運動> CIRC。

圓形輪廓軌跡規(guī)劃

運動路徑：

機器人HOME點->P1（安全點）;

P1（安全點）->P2（輪廓起始點）;

P2（圓弧起始點）->P3（輔助點）->P4（輪廓中間點）;

P4（圓弧起始點）->P5（輔助點）->P6（圓弧終點）;

P6（圓弧終點） -> P7（安全點）;

P7（安全點）->機器人HOME點。

（四）概括、評價任務(wù)

1.圓周運動的定義

2.創(chuàng)建圓周運動的操作方法

項目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法實施的關(guān)鍵在于項目的設(shè)計和任務(wù)的分解，而其真正的價值則應(yīng)體現(xiàn)在學(xué)生探究任務(wù)和實踐任務(wù)的過程中，從而實現(xiàn)以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)、以探究為方法、以應(yīng)用為目的的教學(xué)理念。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙志群.職業(yè)教育工學(xué)結(jié)合—一體化課程開發(fā)指南[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[2]邵澤強.機電一體化概論[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[作者單位]

吉林機械工業(yè)學(xué)校

（編輯：溫子超）