關于對中職機器人專業教學的探討

曹魯輝

摘? ?要：機器人專業作為中職學校的新興專業，是智能制造行業里最具有代表性的專業，對于行業發展有著非常重要的意義。本文的主要內容是關于對中職機器人專業教學的探討，以及專業教學所面臨的困境和問題，如何在實踐教學中解決，以及實施的成效等，希望能提升中職專業的教學效果。

關鍵詞：中職;機器人;實踐教學

1? 機器人專業發展的背景及前景

2015年國家提出"中國制造2025"，其中關于智能制造機器人產業明確提出要大力發展機器人產業，2019年，國務院又制定了《國家職業教育改革實施方案》，要加大力度支持職業教育的發展，機器人行業目前在國內蓬勃發展，機器人產業發展潛力巨大 ，未來機器人產業的發展和應用在生產領域可以進一步拓展[ 1 ]。

2? 中職教育機器人專業教學所面臨的困境和問題

目前部分中職學校開設了機器人專業，但是由于是新興專業，在教學中面臨一系列的問題。主要歸納有以下三方面的問題。

2.1? 教師教學方法的問題

作為新專業，許多中職老師會想當然地認為，把其它專業學科的教學方法照搬過來就可以開展教學了。現實教學發現，不能簡單參照其他學科開展教學。這是機器人專業特點決定的。機器人專業集合了機械、機電、PLC等十幾門學科的知識，可以說是典型的機電智能集合體，融合許多控制系統執行系統的知識。如果對于專業定位不清楚，如把應用維護作為專業發展方向還是編程操作作為專業發展方向，往往存在大不同。直接關系到平時的教學計劃和教學方法的不同。如果把本專業定位于培養應用維護機器人方向，那在教學方法上就要著重培養學生的在控制通訊系統如何更好服務于實際項目現場應用工藝上，在理論教學和實踐教學上要重點培養學生在PLC與機器人的通訊上的設計，通訊接口和信號的設置，這些都要最終服務于現場工藝要求，如應用在氣體保護焊和電阻焊就不同，同樣應用在涂膠碼垛和分揀裝配又不一樣。但是如果定位于操作編程，往往更側重于現場編程調試如何滿足于工藝需求，尤其是示教編程和離線編程是當前機器人編程的兩個主要編程方式。示教編程更側重于解決現場問題，離線編程借助編程軟件例如RobotArt，實現對復雜工藝的編程。這些在實際教學中都要慎重研究如何才能更好的開展教學，以實現良好的教學效果。

2.2? 生源基礎的問題

由于歷史和現實原因，中職學生普遍面臨著理論基礎不足，基礎知識面不寬和知識層次不高的問題，所以在集成度比較高的專業，學生往往存在畏難情緒的狀況。這種情況在機器人專業表現的更為明顯。作為典型的機電一體化專業代表，集成度越高也代表著集合的學科知識也是越多，對學習者和教授者都提出更高的要求。但是中職生理論基礎的不足短時間內無法彌補，這也需要教授者更多的智慧。

2.3? 硬件和軟件問題

作為新興專業，機器人集合度高也往往代表著價格偏高，相對于傳統機床等設備，動輒20-50萬不等的價格對于中職學校來說，資金壓力還是比較大，無法足額投資購買足夠的機器人設備。這就造成學生生均設備量較低，中職學生往往動手意愿較強，動手能力不弱，需要更多動手訓練才能更直觀地掌握相應的操作技術。

相對于硬件，軟件同樣不可或缺，特別是離線編程仿真軟件對于學生豐富編程經驗和體驗對于該專業幫助特別大，但是許多學校因為種種原因無法及時配套相關軟件資源，造成學生知識局限于課本理論，無法動手操作和模擬，無法深入掌握和理解本專業的專業技能和知識。

3? 如何解決和應對

3.1? 教師

首先教師要更新教學理念，學習掌握新的有效的教學方法。采用典型工作任務教學或項目教學，以及小組分工或團隊協作等方法，制定符合學生學習習慣的教學計劃。尤其是采用典型工作任務書 的教學形式，最大限度地模擬工廠實際生產環節中的典型工作環節和典型工作任務，讓學生更貼近一線生產環境，更重要的是，通過一系列的典型工作任務使學生綜合專業能力得到極大的提升，專業素養和職業素養也可以得到良好的培養。

其次深入研究該專業在本校的發展方向的定位，只有定位清晰，教學方法才能有針對性。由于中職學生理論基礎薄弱，許多學校更側重培養學生的現場編程操作能力，這樣充分考慮了學生的實際情況，充分發揮了學生動手能力強，避免了理論集成深，學生應對不了的情況[ 2 ]。

3.2? 學生

中職學生理論基礎薄弱，但是動手能力強，作為老師如何激發求知欲望，同時鼓勵學生通過多動手實踐，及時表揚，使學生獲得成就感，是需要教師深入思考和研究的。特別是作為機器人專業，專業起點高，專業集合度高，行業知識復雜，涉及學科門類廣。學生理論知識儲備不足，理解能力有限。教師可通過親自動手示范，現場教學。可以通過教師先做一遍，學生試著模仿操作，然后針對普遍問題集中示范講解，最后學生操作并講解，通過這幾個步驟，步步深入，以達到內化深層次掌握。

3.3? 硬件和軟件問題

主要是實訓設備要切實符合中職實訓教學和工作需要，盡量保證設備的一致性和典型性，同時也是主流設備。如同一品牌KUKA可以10臺左右，有利于開展教學，但是同時兼顧品牌多樣性，考慮項目現場施工實際，不能只局限于一個品牌，拓展學生的認知度。我校采用先期采購10臺庫卡工業機器人，后期購入ABB以及松下等焊接、搬運、打磨專業機器人。在滿足日常教學的同時，給學生提供多品牌的機器人設備，增加學生的操作經驗，從而對學生更快適應行業發展起到良好的助推作用。與此同時，在實際教學中，也要充分用好教學平臺等網絡資源，我校通過購入學徒寶等線上教學和就業平臺，極大地豐富了專業知識，同時通過直觀地講解和動畫現場演示操作，可以使學生身臨其境地體驗專業實操和應用的場景，從而避免局限于理論，淺嘗輒止。當然，實訓設備和線上專業資源需要學校大量的資金投入，各個學校還是要依據各校實際有選擇地投入。

4? 實施效果：該系列措施運用在教學實踐中的效果

通過以上有針對性的專業改革，我校從以下兩個方面獲得了良好的實施效果;教師通過優化教學流程，采用典型工作任務書的教學模式，獲得較好的教學效果[ 3 ]。使日常教學更貼近項目生產實;通過教學理念的革新和教學模式的改變，特別是引入典型工作任務書的模式，讓學生參與模擬工廠生產中來，極大地提升了學生的參與感和責任感，有利于培養學生的職業素養和主體工作者的意識，從而推動學生在興趣和成就感的吸引下主動獲得知識和技能。

5? 反思和總結、改進

我校機器人專業通過以上一系列的改革，把實訓現場教學和線上資源打通，廣泛采用典型工作任務書的模式，推動專業教學實踐，貼近教學實踐，大部分同學獲得了扎實的技能。但是，涉及到部分核心知識技能，由于理論基礎要求高，邏輯思維能力高，部分同學沒有達到預期的效果。

對于部分理論基礎要求的部分，作為教師，我們需要嘗試利用多種形式教學，如采用動畫，或者更貼近學生生活的學習型視頻，幫助理解專業核心概念和編程邏輯。從而提升專業學習的整體實施效果。

參考文獻：

[1]馮宇.珠三角地區工業機器人產業現狀分析與技術路線圖設計[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學， 2010.

[2]鐘秋梅.中職學校校內生產性實訓基地建設策略研究[D]貴陽：貴州師范大學， 2015.

[3]邢琰彬. “會計基本操作”課程的整體設計[J]. 張家口職業技術學院學報， 2011（4）：67-70.