基于OBE理念的工業(yè)機器人機械維護(hù)課程改革研究

摘要：基于OBE教育理念，以《工業(yè)機器人機械維護(hù)》為對象進(jìn)行課程改革研究。從學(xué)生的學(xué)習(xí)成果出發(fā)反向設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行教學(xué)方式、考核評價的改革。實踐表明，以學(xué)生為中心的教育理念能有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才。

Abstract： Based on the educational concept of OBE， the curriculum reform of Industrial Robot machinery Maintenance was studied. Based on the students' learning results， the teaching contents are designed in reverse， and the teaching methods， assessment and evaluation are reformed. Practice shows that the student-centered education concept can effectively improve the quality of classroom teaching and cultivate application-oriented talents.

關(guān)鍵詞：OBE;工業(yè)機器人;機械維護(hù);教學(xué)改革

Key words： OBE;industrial robot;maintenance of industrial;educational reform

中圖分類號：G712;TP242-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）23-0232-02

0? 引言

統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)：2020年1-5月我國工業(yè)機器人產(chǎn)量為72619套，同比增長6.7%，銷售額增速明顯快于全球市場。有關(guān)資料顯示2019年，我國機器人市場大概需要7.13萬高職機器人專業(yè)應(yīng)用型人才，而高職院校培養(yǎng)的機器人及其相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生才5.23萬人，供求關(guān)系矛盾并沒有得到初步解決。巨大的機器人市場對應(yīng)的是工業(yè)機器人應(yīng)用型人才的緊缺。 “中國制造2025”發(fā)布以后，高職院校面對廣闊的就業(yè)前景，工業(yè)機器人專業(yè)開設(shè)增長較快，到2020年全國已經(jīng)有458所高職院校開設(shè)機器人專業(yè)，為我國的智能制造提供高端人才支撐[1]。我校于2015年開設(shè)工業(yè)機器人專業(yè)，同時與KUKA機器人有限公司校企合作，共建工業(yè)機器人實訓(xùn)基地、合作成立“庫卡機器人江蘇應(yīng)用與培訓(xùn)中心”。《工業(yè)機器人機械維護(hù)》是我校工業(yè)機器人專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，是培養(yǎng)學(xué)生掌握工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)，熟練拆裝工業(yè)機器人進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的必修課程之一。

OBE理念起源于美國，作為當(dāng)前教育改革的主流理念，已經(jīng)被越來越多的高職院校應(yīng)用于其專業(yè)課程改革中，以提高教育教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向是成果導(dǎo)向教育的核心所在，核心是“以學(xué)生為中心”，學(xué)生“學(xué)到了什么”是教學(xué)模式實施的重點，強調(diào)學(xué)生在課程中學(xué)到了什么，重視學(xué)生的個性化發(fā)展，促使學(xué)生成才的多樣化。以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果反向設(shè)計課程體系，并分階段對成果進(jìn)行評價，努力促使學(xué)生成功學(xué)習(xí)。我國的成果導(dǎo)向教育教學(xué)改革始于臺灣。基于OBE理念的的教學(xué)改革不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展的綜合能力，而且能夠推動學(xué)生和學(xué)校、老師的共同發(fā)展。

1? 《工業(yè)機器人機械維護(hù)》課程的學(xué)習(xí)成果

聚焦“OBE”理念進(jìn)行課程改革，我們首先要搞清楚學(xué)生從這門課程中學(xué)到了什么。定義學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，是實施OBE成敗的關(guān)鍵，直接影響后續(xù)各種教學(xué)活動環(huán)節(jié)的質(zhì)量。基于我校工業(yè)機器人專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，并結(jié)合本課程在專業(yè)知識體系中的地位、能力指標(biāo)中對應(yīng)的能力，確定本門課程學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

①知識：學(xué)生能描述工業(yè)機器人的定義、特征、基本結(jié)構(gòu)和功能，解釋工業(yè)機器人的相關(guān)術(shù)語及其含義;能描述工業(yè)機器人的運動軸、坐標(biāo)系及其作用，工業(yè)機器人的安全操作規(guī)程，熟悉示教器的按鍵及使用功能，能使用smartPAD手動操作KUKA機器人;能夠描述工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu)及各部分的功能，掌握工業(yè)機器人的運動控制;能描述工業(yè)機器人常見減速器的工作原理及應(yīng)用場合;能描述工業(yè)機器人的拆裝步驟和注意事項;能描述工業(yè)機器人的保養(yǎng)內(nèi)容與方法。

②技能：學(xué)生能正確操作工業(yè)機器人進(jìn)行各種運動，深刻認(rèn)識工業(yè)機器人的機械結(jié)構(gòu);熟練的進(jìn)行工業(yè)機器人重點零部件的拆裝操作，獲得較強的動手能力;能精確的進(jìn)行工業(yè)機器人的保養(yǎng)，提高分析和解決實際問題的能力。

③素養(yǎng)：將產(chǎn)出指標(biāo)貫穿在課程知識中，能夠增強學(xué)生的成功獲得感，通過不斷取得成就來認(rèn)知自我、修正自我、激發(fā)自我，提升自信[2]。培養(yǎng)學(xué)生積極主動、善于研究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，形成細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的職業(yè)態(tài)度，養(yǎng)成團(tuán)隊合作意識和勇于創(chuàng)新的工作習(xí)慣。

2? 課程內(nèi)容的改革

《工業(yè)機器人機械維護(hù)》這門課程內(nèi)容包括機器人的基本組成、機械結(jié)構(gòu)、機器人的運動及維護(hù)保養(yǎng)等知識點，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果反向設(shè)計教學(xué)內(nèi)容，同時遵循“理論實踐一體化”的理念，通過對真實工作項目和任務(wù)的提煉，本學(xué)習(xí)領(lǐng)域共設(shè)3個學(xué)習(xí)情境：認(rèn)識工業(yè)機器人，操作工業(yè)機器人和拆裝與保養(yǎng)工業(yè)機器人，每個情境又細(xì)分為若干個小任務(wù)，情境的設(shè)置由易到難，由簡單到復(fù)雜，層層推進(jìn)，如表1所示。學(xué)生通過3個情境的學(xué)習(xí)，循序漸進(jìn)地獲得知識和技能，達(dá)到最初的培養(yǎng)目標(biāo)。在整個人才培養(yǎng)過程中，始終堅持以實踐技能的形成和提高為主線，組織各項教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動。教學(xué)活動都在“教學(xué)做一體化”教室和實訓(xùn)室進(jìn)行，并將實踐操作納入到評價體系當(dāng)中，加強對工業(yè)機器人專業(yè)的技能訓(xùn)練。

3? 教學(xué)方式的改革

OBE理念一直強調(diào)教學(xué)活動要以學(xué)生為中心，因此教師需要轉(zhuǎn)變以往的教學(xué)模式，僅僅傳授書本知識是不能讓學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)成果，工業(yè)機器人專業(yè)培養(yǎng)的是應(yīng)用型技術(shù)人才，注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，“如何學(xué)”是教師思考教學(xué)方法的唯一議題。課程實施是專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和核心能力能夠?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)。以學(xué)生的學(xué)習(xí)、成長為中心，以實踐能力的培養(yǎng)為主線，采用各種教學(xué)手段，層層推進(jìn)，才能引領(lǐng)學(xué)生獲得更多的能力。

教學(xué)設(shè)計中，我們將2名學(xué)生分為一小組，以小組合作的學(xué)習(xí)形式為基準(zhǔn)，主要采用以下的教學(xué)方式：

案例分析法：為便于學(xué)生理解工業(yè)機器人的定義、工業(yè)機器人運動控制等內(nèi)容，加深常見技術(shù)指標(biāo)、工業(yè)機器人的系統(tǒng)組成等知識的掌握，以典型的工業(yè)機器人為案例進(jìn)行課程導(dǎo)入。小組討論時也可以案例作為參考，進(jìn)行工作任務(wù)拓展，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

任務(wù)驅(qū)動法：通過給予不同工作任務(wù)，以學(xué)生為主體完成工業(yè)機器人的認(rèn)知、操作、拆裝與保養(yǎng)，學(xué)生任務(wù)的完成過程，就是學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題，老師通過引導(dǎo)，講授幫助學(xué)生解決問題的過程，“做中學(xué)，學(xué)中做”，通過任務(wù)完成的各個環(huán)節(jié)，強化學(xué)生對工業(yè)機器人機械維護(hù)的技能。

混合教學(xué)法：除了現(xiàn)場教學(xué)，老師分別在“金課坊”和SPOC課程平臺建立了《工業(yè)機器人機械維護(hù)》在線開放課程，課前學(xué)生可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，掌握知識重點，老師進(jìn)行過程監(jiān)控管理;課后復(fù)習(xí)任務(wù)及資源庫中的案例，也有助于學(xué)生課后拓展學(xué)習(xí)，鞏固課堂學(xué)習(xí)成果。線上的學(xué)習(xí)成績都列入學(xué)生的考核中，進(jìn)一步增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，自主學(xué)習(xí)的主動性。

分組教學(xué)法：整個班級教學(xué)以2人一組，每個項目結(jié)束后，要求每個小組在分析歸納總結(jié)項目學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，制作PPT作業(yè)進(jìn)行全班匯報，其他同學(xué)和老師共同提問，小組成員回答問題，最后教師點評，分組教學(xué)的模式培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作能力[3]。

4? 考核方式的改革

考核不是目的，也不是學(xué)習(xí)的終點，是貫穿于整個教學(xué)活動，并將考核結(jié)果反饋于教學(xué)實施過程，從而激發(fā)學(xué)生最高表現(xiàn)的一種評價方式。多元化的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法決定了考核方式的多樣化。本課程以工業(yè)機器人機械維護(hù)為主線，建立考核體系，以平時過程性考核為主、期末終結(jié)性考試為輔。平時過程性考核由課前線上自主學(xué)習(xí)情況、課中考勤及任務(wù)完成情況、課后拓展完成情況組成。其中，平時過程性考核分值比例占80%;期末終結(jié)性考核的形式為理論考試，其分值比例占20%，如表2所示。這樣的考核方式注重綜合評價如學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，項目任務(wù)實施中自我能力與團(tuán)隊合作的精神等和個體差異如拓展部分，最終的結(jié)果能夠體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力。同時，基于平時的過程性考核，每一個任務(wù)結(jié)束后都對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行檢驗，通過結(jié)果及時了解學(xué)生在項目學(xué)習(xí)中的問題，查漏補缺，調(diào)整教學(xué)策略，一方面增強學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，另一方面又能持續(xù)改進(jìn)和提高教學(xué)質(zhì)量。

5? 結(jié)束語

高職教育以培養(yǎng)高端應(yīng)用型人才為己任，然而全球產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展意味著高職教育不能一成不變，迫切需要進(jìn)行課程改革以適應(yīng)未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律。以O(shè)BE理念為導(dǎo)向進(jìn)行《工業(yè)機器人機械維護(hù)》課程開發(fā)，將學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，課程內(nèi)容、教學(xué)方式和評價模式都圍繞學(xué)生學(xué)到了什么來實施。實踐表明，這樣創(chuàng)新的教育理念，學(xué)生能夠全面發(fā)展，獲取專業(yè)知識的同時，自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊合作精神、職業(yè)技能、職業(yè)精神都有了很大的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慧，馬文靜.高職院校開設(shè)工業(yè)機器人專業(yè)的思考[J].江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2017（2）：93-95.

[2]向誠.基于OBE的傳感器與檢測技術(shù)教學(xué)改革[J].科技視界，2019（03）：41-42.

[3]馬文靜，張慧.基于OBE理念的《工業(yè)機器人操作與編程》教學(xué)改革研究[J].內(nèi)燃機與配件，2020（11）：282-283.