基于理實一體化的課程建設與研究

李惠強

（遼寧軌道交通職業學院，遼寧 沈陽 110023）

0 引言

隨著工業4.0概念的提出和“中國制造2025”戰略的實施，工業機器人的應用在各行各業掀起了一股浪潮，越來越多的職業院校開設了工業機器人相關課程[1]。同時現代信息化技術不斷發展和進步，高職院校教師授課方法和途徑發生變化，建設開發高質量的教學資源對于高職人才培養具有十分重要的現實意義。作為一門新興專業，在現代職業教育思想和教育技術的巨大變革影響下，工業機器人技術專業更要注重課程教學資源的開發，以應對學生個性化和未來市場的需要[2]。教學資源是為教學的有效開展提供的各種可被利用的素材和條件，通常包括文獻資料、視頻資料、圖片、案例、課件、程序等，教學資源可以理解為一切可以利用于教育、教學的物質條件、自然條件、社會條件以及媒體條件，是教學材料與信息的來源。建設教學資源庫是為了整合優秀的教學資源，從而實現資源的共享，達到提高教學質量的根本目的。針對工業機器人專業辦學時間短，教學資源缺乏，“教、學、做”一體化實施困難等問題，本文以“工業機器人編程”課程為研究對象，探討教學資源的設計過程和應用方法，開發建設與之相匹配的教學資源[3]。

1 課程概況

“工業機器人編程”是工業機器人技術專業的專業核心課程，旨在使學生掌握工業機器人操作和運行所需的專業知識和基本技能，并為提高學生的全面素質及增強適應現代工業機器人的運行和維護打下良好的基礎。通過理論學習和實訓操作獲取工業機器人典型工作方式的專業知識和操作方案，實現能夠熟練操作工業機器人完成典型工作任務的專業水平，培養學生具備工業機器人操作、調試和系統集成的能力，是工業機器人技術專業培養目標中的核心能力。

2 教學資源開發

2.1 以“成果為導向”

以“成果導向”作為開發理念[4]，課程資源建設使課程資源建設基于“產出”而非“輸入”，焦點放在學生“學到了什么”，而不是學校、教師“教了什么”；使課程設計回歸學生課

程結束后能“帶走”的實際能力，而不是具體的課程要求；強調圍繞學生的學習任務、專業能力、職業范圍開展教學活動，重視培養學生適應未來、適應社會的綜合能力。在教學資源建設過程中，教師以達成學習成果為中心，以服務為宗旨，以就業為導向，把培養學生的動手能力、實踐能力和可持續發展能力放在突出地位，促進學生技能的培養。

2.2 教學設計開發

教學設計與教學資源的開發和利用應該是相輔相成的。教師應圍繞課程教學目標，充分利用已有的課程大綱、教材、實訓設備等教學資源，合理地進行教學設計。同時，在教學設計的指導下進行教學資源開發，讓教學資源貫穿教學的全過程，體現教與學的過程的統一，實現教學資源的科學、有效利用，并為學習者的自主學習提供幫助。

課程內容中主要包含了工業機器人應用技術概述、工業機器人組成及工作原理、示教器界面及基本功能介紹、工業機器人手動操作、工業機器人坐標系統、搬運、碼垛工作的方案設計及操作、模型上下料及成品裝配的方案設計及操作等教學內容，較為準確地把握了本課程的核心教學目標，突出了實踐性、活動性，對學生學習本課程能夠產生積極的影響。

2.3 教學資源開發

教學資源的開發應符合專業人才培養目標和課程標準，適應教學內容和教學實施的要求，緊密結合學科、專業的調整，實時進行教材、文獻資料資源、視頻影像資源、網絡資源等資源的更新，保證教學資源的實踐性與前沿性。

2.3.1 教學軟件的開發與使用

“工業機器人編程”核心內容為工業機器人的編程操作和運行，由于工業機器人動量與扭矩極大，零基礎的學生操作具有一定危險性，因此除在實訓室進行工業機器人編程實操外，還應當配合離線編程軟件與工業機器人教學軟件的使用，其中離線編程軟件選用ABB機器人的RobotStudio軟件（見圖1），根據企業應用需求與工業機器人典型工作方式，實時開發相應的工業機器人工作站模型，以供學生先行熟悉工業機器人的操作方法與工作方式；機器人教學軟件使用與企業合作開發的工業機器人虛擬教學資源管理系統，包含工業機器人基礎教學、工業機器人實訓系統與工業機器人拆裝系統3個模塊，涵蓋不同機器人典型工作方式Flash動畫，及可實時操作的動態模型，幫助學生更加直觀地了解機器人內外機構及操作方法（見圖2）。

圖1 RobotStudio軟件

圖2 機器人教學軟件

2.3.2 文獻資料資源

文獻資料資源的開發主要包含課程標準、授課計劃、課件、行業標準及機器人操作手冊等內容，如《工業機器人裝調維修工》職業技能標準、《工業機器人操作調整工》職業技能標準等，除此之外，還應實時更新市場上主流機器人的產品手冊、技術參數等內容，方便師生查閱和參考，了解工業機器人的發展動態與技術水平。

2.3.3 視頻影像資源

工業機器人的編程操作較為復雜，要使學生短時間理解掌握機器人的各種操作方法與編程技巧，僅僅依靠課件與書本靜態的講解是很難取得良好效果的，同時由于機器人的工作環境和工作方式復雜多變，學生受到教學資源的限制，無法現場實施或了解不同機器人和機器人在不同工作站下的工作方式，那么包含機器人在不同領域、不同工作站場景的編程操作視頻影像資源就可以很好地作為教學的補充，使學生更為直觀地了解到不同品牌的機器人在不同工作場景下的工作方式與操作方法，如“理論講解+動畫演示+實操視頻”等形式。

2.3.4 網絡資源

目前，工業機器人領域發展迅猛，新品牌、新型號、新結構的機器人不斷涌現，應當充分利用網絡資源更新速度快的優點，為學習者提供穩定可靠的學習途徑，建立安全、可靠兼具前沿性的網絡檢索庫，如機器人專業論壇、機器人教學網站、機器人網絡資源庫等。

“職業教育只有適應市場、企業和社會的需求，全面提高教育教學質量，促進勞動者就業和再就業，才有旺盛的生命力”。職業教育是培養職業技能型人才的教育，是以就業為目標的教育。通過具有針對性的課程建設、教學設計、教學資源的開發，進而推動高等職業院校課程的整體建設，促進與高職教育特點相適應的教學理念、教學方式，激發學生自主學習的意識，培養團隊協作意識與動手實踐能力。“工業機器人編程”課程教學資源的開發日益受到師生的青睞，從專業培養目標企業市場需求，對教學資源進行有針對性的梳理，建設開發內容豐富、設計合理的高質量教學資源，不僅可以積極促進課堂教學的實施，也為學生的自主學習提供了便利的條件，不斷縮小學校育人與企業用人間的距離。