高職院校機器人專業網狀項目教學法研究

李 鐵

(洛陽職業技術學院 機電工程學院，河南 洛陽 471000)

按照“校廠一體、工學結合，產學合一”的理念對高職院校工業機器人應用專業校企合作的項目教學法進行研究，提出“網狀項目教學法”，為區域內培養出急需的工業機器人專業相關人才[1-4]。

1 構建“網狀項目教學法”豎線

根據現有學生心理特點和校企融合合作一體化培養模式，以企業需求和崗位需求為主導，結合學生心理特點，運用項目教學法內涵，改革理論教學與實踐教學，將理論教學同實踐教學有機融合。依托企業專業技術實力、企業生產工藝特點、產品技術特點，提出“網狀項目教學法”，將理論課和實踐課之間的界線模糊化，將課堂和工廠、實習車間之間的界線模糊化，促進理論教學和實踐教學有機融合，促成理論實踐一體教學的進一步開展。根據企業對機器人專業實踐型人才的需求分析，針對傳統的教學規律和經驗，按照企業對機器人專業實踐型人才的機械專業基礎知識、機電專業基礎知識、機器人操作基礎知識的需求，分別篩選出一門核心課程。

該課程具有一定的綜合性的知識體系，即要完成該課程的學習必須對該專業方向的所有基礎知識都有一定的涵蓋。如果把該核心課程比作樹干，該課程所需的其他專業基礎知識就可以比作樹杈和樹枝，通過樹干向上逐個項目逐級提高任務難度，對主干課和輔助課程的要求也逐步提高，漸次綜合完成各門專業基礎課程的學習，網狀項目教學法流程如圖1所示。

圖1 網狀項目教學法流程圖Fig.1 Flow chart of reticulation project teaching method

該課程的綜合性決定了在課程項目教學改革的過程中，很容易通過推進實施該課程項目，綜合性地學習和掌握其他相關專業知識。在課程項目設計實施過程中，由于核心課程設計出了若干個由易到難的項目任務，教學中除了需要掌握核心課程的知識外，還需要展開其他相關課程知識的教學，由核心課程教師分析列出每個項目具體內容，再由相關專業課教師針對該項目目標要求進行教學指導。

中期根據企業對機器人專業實踐型人才的需求分析，根據傳統的教學規律和經驗，根據企業對機器人實踐型人才在機器人應用操作、生產工藝編制、產品設計開發等綜合能力知識方面的需求，完善總體項目設計，改革課程設置，打磨核心課程項目的內容，精修樹杈，精選核心課程主要知識點和輔助課知識點，將核心課程知識點和其他相關專業基礎課程知識點有機融合在各個項目中，按照企業崗位操作要求、生產工藝特點、產品開發設計的生產流程設置項目，根據企業的技能需求、崗位需求，按照從崗位操作到生產工藝、從生產工藝到產品設計的階梯式方法安排實踐教學。

結合合作企業的專業技術實力、生產特點、產品特點，細化提升“網狀項目教學法”總體項目設計，深層次調整課程設置，精心打磨核心課程項目的知識點及每一個知識點的展現形式和教學方法，精修樹杈，將每個核心課程的項目知識點同企業產品生產的每個工序有機結合起來，把理論知識和實踐技能統一在項目內容中，把學生的課堂學習知識和企業崗位需求無縫融合在項目內容中。在項目學習的同時完成對企業產品知識、崗位操作要求、生產工藝編制和產品設計開發的學習，做到核心課程項目有企業針對性，具有可生產性，使學生在校學到的知識和能力同企業現實生產緊密結合，走出課堂即可進入工廠。軟硬結合，將“網狀項目教學法”中的任務同實踐教學、工廠生產融合，學生在完成理論學習后，在實踐教學中將項目中的任務進行實際加工操作，理論實踐得以雙向反饋，查漏補缺，使任務更切合企業實際，更便于教學實施。

通過調研，掌握教學規律，針對企業對機械基礎知識和機電基礎知識的需求，設立三門核心課程。選定機械制圖課程作為機械專業基礎知識核心課程，作為樹干，串聯起機械制圖課程中需要的公差配合知識、金屬材料學知識、機械制造基礎知識、機械設計知識，將這些課程作為樹杈；選定機床電氣控制作為機電專業基礎知識核心課程，作為樹干，串聯起電工電子知識、單片機知識、PLC知識、電力拖動知識、通信知識等課程，將這些課程作為樹杈；選定工業機器人操作與編程作為機器人操作基礎知識核心課程，作為樹干，串聯起綜合生產、機電維修、設備維護、操作編程等知識，將這些課程與實踐作為樹杈。有目的地設置核心課程項目任務，融合主干課程和樹杈課程的相關知識點，主次結合、深淺相補，完成對各門課程、各項知識及技能的深入綜合學習。

2 構建“網狀項目教學法”橫線

針對企業對機械基礎知識、機電基礎知識、機器人實踐與操作的需求，按照企業對機器人實踐型人才崗位操作要求、生產工藝特點、產品開發設計等基礎知識的需求，結合合作企業的專業技術實力、企業生產特點、產品工藝特點等，設置“網狀項目教學法”的橫線，通過項目教學法長短橫線課程將前述設計的“網狀項目教學法”中的豎線連接起來，交織成網。將各個主干課程的項目通過縱線課程有機聯系起來，短橫線綜合兩兩豎線之間的課程項目，長橫線貫穿三個豎線課程，同時結合工廠生產實際，盡量以實習合作企業的生產產品作為主要橫線課程項目，并連起豎線課程。

總共設置兩個短橫線課程和一個長橫線課程，課程都以課程設計加實踐加工的方式呈現，通過課程設計過程對相關豎線的理論知識進行交融，通過設計后的實踐加工將理論知識同加工實踐有機融合，將豎線項目中學生的理論知識學習和實踐能力融合起來，使學生真實體會到理論知識對實踐技能的指導作用和實踐技能是理論知識的最終體現，反過來理論知識又是實踐操作的最終升華，通過“網狀項目教學法”的實施，提升學生理論與實踐綜合能力。

將電氣產品設計作為短橫線之一，通過電氣產品設計及產品加工，將機械制圖知識、公差配合知識、金屬材料學知識、機械制造基礎知識、機械設計知識、電工電子知識、單片機知識、PLC知識、電力拖動知識、通信知識等交織在一起，同時電氣產品以企業生產中的部件為主，有機結合了機械基礎知識、機電基礎知識和企業生產實際，按照企業的工藝規程、設計規程、加工操作要求等嚴格要求學生，提升學生的機電、機械綜合專業實力。

將機器人故障維修課程作為另外一個短橫線，通過機器人故障排查項目的實施，串聯電工電子知識、單片機知識、PLC知識、電力拖動知識、通信知識、維修維護知識、操作編程知識，將主要項目確定為企業實際使用過程中的常見故障項目，通過故障的排查，迅速提升機電基礎知識、機器人基礎知識和復雜問題解決能力，提升學生機器人、機電方向綜合能力。

將工業機器人夾具設計作為連接三個豎線的長橫線，通過夾具項目的設置，機械基礎知識、機電基礎知識、機器人操作基礎知識、崗位操作、生產工藝、產品設計等基礎知識完全融合在一起，設置機器人非標夾具設計項目任務，由企業資深工程師作為項目學習指導教師，以現代學徒制的教學形式負責通體規劃和技術細節指導。通過此項目的實施，將產品設計、液壓與氣動、機械設計、機器人操作、機電控制等知識綜合運用，完成學生從豎線散點知識到橫線綜合能力的提升，從短橫線小范圍綜合能力到專業總體綜合能力的提升，通過長橫線的串聯完成專業綜合素質的升華。

圖2 網狀項目教學法流程圖Fig.2 Flow chart of reticulation project method

3 “網狀項目教學法”實施成效

“網狀項目教學法”豎線和橫線相互交織成網，形成體系化、綜合化的課程培養體系，每個項目即是一個小的綜合體，將項目涉及的知識技能綜合傳授給學生，在主干課程教師的帶領下，在輔助課程教師的穿插指導下，在企業師傅的現場技藝傳授中，提升學生專業綜合能力，改善原來理論實踐“兩張皮”、所學知識點散亂枯燥、所練技能繁瑣無味、所學知識與所用知識無法有機結合的問題。

4 結語

通過學校和企業共同建設工業機器人專業，改革教學手段，建立“網狀項目教學法”，將企業實際同教學融合，將教學場景搬到企業車間里去，實現知識與實踐零距離，保證學生綜合素質提升，畢業生從課堂到企業零距離，進入崗位即具備崗位工作能力，為地區機器人產業輸入優秀的實用型人才，為地區內產業建設、轉型升級、經濟發展提供有力支撐。