理實(shí)一體化教學(xué)在中職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程中的應(yīng)用研究

李東安

（河池市職業(yè)教育中心學(xué)校，廣西 河池 547000）

隨著智能制造產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)走向自動(dòng)化生產(chǎn)，這與工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展有著密不可分的關(guān)系。估計(jì)到2025年，我國各型企業(yè)中工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才需求量將達(dá)到30萬以上。目前，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人或機(jī)器人方向?qū)I(yè)的職業(yè)院校大約458所，其中廣西地區(qū)高職、本科學(xué)校開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)約有18所，中職學(xué)校約50所。為了適應(yīng)市場人才需求，針對(duì)其工作崗位要求，培養(yǎng)方向的關(guān)注點(diǎn)更多的是放在教學(xué)信息化手段的實(shí)現(xiàn)方面，理實(shí)一體化是在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上整合起來的一種教學(xué)方式，將傳統(tǒng)單一的理論教學(xué)方式改變成為理論與實(shí)際教學(xué)相符合的一種教學(xué)形式，結(jié)合了傳統(tǒng)的面授教學(xué)、現(xiàn)代線上教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)授課等，充分結(jié)合信息化手段的教學(xué)。當(dāng)前該模式在中、高職院校的運(yùn)用非常普遍，用以提升學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程的理論知識(shí)水平與調(diào)試維護(hù)的實(shí)踐操作能力，為以后從事工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域相關(guān)工作奠定基礎(chǔ)。

1 理實(shí)一體化教學(xué)在中職機(jī)器人專業(yè)教學(xué)中的必要性

中等職業(yè)學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)不僅僅要求學(xué)生掌握機(jī)器人專業(yè)方面的理論知識(shí)，更主要是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，讓學(xué)生在實(shí)踐動(dòng)手過程中累積豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)有自己的想法與見解，具備實(shí)際操作能力，完成學(xué)習(xí)。在中職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中運(yùn)用理實(shí)一體化教學(xué)模式將學(xué)生真正培養(yǎng)成為優(yōu)秀的應(yīng)用型人才，有效推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人在當(dāng)前教育領(lǐng)域內(nèi)的研究，深入發(fā)展促進(jìn)實(shí)際運(yùn)用，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有很重要意義。在實(shí)際的教學(xué)過程中，引入現(xiàn)代化教學(xué)理論、培訓(xùn)方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生主體地位，引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手與獨(dú)立思考、學(xué)習(xí)、實(shí)踐，讓學(xué)生在實(shí)際操作過程中學(xué)會(huì)編程、調(diào)試、維護(hù)、保養(yǎng)等，在實(shí)際的操作中，可以檢驗(yàn)學(xué)生的理論知識(shí)掌握情況，教師可以根據(jù)這種情況開展特殊指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)。理實(shí)一體化教學(xué)可以幫助學(xué)生將學(xué)習(xí)的理論知識(shí)完全運(yùn)用在機(jī)器人的實(shí)操中，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力。中職工業(yè)機(jī)器人理實(shí)一體化教學(xué)模式能夠把理論知識(shí)以更直觀的方式展示給學(xué)生，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中可以充分發(fā)揮本身的主觀能動(dòng)性，保證學(xué)生掌握更扎實(shí)的理論知識(shí)，讓學(xué)生可以更好地使用未來的發(fā)展崗位，為社會(huì)輸送更多優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用型人才。

2 理實(shí)一體化教學(xué)模式開展的建議

2.1 多樣化教學(xué)模式

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)的知識(shí)抽象復(fù)雜，更過于專業(yè)性，也因這種復(fù)雜與專業(yè)性特征的存在使得學(xué)生無法全面了解理論知識(shí)要點(diǎn)，甚至還會(huì)打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，降低學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，從而影響工業(yè)機(jī)器人課程的理論知識(shí)教學(xué)質(zhì)量研究。在實(shí)際教學(xué)中，建議專業(yè)教師采取多樣化的教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)，進(jìn)而要求專業(yè)教師在這個(gè)過程中需要充分使用教學(xué)一體機(jī)、移動(dòng)終端設(shè)備、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室設(shè)備等，運(yùn)用視頻展示、微課、機(jī)器人工作站實(shí)訓(xùn)操作教學(xué)等方式，讓學(xué)生能夠充分理解機(jī)器人理論知識(shí)，將機(jī)器人理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，真正了解機(jī)器人專業(yè)課程的魅力。多樣化的教學(xué)模式也更加能吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)注意力，讓學(xué)生始終對(duì)這一門課程保持良好的熱情以及正確的認(rèn)識(shí)，借助現(xiàn)代設(shè)備給學(xué)生講解工業(yè)機(jī)器人的理論知識(shí)，讓學(xué)生參與實(shí)踐學(xué)習(xí)中。

2.2 實(shí)訓(xùn)與虛擬仿真

工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展快速與仿真技術(shù)相結(jié)合，中職學(xué)校在不斷投入對(duì)機(jī)器人專業(yè)重視程度的同時(shí)，投資建設(shè)到了機(jī)器人實(shí)訓(xùn)場所，建設(shè)虛擬仿真基地。在實(shí)際開展工業(yè)機(jī)器人理實(shí)一體化教學(xué)過程中，教師應(yīng)該有效運(yùn)用實(shí)訓(xùn)設(shè)備加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握，通過3D仿真軟件、實(shí)訓(xùn)、課程三者相結(jié)合的混合式教學(xué)進(jìn)行教學(xué)。這種教學(xué)方式不會(huì)讓中職學(xué)生覺得學(xué)習(xí)枯燥乏味，甚至也不會(huì)讓理論知識(shí)生疏，而是學(xué)生能夠掌握工業(yè)機(jī)器人的理論知識(shí)，積累豐富經(jīng)驗(yàn)不斷實(shí)踐，將學(xué)習(xí)過的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際操作中，可以為社會(huì)、行業(yè)發(fā)展培養(yǎng)復(fù)合型人才。

2.3 充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源

中等職業(yè)學(xué)校的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的教學(xué)開展，應(yīng)該充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化資源提升中職學(xué)生的教學(xué)質(zhì)量。在實(shí)際的發(fā)展過程中，我們認(rèn)識(shí)到機(jī)器人時(shí)代真正來臨，人們研究的重點(diǎn)在智能、AI方面，但是，該領(lǐng)域在我國的發(fā)展比較晚，導(dǎo)致我國在工業(yè)機(jī)器人研究方面一直無法取得質(zhì)的飛躍。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生掌握最先進(jìn)的機(jī)器人知識(shí)，而且還可以將先進(jìn)的知識(shí)運(yùn)用在實(shí)際操作中。通過鍛煉學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，讓學(xué)生快速掌握最新的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提升。

2.4 校企合作辦學(xué)

新技術(shù)人才急缺的大環(huán)境下，構(gòu)建能夠在工業(yè)機(jī)器人專業(yè)領(lǐng)域獨(dú)當(dāng)一面的專業(yè)骨干教師顯得特別重要，尤其是在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程中實(shí)施理實(shí)一體化教學(xué)模式，對(duì)專業(yè)教師的理論水平、技能操作水平和職業(yè)素養(yǎng)都有著普遍高的要求。運(yùn)用校企合作的模式，在企業(yè)建立教師工作站、學(xué)生校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，在學(xué)校建立工程師工作站。此外，一方面，可通過招聘引進(jìn)優(yōu)秀師資力量的方式；另一方面，可通過校企合作模式，專業(yè)教師下企業(yè)實(shí)踐鍛煉或企業(yè)掛職的方式來提升理實(shí)一體化教學(xué)的實(shí)踐操作技能水平。通過學(xué)校與企業(yè)共同培養(yǎng)學(xué)生、員工技術(shù)培訓(xùn)和新技術(shù)推廣應(yīng)用等形式加強(qiáng)校企合作，形成“互利共贏、共建共用”長效機(jī)制，建立穩(wěn)定、合作良好的校外實(shí)訓(xùn)基地。實(shí)訓(xùn)基地能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程理實(shí)一體化教學(xué)，可縮短學(xué)生將理論知識(shí)運(yùn)用在實(shí)踐操作方面的時(shí)間，提前適應(yīng)就業(yè)崗位。通過校企合作學(xué)校達(dá)到人才輸出的目標(biāo)，企業(yè)得到專業(yè)技術(shù)人才，雙方實(shí)現(xiàn)雙贏。

3 理實(shí)一體化模式在工業(yè)機(jī)器人課程中的應(yīng)用探索

3.1 混合式理實(shí)一體化教學(xué)模式

為確保理實(shí)一體化教學(xué)模式達(dá)到理想的效果，在上課前可布置學(xué)生在移動(dòng)終端設(shè)備中閱讀任務(wù)與實(shí)際操作說明書，之后讓學(xué)生根據(jù)說明書中的意見與看法進(jìn)行操作。運(yùn)用微課、視頻來展示機(jī)器人實(shí)操演示過程與步驟，為實(shí)訓(xùn)課堂的實(shí)際操作演練做準(zhǔn)備。學(xué)生在實(shí)訓(xùn)結(jié)束的過程中，能夠完成實(shí)踐操作、編程調(diào)試任務(wù)等，這樣可以帶領(lǐng)學(xué)生閱讀任務(wù)指導(dǎo)書、進(jìn)行虛擬軟件仿真操作、用機(jī)器人示教器進(jìn)行程序編輯并實(shí)際操作調(diào)試，實(shí)現(xiàn)對(duì)課程的理實(shí)一體化教學(xué)。

3.2 互動(dòng)教學(xué)

理實(shí)一體化教學(xué)模式的特點(diǎn)在于空間非常大，容納性很強(qiáng)，學(xué)生在下課后，可以運(yùn)用不同的方式進(jìn)行互動(dòng)式學(xué)習(xí)，比如，在現(xiàn)代化的發(fā)展過程中，運(yùn)用移動(dòng)終端設(shè)備就可以完成互動(dòng)，學(xué)生可以在學(xué)習(xí)討論區(qū)提出自己所遇到的相關(guān)問題，也可以在學(xué)習(xí)討論區(qū)回復(fù)相關(guān)問題的獨(dú)立見解，這樣，學(xué)生之間即可相互進(jìn)行問題的討論與分析；教師每天在約定時(shí)間內(nèi)分析解答疑惑，或者是在QQ群、微信群等聊天平臺(tái)上回答學(xué)生的疑惑，簡單、方便、快捷。學(xué)生亦可借助互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)討論與分析，搜索并研究大家感興趣的話題，調(diào)動(dòng)大家的學(xué)習(xí)積極性。

3.3 測評(píng)方式

理實(shí)一體化教學(xué)模式中，考核測評(píng)非常關(guān)鍵，既是難點(diǎn)也是重點(diǎn)，如何開展考核并讓考核更具有真實(shí)性、科學(xué)性、有效性非常重要。首先，針對(duì)實(shí)訓(xùn)過程的培訓(xùn)，教師一定要以鼓勵(lì)和引導(dǎo)為主，不可以言辭令色與批判學(xué)生；教師布置的任務(wù)要在指定時(shí)間內(nèi)提交，教師根據(jù)作業(yè)情況、作業(yè)內(nèi)容來觀察學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，以及分析學(xué)生當(dāng)前對(duì)科目學(xué)習(xí)的認(rèn)識(shí)；教師可以在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上布置作業(yè)，考核學(xué)生項(xiàng)目學(xué)習(xí)情況；教師還可以根據(jù)學(xué)期學(xué)習(xí)情況來進(jìn)行評(píng)價(jià)，不再依賴單一的方式來完成教學(xué)滿意度，促進(jìn)測評(píng)方式的多樣化發(fā)展。

4 實(shí)際應(yīng)用

以《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用基礎(chǔ)》中“涂膠任務(wù)編程與操作”教學(xué)為例，探討理實(shí)一體化教學(xué)模式在專業(yè)課程中的實(shí)際應(yīng)用。

4.1 教學(xué)任務(wù)設(shè)計(jì)

涂膠操作是工業(yè)機(jī)器人在汽車企業(yè)生產(chǎn)與制造過程中的一個(gè)重要應(yīng)用，在該環(huán)節(jié)中，運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人能有效地降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高生產(chǎn)效率，尤其是化學(xué)性膠水氣味對(duì)人體呼吸道的危害極大，通過工業(yè)機(jī)器人完成涂膠任務(wù)大大減少人體的傷害。在“涂膠任務(wù)編程與操作”教學(xué)中，采用理實(shí)一體化教學(xué)模式，將學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，采用“示教與再現(xiàn)”的方式進(jìn)行教學(xué)。專業(yè)教師在講授完基本知識(shí)后，指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中解決實(shí)踐操作出現(xiàn)的問題及機(jī)器人涂膠時(shí)出現(xiàn)的問題。

4.2 教學(xué)任務(wù)示例

如圖1工藝流程圖中所示，在教學(xué)時(shí)，教師首先為學(xué)生示范操作，使用示教器控制工業(yè)機(jī)器人拾取吸盤夾具來對(duì)汽車模型的前窗和后窗兩種不同部位的車窗進(jìn)行涂膠，然后裝配到汽車模型車窗安裝位置。工藝流程為：機(jī)器人上電，回零，在物料盤中吸取前窗，移動(dòng)到涂膠槍口，進(jìn)行涂膠，然后移動(dòng)到汽車模型前窗位置點(diǎn)，放置前窗，再移動(dòng)到物料盤吸取后窗，移動(dòng)到涂膠槍口，進(jìn)行涂膠，然后移動(dòng)到汽車模型后窗位置點(diǎn)，放置后窗，最后回到零點(diǎn)等待下一次涂膠信號(hào)的到來。

圖1 工業(yè)機(jī)器人涂膠工藝流程圖

4.3 教學(xué)任務(wù)分析總結(jié)

教師示范結(jié)束后，學(xué)生按照教師的教學(xué)示例獨(dú)立完成工業(yè)機(jī)器人涂膠任務(wù)的操作，并記錄下在涂膠操作過程中所遇到的編程、操作等問題。任務(wù)結(jié)束后，教師對(duì)學(xué)生的實(shí)踐操作結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析。指出學(xué)生在進(jìn)行涂膠任務(wù)操作過程中所存在的問題，有目的性地引導(dǎo)學(xué)生之間通過互動(dòng)討論方式分析涂膠過程中出現(xiàn)問題的原因并及時(shí)糾正錯(cuò)誤，幫助學(xué)生更好地理解和鞏固理論知識(shí)點(diǎn)，提升實(shí)踐操作能力。

5 結(jié)語

綜上所述，工業(yè)機(jī)器人理實(shí)一體化教學(xué)的開展，教師除了充分運(yùn)用學(xué)校資源之外，還需要加強(qiáng)和學(xué)生之間的互動(dòng)，聽取學(xué)生的反饋意見，解答學(xué)生的疑惑并及時(shí)糾正容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤點(diǎn)，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程變得更真實(shí)，幫助學(xué)生更好地鞏固理論知識(shí)以及提高實(shí)踐操作技能，在實(shí)際崗位中也“好用”，真正地解決用人市場的人才荒等問題。當(dāng)然，這仍然比較困難，在當(dāng)前的實(shí)踐當(dāng)中還需要繼續(xù)深入研究。