工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)設(shè)計(jì)

張卓 張程

摘? 要：針對(duì)高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)核心課程工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)線裝配與維護(hù)的尚存問題，提出課程教學(xué)改革措施。根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)以及課程定位，基于工業(yè)機(jī)器人實(shí)際工程案例設(shè)計(jì)教學(xué)載體，通過(guò)分組完成項(xiàng)目任務(wù)的方式進(jìn)行教學(xué)實(shí)施，充分發(fā)揮建構(gòu)主義“問題為中心，學(xué)生為主體”的思路，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問題的能力。教學(xué)設(shè)計(jì)綜合考慮了學(xué)生學(xué)情與實(shí)際教學(xué)條件，充分利用信息化教學(xué)手段，取得了較好的課程效果。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;教學(xué)設(shè)計(jì);建構(gòu)主義;行動(dòng)導(dǎo)向

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2021）26-0131-04

Abstract： In view of the existing problems in the core course Industrial Robot Automatic Line Assembly and Maintenance in higher vocational colleges， the teaching reform measures are proposed. According to the training objectives and course orientation， the teaching carrier is designed based on the actual engineering cases of industrial robots. The teaching implementation is carried out by grouping the projects and sub tasks. The idea of "problem as centered and student as capital" in the anchored teaching method of constructivism is brought into full play to strengthen the students' ability of autonomous learning， cooperative learning and solving practical problems. The teaching design comprehensively considers the students' learning situation and the actual teaching conditions， makes full use of the information-based teaching means， and achieves good course effect.

Keywords： industrial robot; instructional design; constructivism; action oriented

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革已經(jīng)到來(lái)，在制造業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)的大背景下，培養(yǎng)符合智能制造產(chǎn)業(yè)需求的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才已成為高職教育改革的當(dāng)務(wù)之急[1]。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是一門包括工程數(shù)學(xué)、機(jī)械、電氣、電子、自動(dòng)化、傳感器、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)等多技術(shù)領(lǐng)域的新型學(xué)科[2]，其知識(shí)范圍廣、理論知識(shí)抽象、技能訓(xùn)練難度高，對(duì)教學(xué)提出了挑戰(zhàn)。想要達(dá)到理想的教學(xué)效果，需要教師對(duì)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及專業(yè)課程的整體定位、教學(xué)理念、具體課程的教學(xué)內(nèi)容、考核評(píng)價(jià)有較為深刻的理解，并且依據(jù)學(xué)校現(xiàn)有的教學(xué)條件進(jìn)行合理的教學(xué)設(shè)計(jì)[3]。本文以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)線裝配與維護(hù)課程為例進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、課程定位與學(xué)情分析

工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)線裝配與維護(hù)課程（以下簡(jiǎn)稱“本課程”）是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)必修的核心課程之一。內(nèi)容上主要包含了工業(yè)機(jī)器人本體、工業(yè)機(jī)器人工作站以及工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)線的功能設(shè)計(jì)、系統(tǒng)裝調(diào)與維護(hù)，是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)過(guò)程中重要的實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)。本課程是工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真和工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程課程的后續(xù)進(jìn)階（兩門前置課程主要教學(xué)生RobotStudio軟件的使用方法和工業(yè)機(jī)器人的基本操作方法），設(shè)置本課程的主要目的在于提升學(xué)生的技能層次，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)操技能與實(shí)際工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)、外部電氣設(shè)備以及自動(dòng)線系統(tǒng)達(dá)到真正理解，而非局限于簡(jiǎn)單操作的水平上。

通過(guò)實(shí)際教學(xué)與調(diào)研反饋，作者發(fā)現(xiàn)本課程教學(xué)目前主要存在以下幾方面問題。

（一）學(xué)生前置課程基礎(chǔ)較為薄弱

在學(xué)習(xí)本課程前，學(xué)生需要學(xué)習(xí)較多的前置課程進(jìn)行積累，專業(yè)課學(xué)科交叉性強(qiáng)，知識(shí)覆蓋范圍廣，理論復(fù)雜，高職學(xué)生學(xué)習(xí)難度較大，而且很多學(xué)生到了大三，前面大一學(xué)過(guò)的知識(shí)（如工程數(shù)學(xué)、電工技術(shù)）很多都已忘記了，理論基礎(chǔ)不夠扎實(shí)，又進(jìn)一步加深了理解課程的難度。學(xué)生感覺課程難度大，影響學(xué)習(xí)興趣，從而學(xué)習(xí)動(dòng)力不足，產(chǎn)生怠學(xué)情緒。需要通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)幫助學(xué)生回憶前置知識(shí)、降低課程的理解難度，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（二）學(xué)生理實(shí)脫節(jié)，知識(shí)不懂應(yīng)用，實(shí)操不知原理

在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生常常處于“被動(dòng)學(xué)習(xí)”的狀態(tài)，講解的理論知識(shí)只是“記住了”，而不能夠應(yīng)用在實(shí)際的問題上，對(duì)于課上講授的實(shí)操技能也僅僅是“照著做”，而不能夠理解為什么要這么做。這種學(xué)生“被動(dòng)學(xué)會(huì)”的狀態(tài)往往會(huì)造成教師認(rèn)為自己“教懂了”，學(xué)生也認(rèn)為自己“學(xué)會(huì)了”，但是當(dāng)學(xué)生面對(duì)新的問題，需要獨(dú)自分析解決時(shí)就顯露了問題。學(xué)生的似懂非懂會(huì)導(dǎo)致其畢業(yè)后難以達(dá)到企業(yè)要求，影響學(xué)生的長(zhǎng)期發(fā)展。需要通過(guò)教學(xué)設(shè)計(jì)鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、獨(dú)立分析并解決問題的能力，將學(xué)生的被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸鲃?dòng)學(xué)習(xí)”。

（三）學(xué)生操作不規(guī)范，設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)大