精品在線開放課程建設研究
——以弧焊機器人操作與編程為例

劉 徐

遼寧裝備制造職業(yè)技術學院，遼寧 沈陽 110161

1 精品在線開放課程的建設意義

國務院在2019年1月下發(fā)的《關于印發(fā)國家職業(yè)教育改革實施方案的通知》中指出，隨著產業(yè)升級和經濟結構加快調整，職業(yè)教育已發(fā)展成地位突出、作用凸顯的一種重要教育形式。通過校企協(xié)同共建共享教學資源，注重培養(yǎng)職業(yè)崗位核心能力，遴選職業(yè)教育的精品在線開放課程，以適應“互聯(lián)網+教育”的發(fā)展需要[1]。教育部在2019年2月下發(fā)的《2019年教育信息化和網絡安全工作要點》提出了10項核心目標、35項重點任務，其中在“持續(xù)推進職業(yè)教育和高等教育資源建設”重點任務中指出，要積極開展職業(yè)院校的數(shù)字化資源建設、積極打造職業(yè)崗位核心能力精品課資源建設[2]。

精品在線開放課程是利用現(xiàn)代化信息技術、改進教學方式方法、構建基于工作過程、提煉職業(yè)崗位核心能力的線上學習模式。弧焊機器人操作與編程作為智能焊接技術專業(yè)的專業(yè)核心課，體現(xiàn)了智能焊接的發(fā)展需要，區(qū)分于傳統(tǒng)的手工焊接，更加注重培養(yǎng)學生使用示教器編寫程序、調試參數(shù)、系統(tǒng)維護的綜合運用能力。課程建設過程中，積極引入機器人焊接崗位的典型工作任務，通過與唐山松下產業(yè)機器有限公司交流研討，校企共建、“雙元”開發(fā)，真正實現(xiàn)了產與教的互融互通，促進了數(shù)字教學資源在職業(yè)院校混合式教學模式的應用。

2 弧焊機器人操作與編程課程的建設思路

2.1 遵循課程資源的結構要求

按照遼寧省職業(yè)教育精品在線開放課程的建設技術要求，課程的基本資源應該覆蓋課程所有基本知識點和基本技能點，基本資源應包括：課程概要、理論教學資源、實踐教學資源。其中，課程概要應涵蓋課程簡介、教學大綱、教學計劃（課程日歷）、課程導學、教學設計、評價標準等反應課程基本信息的相關文字材料，同時作為線上教學資源，學生對任課教師團隊還要做簡單了解，因此模塊中還設計了課程負責人簡介、團隊成員簡介；理論教學資源應涵蓋每個模塊的學習目標、學習指導、課程教學錄像、課后作業(yè)題、測驗、拓展學習的參考資料，以及結合項目教學設計的課程思政內容；實踐教學資源應涵蓋每個模塊的技能培養(yǎng)目標、學習指導、技能考核作業(yè)、測驗、拓展學習的參考資料。

2.2 優(yōu)化課程資源的主體內容

依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標，對焊接操作員的職業(yè)崗位核心能力進行剖析，結合智能焊接技術未來的發(fā)展方向，弧焊機器人操作與編程課程的整體設計思路是以典型工作任務為載體，將傳統(tǒng)教學的知識體系重構為現(xiàn)代職業(yè)教育的行動體系，通過對接職業(yè)崗位的核心能力、職業(yè)技能等級證書的考核要求[3]，該課程設計了平板堆焊焊接軌跡示教、對接接頭焊接軌跡示教編程、T形接頭焊接軌跡示教編程、管板圓弧焊接軌跡示教編程、平板“S”弧焊接軌跡示教編程、中厚板對接接頭焊接軌跡示教編程、中厚板角接接頭焊接軌跡示教編程、圓管對接環(huán)縫焊接軌跡示教編程、方管對接環(huán)縫焊接軌跡示教編程9個典型項目，同時響應課程思政的號召，積極在項目教學過程中融入大國工匠、匠心筑夢等課程思政元素，引領學生樹立正確的人生觀、價值觀，增強學生的職業(yè)歸屬感、認同感。表1為弧焊機器人操作與編程課程設計的核心內容。

表1 弧焊機器人操作與編程課程核心內容

2.3 組建經驗豐富的教學團隊

弧焊機器人操作與編程課程堅持以技能培養(yǎng)為核心，促建校企協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式，打通崗位技能與課程實踐教學有機融合的教育理念，積極聘請?zhí)粕剿上庐a業(yè)機器有限公司的高級技術人員共同參與優(yōu)化課程設計。通過調研企業(yè)典型機器人焊接操作工作崗位，確定課程對接的職業(yè)崗位核心能力，選取企業(yè)生產的工作過程作為項目內容，共同研討遞進式的教學內容，反復打磨修改，形成了實踐主導、虛實結合、協(xié)作有序的雙師型團隊[4]。

3 弧焊機器人操作與編程的教學資源建設內容

3.1 融入課程思政元素

優(yōu)化建設課程資源的同時，應將思想政治教育貫通其中，抓好課程思政建設，解決立德樹人的根本問題。確立以職業(yè)崗位核心技能培養(yǎng)為中心，不斷完善課程思政內容、專業(yè)知識內容，夯實教育教學的根本地位，深入挖掘課程教學方式中蘊含的思政元素，讓學生在學習過程中增長見識、塑造品格，錘煉成為德智體美勞全面發(fā)展的技術技能型人才。在9個典型項目的遞進式教學設計過程中，均融入了焊接工匠的思政教育元素，在轉向架機器人自動焊領域被公認為“機器人編程第一人”的劉建樹、在火箭發(fā)動機焊接領域被稱為“火箭心臟金手天焊”的高鳳林、中國首席焊接女專家孫紅梅等人物事跡的工匠精神，既體現(xiàn)了他們專注事業(yè)精益求精的品質，又契合了專業(yè)教育與思政教育的有機融合。

3.2 制作教學PPT

教學PPT是對知識結構的梳理、對教學內容的提煉，基于職業(yè)崗位核心能力的課程模式改革，更要厘清理實一體化教學模式的層次性和邏輯性，強化學生對知識的運用能力。在線課程的教學資源主要是在網絡共享平臺上運行，PPT作為體現(xiàn)課程教學思路的媒介，其制作的精良程度會直接影響教學效果，所以既要重視PPT呈現(xiàn)形式的美觀，又要注意基于工作過程的教學元素設計[5]。弧焊機器人操作與編程課程PPT，從任務導入開始，結合項目教學核心內容引入生產實例視頻，幫助學生直觀了解需要解決的實際問題，增強項目教學的帶入感和職業(yè)崗位的認同感。以“管板圓弧焊接軌跡示教編程”為例，在平面圓弧軌跡示教分析中，通過智能產線管板焊接操作的視頻，引出學習目標，分析如何使用MCVEC指令完成單一圓弧、整個圓弧的示教，以及如何進行焊接參數(shù)的設定。為了提升教學的實效性和趣味性，將“單一圓弧軌跡的示教”“整個圓弧軌跡的示教”制作成Flash二維動畫的形式呈現(xiàn)在PPT中，發(fā)揮了信息技術在課程教學中的優(yōu)勢。任務分析階段的詳盡講解，使學生初步具備了對MOVEC指令的運用能力，在任務實施階段，首先讓學生獨立完成“管板圓弧焊接軌跡”的程序編制，同組學生相互比較各自程序，然后教師強調臨近點、規(guī)避點的設置更符合安全操作規(guī)范，使學生意識到精益求精、安全生產等工作品質的重要性。PPT中的視頻案例、音頻講解、動畫演示，將原本枯燥的文字內容轉化為聲音、動畫，激發(fā)了學生的視聽體驗，增強了課程教學效果。

3.3 編寫腳本錄制視頻

在線課程的核心內容就是錄制視頻，視頻的教學內容是對教材知識的提煉，也是對實踐技能點的演繹。視頻內容將原本枯燥的文字、冰冷的程序語句，形象化、動態(tài)化地呈現(xiàn)在客戶端，降低了學習者的認知難度，調動了學習者的積極性。以“管板圓弧焊接軌跡示教編程”為例，在管-板騎坐式焊縫焊接軌跡示教編程中，首先引入前序課程“圓弧示教軌跡”的動畫，然后確定本次任務的學習目標，熟練運用MCVEC指令進行圓弧軌跡焊縫的示教、跟蹤與再現(xiàn)，設置合適的焊接參數(shù)完成管-板騎坐式焊縫的焊接。采用情景教學模式錄制視頻，教師進行示教前準備：工件表面清理、工件裝配與定位、工件裝夾、運動軌跡的示教演示、設定焊接參數(shù)、運行測試程序、施焊、焊縫外觀質量檢查。由于實操演示具有規(guī)范性，所以在編寫腳本時要言簡意賅表達清楚使用了哪個功能鍵、輸入了什么程序指令、實現(xiàn)了什么動作效果，并且在配音過程中保證操作視頻的步驟和音頻講解同步，使教學內容簡單明了。當然，對于理論性比較高的內容，教師要出鏡講解，與面授教學不同的是，在線課程的視頻錄制需要教師將攝像頭當作是聽課的學生，設計一些自問自答的語句模擬真實的面授課教學環(huán)境，增加課程的交互性。

3.4 完善課后學習資料

弧焊機器人操作與編程是一門證書課，鼓勵學生在課程結業(yè)后考取弧焊機器人操作員證書，持證上崗為企業(yè)節(jié)約培養(yǎng)成本。將職業(yè)技能證書的理論知識點和實操考核點融入課程教學內容的同時，將理論考試復習題拆解到項目中，及時、有效地檢驗學生的學習效果，實現(xiàn)課證深度融合，提升課程學習的實效性。

由于弧焊機器人操作與編程課程是基于職業(yè)崗位核心能力、校企共建的課程，所以從教學設計上更多融入了企業(yè)生產所需的技能要素，在拓展學習的參考資料中，著重介紹DTPS離線編程軟件，發(fā)揮線上教學進行虛擬仿真學習的優(yōu)勢。

4 弧焊機器人操作與編程課程的遠景規(guī)劃

4.1 線上虛擬仿真實訓內容

弧焊機器人操作與編程是凸顯新工科理念的實踐性較強的課程，理論講解只是形成了初步認識，操作示教器進行編程并完成焊接才能達到知識的應用性。那么，在線課程能夠更大程度地模擬真實工作場景，需要運用虛擬仿真軟件，設計虛擬仿真實訓內容。通過信息技術、智能技術與實踐教學的深度融合，實現(xiàn)“離線編程”“虛擬示教”“虛擬焊接”，解決了在線課程實訓內容“做不到”“做不了”“做不上”的難題。在已經建設完成的拓展學習資料中，向學生推薦了DTPS離線編程軟件，下一步的課程建設內容就是打造虛擬仿真實驗教學課程，利用離線編程、在線示教，拉近虛與實的距離，探索虛實結合、理實一體的融通教學模式。

4.2 建設課程配套教材

打造精品在線開放課程，不僅要制作線上教學資源，也要建設與課程思路相配套的教材。紙質教材是知識傳授的主要載體，實施職業(yè)教育“三教”改革過程中，要探索傳統(tǒng)教育出版社與現(xiàn)代信息技術的深度融合，創(chuàng)新教材形態(tài)，推行形式多樣的教材模式，如：活頁式教材、工作手冊式教材、融媒體教材。教材建設過程中，強化校企協(xié)同、產教融合，注重吸收機器人焊接領域的新技術、新工藝、新方法，立足于學生實際，引領學生進入理實一體化的學習情境，全面提升學生的實踐經驗和技能水平[6]。

5 結語

目前，遼寧裝備制造職業(yè)技術學院弧焊機器人操作與編程課程已獲批遼寧省職業(yè)教育精品在線開放課程。課程線上運行之后，我們還將繼續(xù)優(yōu)化現(xiàn)有課程資源的建設，認真分析學生的學習數(shù)據(jù)，及時調整教學內容，契合職業(yè)崗位核心內容，對標職業(yè)技能等級證書，與時俱進，建設高水平的線上、線下混合式的教學資源。