體驗式教學在中職《工業機器人技術基礎》中的應用研究

摘 要：體驗式教學是通過學生親身經歷實踐性問題解決的過程獲得學習體驗的方法，將其引進到中職《工業機器人技術基礎》課程教學中，能夠調動學生參與熱情，提升學生學習效果，促進學生螺旋式循序漸進。基于此，本文針對體驗式教學在中職《工業機器人技術基礎》中的應用展開研究，分析了傳統教學模式中存在的問題，闡述了體驗式教學方法的應用價值，提出了具體的應用策略，旨在提高中職學生的工業機器人技術學習能力和實際操作技能。

關鍵詞：體驗式教學 中職 工業機器人技術基礎 應用

隨著工業技術的快速發展，工業機器人技術在制造業中的應用日益廣泛。中職教育作為培養技術技能型人才的重要陣地，其《工業機器人技術基礎》課程的教學質量和效果直接關系到學生未來的職業發展。體驗式教學作為一種以學生為中心的教學方法，通過創設真實或模擬的情境，使學生在體驗中學習，在實踐中成長，為解決上述問題提供了新的思路。因此，本文針對體驗式教學在中職《工業機器人技術基礎》中的應用展開研究，旨在促進教學改革與創新。

1 傳統教學模式中存在的問題

1.1 理論與實踐相脫節

傳統教學模式往往過于注重理論知識的傳授，而忽視了實踐操作的重要性。學生在課堂上被動接受大量的理論知識，但由于缺乏與實際操作的結合，往往難以將這些知識轉化為實際技能。這種理論與實踐的脫節，導致學生在面對實際工業機器人時，無法將所學知識應用于實踐，從而影響了他們的實際操作能力和解決問題的能力。

1.2 學生參與度低

傳統教學模式下，教師往往是課堂的主體，學生則處于被動接受知識的地位。這種教學方式缺乏互動性和趣味性，難以激發學生的學習興趣和積極性。學生缺乏主動思考和探索的機會，導致他們在課堂上參與度不高，甚至產生厭學情緒，不僅影響了教學效果，也限制了學生自主學習和創新能力的培養。

1.3 缺乏實際操作機會

工業機器人技術是一門實踐性很強的學科，需要學生在實踐中不斷摸索和練習。然而，傳統教學模式下，學生往往缺乏足夠的實際操作機會。由于教學資源的限制，學生難以接觸到真實的工業機器人設備。即使有機會接觸到設備，也往往因為缺乏系統的指導和訓練而無法進行有效的實踐操作。缺乏實際操作機會的現狀，限制了學生技能的提升和對工業機器人技術的深入理解和掌握。

2 體驗式教學在中職《工業機器人技術基礎》中的應用價值

2.1 有利于提升學生實踐操作能力

中職教育具有職業教育屬性，注重培養學生實踐操作能力。體驗式教學能夠創設真實或模擬的工業機器人操作環境，讓學生在實踐中學習和掌握相關技能，同時強調理論與實踐相結合，讓學生在實踐中發現問題、解決問題，進一步加深對理論知識的理解。通過動手操作、模擬演練等方式，學生可以更直觀地理解工業機器人技術的原理和應用，從而提升自己的實踐操作能力。正如歌德在《浮士德》提到的“理論都是灰色的，生活之樹常青”，對學生來說，抽象的理論知識是灰色的，而親身體驗過程是五彩繽紛的。體驗式教學能夠將學生從教室帶到實際企業車間、崗位環境，體現出教學過程的“真”，促使學生感知與感悟，提升學生實踐操作能力。

2.2 有利于激發學生學習興趣

工業機器人技術是一門涉及多個學科領域的綜合性課程，對學生的要求較高。相較于傳統教學模式，體驗式教學能夠引入生動有趣的教學情境和實踐活動，將枯燥的理論學習轉變為生動的體驗過程，讓學生在輕松愉快的氛圍中學習和探索，進而充分調動學生的積極性和主動性，激發他們的學習興趣和動力，從而提高學習效率。體驗式教學還關注學生的個體差異和興趣愛好，為學生提供多樣化的學習資源和方式，滿足不同學生的學習需求。

2.3 有助于培養學生創新意識和團隊合作精神

工業機器人技術的發展日新月異，需要學生具備創新意識和團隊合作精神才能適應未來的工作需求。體驗式教學通過設置問題引導、引進工作項目等方式，鼓勵學生進行自主探究和合作學習。在解決問題的過程中，學生需要運用所學知識和技能進行創新性的思考和實踐，從而培養自己的創新意識。在團隊合作中，學生需要相互協作、共同完成任務，進而培養團隊合作精神和溝通能力。通過體驗式教學的實施，學生可以在實踐中鍛煉自己的創新意識和團隊合作精神，為未來的職業發展打下堅實的基礎。

3 體驗式教學在中職《工業機器人技術基礎》中的應用策略

3.1 創設體驗情境，調動學生探究熱情

在實施體驗式教學過程中，教師應注重創設體驗情境，通過模擬實際生活場景或工作場景讓學生體驗，以此調動學生探究熱情。“真正的老師是經驗和感受”，感受是學生學習知識的起源，體驗情境能夠消除抽象邏輯學習帶來的困擾，幫助學生解決困惑。工業機器人技術基礎課程知識與企業生產環境密切相關，教師可應用虛擬現實（VR）技術為平臺，可以創設出“沉浸式”的企業生產情境，將教學內容與生產場景相關聯，讓學生帶著好奇心參與學習，提升學習效果。以編程MOVEJ與MOVEL指令的應用教學為例，教師先應用虛擬現實技術為學生播放工業機器人的工具中心點（TCP）運行的視頻，詳細展示工業機器人TCP在不同編程指令下的運行軌跡，以及這些軌跡如何與實際操作中的工件加工、裝配等任務相結合。通過視頻的展示，學生可以直觀地看到TCP的精確運動和其對生產效率的深遠影響。接著，教師展示經過工業機器人雕刻或加工好的成品件，將其作為TCP運行效果的實物證明，讓學生更加深刻地理解TCP運行軌跡與編程指令之間的緊密聯系。通過觀察和對比，學生可以清晰地認識到，不同的編程指令選擇會導致工業機器人運行軌跡的差異，進而影響到加工效率和產品質量。在情境體驗中，教師應注重情境的真實性與互動性，借助虛擬技術讓學生身臨其境地感受企業生產實際環境，引導學生親自操作虛擬的工業機器人，嘗試不同的編程指令，觀察TCP的運行軌跡變化，從而更加深入地理解并掌握相關知識和技能。教師還可為學生展示具體的工作項目，組織學生進行模擬操作，完成任務要求，分析哪些路徑是使用MOVEJ指令的、哪種指令可以大范圍無障礙運動等問題，更加全面地了解工業機器人的應用場景和操作技巧，進一步提升學生實踐能力和職業素養。

3.2 設置問題引導，促進學生合作體驗

問題引導是促進學生學習和合作體驗的重要手段。在體驗式教學過程中，教師應合理設置問題引導，結合教學內容與學習任務促進學生合作探究，深化學生學習體驗。問題引導能夠促使學生沿著主線任務不斷探究，提升學生學習體驗感，促進學生自主建構與運用知識，幫助學生理解過于抽象化的概念，形成直接體驗，獲得直接經驗。以編程MOVEJ與MOVEL指令的應用教學為例，當學生初步了解課程的基本概念和功能后，教師可根據教學內容設計相應的學習任務表，任務表中涵蓋工業機器人在不同編程指令下的運行效果、不同生產場景下指令選擇的原則以及實際操作中的注意事項等。而后，教師將班級學生分為多個小組，每個小組分配一個特定的學習任務表，要求學生通過合作探究完成。在合作探究中，學生可利用虛擬技術觀察工業機器人在MOVEL與MOVEJ指令下的現場運行效果，了解其在不同生產場景下的適用性。小組成員共同討論與總結不同生產場景下選擇MOVEL與MOVEJ指令的規則，形成自己的理解和見解，認識到MOVEJ指令下的運行軌跡是一條不確定的弧線，而MOVEL指令下的運行軌跡是一條直線。在學生探究中，教師可設置問題引導學生實踐，比如提出“在哪些情況下，MOVEL指令會比MOVEJ指令更有效率？”“如何根據生產需求靈活選擇MOVEL與MOVEJ指令？”等，以此激發學生的學習熱情和探究欲望，促使學生積極地參與合作探究。各小組分工合作、相互支持，共同完成任務表，以此深化對課程知識的理解，培養學生團隊合作能力。

3.3 引進工作項目，豐富學生實踐體驗

為有效鍛煉學生綜合實踐能力，教師可引進實際工作項目，模擬或再現真實的工作場景和任務，促使學生在實踐中學習和掌握工業機器人技術的核心知識和技能。以“工業機器人的應用——碼垛”為例，教師可設計以下教學流程，組織學生參與探究，豐富學生實踐體驗。教師為學生播放微視頻，展示物流業中工業機器人的堆垛作業，體現出工業機器人在碼垛作業中的高效、準確和穩定的特點。在觀看視頻后，教師可以提出問題：“工業機器人在碼垛作業中有哪些優勢？”引導學生思考并討論，從而激發他們的學習興趣和探究欲望。接著，教師為學生梳理碼垛過程的基本思路，對一種可行的運動軌跡進行分析，促使學生初步了解碼垛作業的基本流程和關鍵要素。而后，教師引進工作項目，組織學生對項目展開探究，要求小組設計一種運動軌跡滿足碼垛的要求，并在草稿紙上簡要畫出軌跡點。這一任務與實際工作崗位場景相契合，能夠加深學生對工業機器人軌跡規劃的理解。各小組簡要畫出軌跡點，進行展示分享，促使學生之間相互學習與借鑒，不斷完善設計方案。隨著，教師展示幾種常見的夾具，通過動畫演示夾具的工作過程，展示夾具在碼垛作業中的重要性，講解如何根據實際需求選擇合適的夾具，讓學生對夾具的選擇有更加直觀的了解。展示結束后，教師講解碼垛的程序編寫方法，包括如何使用示教器進行程序的編寫和調試，并要求學生以分組形式展開實訓。實訓任務緊密圍繞企業崗位要求展開，包括開啟工業機器人、設置基本的參數、選擇合適的夾具、編寫與調試程序以及加載程序等。在教師的指導下，學生親自操作工業機器人，體驗碼垛作業的整個流程。教師對學生實訓情況進行檢查，在確保無錯漏情況下指導學生運行程序，觀察工業機器人的運行路線，讓學生直觀看到自己所設計的運行軌跡的實際效果，獲得豐富實踐體驗，深化對碼垛作業的理解和掌握。在教學質檢中引進工作項目，能夠有效提升教學效果，促使學生提前了解崗位工作內容，激發學生興趣，培養學生創新思維和實踐能力，為其未來工作奠定良好基礎。

3.4 促進交流評價，內化學生學習體驗

交流評價是檢驗與鞏固學生所學的重要環節。通過與其他學生的互動交流與評價，學生可以反思自我體驗過程，整理相關學習成果，并得出有價值的結論。這一過程能夠深化學生對知識的理解，促進學生將所學知識內化為自己的經驗和技能。首先，促進學生互動交流。在相同體驗項目下的體驗者與其他體驗之間的信息“交換”，能夠促進自我體驗過程的反思。探究體驗結束后，學生會有自己的學習成果和心得，教師應引導學生探究交流，組織學生進行問題討論與分析等，鼓勵學生對相關學習成果進行整理與探究，形成深刻記憶；或者引導學生進行案例分析與事件分析，將所獲得的知識經驗運用到實際情境，完成知識的內化過程。其次，進行多元評價。在教學評價中，教師應采用“多元化”的評價方式檢驗學生的學習成果。例如，當學生完成某項學習任務后，如設計并演示工業機器人的運行軌跡，每位同學都需要進行成果展示。教師可在展示過程中引入多元化評價方式，比如教師評價，教師根據學生的演示情況，對工業機器人的運行軌跡、程序的編寫與調試、夾具的選擇與使用等方面進行全面評價。通過教師的點評，學生可以更加清晰地認識到自己的優點與不足，為后續的學習提供方向。比如學生自我評價，學生進行分析，了解自己的學習過程，明確自己在哪些方面有所進步，哪些方面還需要加強。自我評價的方式有助于培養學生的自主學習能力和自我管理能力。比如學生互評，學生之間相互評價、相互學習與相互借鑒，發現彼此的優點與不足。互評方式不僅有助于提升學生的團隊協作能力，還能促進他們之間的交流與分享，形成積極向上的學習氛圍。上述多元化評價方式，能夠全面檢驗學生的學習成果，幫助學生深化對新知識的理解與記憶，幫助學生了解自己的不足和優勢，進而可以促使學生有針對性地學習，提升學習效果，為其未來發展奠定良好基礎。

4 結語

綜上所述，體驗式教學在中職《工業機器人技術基礎》課程中的應用具有重要意義。在實際應用中，教師應注重創設體驗情境，設置問題引導，引進工作項目，促進學生之間的互動交流，以此提升學生的實踐能力和學習興趣，培養學生的團隊合作意識和創新思維。體驗式教學的實施能夠解決傳統教學模式的問題，為學生未來職業發展奠定良好基礎。教師應不斷探索與應用體驗式教學，以適應工業機器人技術快速發展的需求，為社會培養更多高素質的技術技能型人才。

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