工業(yè)機器人應用技術課程教學改革成果

時間:2022-07-27 08:28:50

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工業(yè)機器人應用技術課程教學改革成果

摘要:隨著智能控制技術的廣泛應用,工業(yè)機器人技術已經(jīng)逐漸成為智能裝備系統(tǒng)的核心組成。為了適應“中國制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略對高技能人才的需求,培養(yǎng)技術技能型復合人才的培養(yǎng)目標,立足于專業(yè)群建設背景,結合當前高職“工業(yè)機器人應用技術課程的教學情況,將課程進行模塊化結構設計,探索本課程在教學方法、教學內容以及實踐環(huán)節(jié)等多方面的改革措施。為培養(yǎng)掌握新技術、新工藝、新應用的專業(yè)技術技能人才奠定基礎,為智能制造人才培養(yǎng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

關鍵詞:專業(yè)群;工業(yè)機器人;教學改革;中國制造

1研究背景

新的國際國內環(huán)境為提升粵港澳大灣區(qū)國際競爭力、更高水平參與國際合作和競爭拓展了新空間。2019年2月,中共中央、國務院印發(fā)了《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》,未來粵港澳大灣區(qū)將建成世界新興產(chǎn)業(yè)、先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)基地。同時,《廣東省智能制造發(fā)展規(guī)劃(2015—2025年)》強調要以先進裝備制造業(yè)為突破口,以智能制造為核心和主攻方向,帶動全省制造業(yè)轉型升級,加快實現(xiàn)由制造業(yè)大省向制造業(yè)強省轉變。基于此背景,提出了貫徹落實《國家職業(yè)教育改革實施方案》和《廣東省職業(yè)教育“擴容、提質、強服務”三年行動計劃(2019—2021年)》,并發(fā)揮專業(yè)群的集聚效應和服務功能,為廣東省經(jīng)濟社會發(fā)展提供高素質技術技能人才支持和智力支撐。因此,對當前高職院校的人才培養(yǎng)工作提出了更高的要求,迫切需要大力提高高職人才培養(yǎng)質量。工業(yè)機器人技術是先進制造業(yè)的典型代表,在專業(yè)群建設背景下應加強對工業(yè)機器人應用技術教學質量的提升,進而培養(yǎng)出更多高素質技術技能人才。

2教學中存在問題

實踐條件不足。在教學過程中,由于實訓設備有限,目前通常采用的是分組輪訓的實踐教學方式,教師無法兼顧到每個學生的完成情況,從而導致學生平均實踐學時不足。教學方法落后。傳統(tǒng)的課程教學模式下教師占據(jù)了課堂教學的主體,并且以課堂講授為主,使得實踐教學與課堂教學之間呈現(xiàn)出嚴重的脫節(jié)現(xiàn)象,學生對于該課程知識的學習也逐漸失去興趣。缺乏雙師型教師隊伍。課程內容與企業(yè)工程實際場景脫節(jié),高職院校缺乏從事過工業(yè)機器人崗位相關的“雙師型”教師,所講授的內容也無法被學生理解與掌握,教師在企業(yè)實踐的能力有待提升。教學內容針對性不強。專業(yè)群各專業(yè)對本課程的教學目標有所不同,但目前為不同專業(yè)的學生授課的內容基本一致,應針對不同專業(yè)建立規(guī)范的課程標準,并將課程進行模塊化設計,教師根據(jù)各專業(yè)學時進行合理組合,開展模塊化教學設計。

3課程改革的基本方法和思路

3.1開展企業(yè)調研,明確課程的教學目標

為掌握工業(yè)機器人在本體制造、系統(tǒng)集成及應用企業(yè)的人才需求情況,了解工業(yè)機器人的相關崗位設置,并對各職業(yè)崗位所需能力與典型工作任務進行統(tǒng)計分析。前往珠三角智能制造行業(yè),對工業(yè)機器人職業(yè)發(fā)展和人才需求開展了調查和研究,進而明確企業(yè)崗位對應課程的教學目標,形成工業(yè)機器人技術專業(yè)人才需求調研報告。

3.2建立模塊化教學標準

由于電氣自動化專業(yè)群相關專業(yè)的人才培養(yǎng)目標不盡相同,需突出各專業(yè)的重點和難點內容,有針對性地設計符合各專業(yè)需求的模塊化課程教學標準。如電氣自動化技術專業(yè)學生側重于掌握工業(yè)機器人的集成應用知識;機電一體化技術專業(yè)的學生側重于掌握工業(yè)機器人的一般操作應用及一般操作維護知識;工業(yè)機器人專業(yè)學生側重于掌握工業(yè)機器人的集成應用、系統(tǒng)維護及安裝調試等知識上[1]。根據(jù)專業(yè)群各專業(yè)人才培養(yǎng)的目標的差異性,確定本課程的重點教學內容,并擴展本課程的相關知識。

3.3改革教學方法

傳統(tǒng)教學缺乏對學生從事企業(yè)項目工程實踐能力的培養(yǎng),從而導致學生進入企業(yè)無法快速融入企業(yè)工程項目,引入工程問題,激發(fā)學生積極參與和討論,可以鍛煉和培養(yǎng)學生的項目工程思維方式,從而提高學生分析和解決問題的能力。同時,以企業(yè)崗位典型的工作任務為載體,采用項目導向、任務驅動、“理虛實一體化”的教學方式[2]。

3.4搭建網(wǎng)絡教學平臺,開展線上線下混合教學

搭建基于超星學習通的網(wǎng)絡課程平臺,便于開展線上線下同步教學,教師與學生通過“網(wǎng)絡教學平臺”,實現(xiàn)課堂教學與在線學習相結合。

3.5改革考核方法,突出考核學生解決問題的能力

改革現(xiàn)有考核方法,重點考核學生應用專業(yè)知識解決企業(yè)工程實踐問題的能力及崗位技能。借助線上評價體系,并結合線下實踐教學評價,實現(xiàn)“線上+線下+期末考核”的模式,科學、系統(tǒng)、客觀地評價學生的學習效果。

4課程改革取得的成果

4.1智能制造企業(yè)的調研結果

本專業(yè)群教師前往佛山隆深、川崎、埃夫特、因明智能等企業(yè)調研。了解智能裝備制造產(chǎn)業(yè)群上游是核心零部件,主要的是減速機、控制系統(tǒng)及本體制造商,中游是智能裝備系統(tǒng)集成商,下游是智能裝備應用企業(yè),國內企業(yè)都集中在這個環(huán)節(jié)上。上游崗位包括機器人的本體制造,機器人系統(tǒng)裝調、調試、銷售及售后支持的技術人才;中游企業(yè)是工業(yè)機器人系統(tǒng)集成企業(yè),主要崗位是機器人系統(tǒng)的安裝調試、集成開發(fā)、技術服務等人才;在下游的應用型企業(yè),需要大量的機器人自動生產(chǎn)線中運行維護、操作編程、車間管理等綜合素質較強的技術人才。根據(jù)調研數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,本專業(yè)的人才需求主要分為安裝調試、系統(tǒng)集成、技術服務、項目經(jīng)理4個層次。

4.2明確課程教學目標

本崗位基于典型工作任務的能力要求來確定課程目標,以必須、夠用、實用為原則,將學科的系統(tǒng)性知識進行重組,變知識本位為能力本位,課程內容融入“1+X”證書職業(yè)技能等級標準[3]、職業(yè)資格認證考核標準及崗位能力考核評價標準,采用“教、學、做”為一體的教學方式,培養(yǎng)學生掌握工業(yè)機器人現(xiàn)場操作與編程應用的能力。課程設計遵循以學生為中心,結合企業(yè)訪談、問卷調查和職業(yè)能力分析,確定了本課程的認知目標、能力目標、情感目標。

4.3建立專業(yè)群模塊化課程標準

本課程以智能制造企業(yè)與現(xiàn)代服務業(yè)職業(yè)崗位能力需求為宗旨,以先進實訓設備為實訓教學載體,構建以核心職業(yè)能力培養(yǎng)為主線,“基礎通用、模塊組合、各具特色”的工學結合的專業(yè)群課程標準。同時,學習情境遵循人才職業(yè)成長的規(guī)律進行排列,具有合理的梯度結構,學習難度由易到難,職業(yè)能力要求從低到高;貫徹以學生為主體的教學理念,采用行動導向教學,學生通過接受教師安排的工作任務,在完成工作任務的過程中使教學目標得以實現(xiàn),做到“教、學、做”一體化,最終實現(xiàn)“做中學”和“學中做”[4]。課程劃分為通識模塊、基礎模塊、技能模塊、應用模塊及拓展模塊,不同專業(yè)適用不同的教學模塊開展教學,如表1所示。

4.4采用“理-虛-實”及線上線下一體化教學模式

本課程改革了以往的“理實一體化”教學模式,通過引入“理實一體、虛實結合”的現(xiàn)代教學模式,將課程理論知識和實踐能力結合在一起,將離線仿真和實際動手操作結合在一起,虛擬仿真與實訓硬件平臺進行結合[5]。在實際教學中教師利用線上學習通+線下課堂+線下實訓進行混合式教學,同時實現(xiàn)課前、課中、課后無縫連接,線上線下高度融合。每個學生利用線上資源進行理論學習,然后再通過電腦進行虛擬仿真實訓教學,最后再通過現(xiàn)場設備進行實際操作和驗證。利用虛擬仿真實訓平臺,可以讓每個學生都有機會動手訓練,解決了以往實踐條件不足,學生訓練時間短的問題,有助于教學質量的提升。

4.5構建科學合理的課程評價體系

傳統(tǒng)的課堂教學評價以教師評價為主,本課程考核評價結合“1+X”證書考核標準[6],課程考核采用項目過程化評價,評價每個子項目實施的全過程。強化實操考核,每個項目的考核主要采用小組互評、學生自評和教師評價相結合的評價方式。評價內容以教學目標為依據(jù),側重學生專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)相結合的綜合評價。具體的考核評價方法為:過程性線上考核占50%,包含線上視頻(15%),課堂活動(10%)、出勤(10%)、作業(yè)(15%);期末考核占50%,包含理論(30%)、實操(20%),在每一個子項目后面附有評分標準,采用多種評價相結合的評價方式。

5結論

本文基于專業(yè)群建設大背景,通過對教學標準進行模塊化設計、采用“理虛實”一體化教學方法、搭建線上網(wǎng)絡資源平臺以及構建科學合理的教學評價體系等多方面的改革來提高教學質量,取得了良好效果,培養(yǎng)出理論知識扎實、實踐能力突出的技術技能型人才。

參考文獻:

[1]黎萍,劉保軍,于楚泓.《工業(yè)機器人技術》課程教學改革[J].教育教學論壇,2018(25):74-75.

[2]李佳玉,彭見輝.基于“理虛實一體化”的“工業(yè)機器人技術”課程改革[J].新課程研究(中旬刊),2017(10):18-19.

[3]李壽冰.高職院校開展1+X證書制度試點工作的思考[J].中國職業(yè)技術教育,2019(10):25-28.

[4]欒紅,宋光輝.智能制造背景下的工業(yè)機器人課程體系改革[J].職業(yè),2018(33):81-82.

[5]鄧斌.基于產(chǎn)教深度融合的“應用引領,崗位實境”工業(yè)機器人專業(yè)人才培養(yǎng)模式探究[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2019(22):180-181.

[6]唐敏.“1+X”證書制度試點背景下的高職工業(yè)機器人技術專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐[J].機電教育創(chuàng)新,2020(7):143-152.

作者:彭明仔 單位:廣州科技貿易職業(yè)學院