“工业机器人多工作站联调”课程一体化教学改革研究.pdf

引 言工业机器人应用与维护专业是培养面向工业机器人本体生产商、系统集成商和终端用户企业就业，适应工业机器人生产、系统集成以及售后服务岗位群（如设备安装操作工、调试技术员、仿真技术员、方案设计员、项目主管、销售业务员、售后服务员、销售经理、售后工程师等）工作1，胜任工业机器人装配与测试，工业机器人工作站维护与保养、安装与调试、调整与优化、仿真设计、故障诊断与排除，工业机器人多工作站联调，工业机器人项目方案设计和项目现场管理与培训等工作任务，能适应不断变化的工作需要，具备自主学习、团队合作、沟通协调、独立或合作解决问题、组织指导、统筹管理、总结反思等职业素养。为适应社会发展和企业需求，也响应学院的一体化课程改革的号召，笔者以工业机器人多工作站联调中的工程实例“工业机器人涂胶工作站的联调”一体化课堂教学为例，进行分析阐述。整个教学过程分为教学设计、教学实施、教学反思。1基于学习任务教学设计1.1 课程定位工业机器人应用与维护专业的课程体系是依据工学结合一体化课程开发理论，在开展行业企业调研、召开实践专家访谈会的基础上，提取典型工作任务，并结合学生实际情况进行学习领域转换，形成的具有学院自己特色的工学结合一体化课程体系。“工业机器人多工作站联调”课程是其中一门专业核心课程，课程以实际生活、生产和工作环境为载体，学习工业机器人基本的编程与调试、PLC 的编程思维、工作站之间的联调和车间安全操作规范等基本知识和技能，完成站与站之间的安装与调试工作2。它是一门以“学生为中心”，基于职业和工作分析，以工作过程为导向，以任务为驱动，综合性与实践性较强的专业技术课程。1.2 课程任务“工业机器人多工作站联调”包含 3 个学习任务，其中“工业机器人涂胶工作站的联调”是第 1 个学习任务，这里分析的是其第 10 个微任务。任务开展以学生为中心，根据学生职业能力培养目标的要求，把任务要求与学生的基本素质、专业能力和社会能力的培“工业机器人多工作站联调”课程一体化教学改革研究庞猛（山东技师学院，山东 济南 250200）摘要：一体化课程教学实施是以培养学生综合职业能力为目标，以学生为中心进行教学进度计划编制、课堂教学活动设计与实施并达成学习目标的过程，包含课堂教学进度计划编制、课堂教学活动设计、课堂组织与实施等活动。课程实施是培养学生专业实践知识、理论知识、通用能力和职业素养的重要载体，是提升学生素养的关键路径，是培养高技能人才的重要保障。在进行一体化的教学设计过程中，要先进行课程典型性分析，接着进行微任务的定位和微任务典型性的分析，分析学情，确定学习目标，分析本任务的重难点，确定化解重难点的方式方法。教学实施的过程中，分为课前环节、课中环节、课后环节三部分内容。整个教学环节结束后，根据教学实施的过程进行教学反思，对于教学过程中的学习效果、教学特色、不足与改进做出客观的评价。鉴于此，该文以工程实例“工业机器人涂胶工作站的联调”为例进行分析讨论，以期为工业机器人多工作站联调课程的工学一体化课堂教学提供参考和借鉴。关键词：一体化教学；工业机器人应用与维护；多工作站联调中图分类号：G420文献标志码：B文章编号：1672-545X（2023）07-0160-03收稿日期：2023-03-01作者简介：庞猛（1990-），男，山东聊城人，讲师，硕士研究生，研究方向：机电一体化技术、工业机器人.160装备制造技术 2023 年第 7 期养结合起来，体现了本课程的适用性。该任务具有完整性、规范性、实用性、延展性。1.3 学习目标本次选取的任务“工业机器人涂胶工作站的联调”是来自企业一线实际的工作任务。学习本课程的班级为技师班的学生，在学习上，形成了善于发问、勇于进取敢于创新的学风。但是多数学生职业规划不明确，职业素养劳动和工匠精神不足。在学习的过程中，学习任务调试的过程中，遇到困难容易退缩，劳动素养低，导致学生对专业认同感低，操作不细致，执着、精益求精、一丝不苟的工匠精神不够。本课程的学习目标分为课前、课中、课后。课前通过学呗平台发布学习资源，学生自主学习，培养学生自主学习和查阅资料的能力；课中能与组员制定施工计划、按时完成工业机器人涂胶工作站的联调，通过验收按照 6S 整理施工现场3，培养学生沟通和团队合作能力、语言表达能力、时间管理和解决问题的能力、安全操作规范能力；课后能够完成认知性报告的填写，培养学生写作和语言表达的能力。1.4 学习重难点与化解方法根据“工业机器人涂胶工作站的联调”工作内容，学习重点在对岗位能力需求、学生知识结构、学生完成学习任务中的关键程度进行分析，学习难点结合学生认知识规律、认知水平从学习内容中识别，选择相对难理解的内容进行分析后，确定重难点，突破重点、化解难点。经过本次任务的分析4，确定站与站之间的通讯设置为教学重点，站与站之间的调试过程为教学难点。通过教师讲授、细化分工，小组协作，企业专家全程参与严格要求操作规范等方法，解决教学中的重难点问题。1.5 准备学习资源为完成教学目标，需配置教材、工作页、参考资料和相应的实训设备。实训室中有 8 台 ABB IRB120 型机器人、工业机器人涂胶工作站、Robotstudio 仿真软件以及工具防护用品等。为更好地完成学习任务，软件学习资源配备微课、学呗 QQ 群等学习资源。2基于学习任务教学实施“工业机器人涂胶工作站的联调”教学任务实施的过程中，主要包括学生活动、教师活动、教学手段及用途、教学手段、完成目标、输出成果等5。教师在进行教学实施的过程中，采用“工学一体”的模式，将实际的生产任务“工业机器人涂胶工作站的联调”转化成学习任务，对接实际的工作岗位流程来进行教学，分为课前（明确任务、自主学习）、课中（明确任务、制定计划、任务实施、评价验收）和课后（课后拓展）3 个环节。2.1 课前环节教师根据工业机器人涂胶工作站的联调学习任务提前准备各组桌牌、挂牌等用品，明确学习任务完成时间，在学呗课堂发布课程微课、知识资源，在学呗课堂布置作业，上传录制的微课视频，下达微任务的要求、发布考核方法和评价标准。学生在组长的带领下组织组员接收学习任务，提前通过学呗课堂学习微课资源和相关知识，明确微任务的要求，整理工装、点名签到，列队进入学习工作站。2.2 课中环节课中环节是教学实施的重要环节，“工业机器人涂胶工作站的联调”共设置了明确任务、制定计划、任务实施、评价验收 4 个环节。明确任务：学生听教师总结课前学习资源学习完成情况，讲解本微任务要求，明确工业机器人涂胶工作站联调任务；教师总结学呗作业完成情况，指出学习资源学习过程中存在的问题、提出微任务要求，帮助学生明确任务，组织小组讨论，并给出制定任务计划时间和要素，各组巡视，适当参与讨论，个别答疑、指导。制定计划：学生提交工业机器人涂胶工作站的联调工作计划，组长向教师汇报计划内容，根据教师意见做出决策，完善计划；教师接收各组学习任务的工作计划，听取组长汇报，给出各组整改意见。任务实施：学生将工业机器人站、涂胶供料站、涂胶装配站之间的网线连接，将编写的 PLC 程序下载到设备中，机器人站处于自动运行模式下，按下启动按钮后，机器人完成夹具的切换，运行到涂胶装配站和涂胶供料站，实现工业机器人涂胶工作站的联调；教师指导学生完成网线连接形成局域网，组织学生小组之间的交流，巡回指导，记录学生在联调的过程中遇到的问题，个别问题单独交流，共性问题，集中讲解，总结站与站之间的运行程序和运行效率。评价验收：学生各组完成工业机器人涂胶工作站站与站之间的联调工作，自我评价，完成任务书中评价表各项内容，小组互评，利用展览馆法，顺序流动评价，各组同时汇报，互相提出建议并打分，教师评价，听取教师总结评价结果，记录改进意见；教师组织验收任务，组织自评、互评，统计学生本课程的综合评价分数，教师进行微任务总结并评选出优胜组，布置课后作业。工业机器人涂胶工作站联调课堂教学组织实施是按照课程教学进度计划，将学习任务教学活动设计161Equipment Manufacturing Technology No.7袁2023有效落实的过程，要求教师能够把控课堂节奏，引导学生按照计划完成学习任务，应把握好以下几点：（1）把控课堂教学节奏，按照设计的教学环节完成教学活动6。课堂教学组织实施应体现“学生中心、能力本位、工学一体”的教学理念，依据教学计划有效的组织教学，完成实际的教学内容，达到教学目标，在教学的过程中采用分组学习的方式。（2）思政教育贯穿整个教学全过程职业素养的培养和思想政治教育是一个长期浸润的过程，在课堂教学组织实施过程中要特别关注学生的行为表现，教师应契合实际、适时进行正面引导7，学生互评时引导学生客观公正办事，在学生小组合作时鼓励学生友善合作等。（3）关注课堂进度情况，实时调整教学节奏在教学组织实施的过程中，会出现实际的教学与教学设计有偏差的地方，或者课堂中出现未预期情况，这就要求教师能够妥善的处理。（4）安全教育贯穿整个教学过程在进行教学的过程中，安全教育要贯穿整个教学环节。注意电路的安全、气路的安全、机械安装过程中工具的使用安全、机器人运行过程中点位示教、自动运行速度的安全，安全无小事，要按照规范的操作工艺和标准进行学习。（5）注重对学生的过程性评价和终结性评价工学一体化的课程依据学习任务考核方案，针对教学实施过程中的考试项目和考核标准，结合课堂学习活动开展过程性考核。选择自评、互评、教师评等考核评价，再对学习成果、技能考核和通用能力考核等项目进行观察和考核，形成考核记录和过程性考核成绩。终结性考核评价是工学一体化课程教学结束后，对学生学习效果的总体性考核。2.3 课后环节学生在学习任务结束后，完成学习任务认知性报告的填写，并提交学呗课堂。学生完成实训室卫生的清理、打扫，设备归位，电路、气路断开，机器人恢复到安全点，设备恢复到初始状态。教师检查实训室的状态，登录学呗课堂，完成认知性报告的批改。3根据教学实施情况进行教学反思教学反思是教师在教学实施结束后，对于其教学活动作出客观的总结，从而提高教师的教学水平。主要包括教学的学习效果、教学特色以及教学中的不足与改进方法。3.1 学习效果在该任务的学习过程中，学生们分析了如何完成工业机器人工作站的联调。通过小组讨论，完成了站与站之间的通讯设置，编写联调程序，实现了站与站之间的联调。各小组成员之间相互交流，较好地完成了该学习任务，达到了预期的学习效果。3.2 教学特色在教学的过程中，小组之间相互交流，表现出以学生为中心的教学课堂。通过教师的巡回指导，全过程监督每个学习阶段，对学习目标在工作过程中的达成情况实时掌握，是整个教学过程可控。课程思政元素挖掘合理，思政贯穿整个的教学过程。3.3 不足与改进不足：学生在进行练习的过程，对于站与站之间通信的学习过程中遇到一定的问题，没能及时的给予引导，导致学生在学习的过程中时间浪费较多。改进：在学习的过程中引导学生，及时的帮助学生掌握方向，当学生遇到问题无法解答时，给予学生引导，避免浪费过多的时间。4结 语在全面推进一体化课程改革的过程中，注重课程教学资源的开发与教学实施。在教学实施的过程中，注意要改变原来的教学方法，将知识的讲解转变为能力的培养，在提升学生技能的同时注重培养学生自主探究、分工协作的能力，全方位培养学生，提高人才培养的质量。参考文献：1 尤光辉，祝洲杰，蒋立正，等.“工业机器人编程技术”课程建设与探讨J.科技资讯，2020（1）：120-121.2 张莉芬.一体化教学模式在工业技术应用课程中的应用研究J.工业设计，2022（6）：46-48.3 党志勇.高职院校工业机器人技术课程教学改革探讨J.造纸装备及材料，2020，49（3）：195-196.4 樊泽明，余孝军，王鹏博，等.面向工业机器人专业的混合式教学系统J.高等工程教育研究，2021（6）：183-189.5 苏紫珍.基于工作过程的工业机器人技术一体化教学模式探 J.电子元器件与信息技术，2021，5（10）：123-124.6 时伉丽.工业机器人在工业工程中的应用浅析J.电子元器件与信息技术，2021，5（4）：174-175.7 李亮星，张乐平，吴晨刚，等.智能制造背景下机器 人工程专业人才培养研究与实践J援科教导刊，2020（22）：59-60.162