基于國賽設(shè)備工業(yè)機(jī)器人選修課教學(xué)實踐初探

趙紫悅

[摘 要] 以國賽工業(yè)機(jī)器人設(shè)備選修課的教學(xué)為切入點，結(jié)合中職工業(yè)機(jī)器人技能大賽要求，從工業(yè)機(jī)器人選修課的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計、教學(xué)方法、教學(xué)成效、教學(xué)反思等方面進(jìn)行初探，以期待選修課教學(xué)實踐能更好地服務(wù)于該項目的技能大賽。

[關(guān) 鍵 詞] 工業(yè)機(jī)器人；選修課；技能大賽；三元三制；四環(huán)四讓

[中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）14-0068-02

一、開設(shè)工業(yè)機(jī)器人選修課的背景

（一）時代發(fā)展的需要

隨著工業(yè)4.0的到來，工業(yè)機(jī)器人發(fā)展迅速，特別是在中國市場上，制造業(yè)為了改變落后的生產(chǎn)方式，解決用工荒難題，需要大力投入機(jī)器人等自動化設(shè)備。加上政策對智能化產(chǎn)業(yè)的大力扶持，中國各地興起了機(jī)器人發(fā)展大潮。

國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》是我國實施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的首個十年綱領(lǐng)，轉(zhuǎn)型智能制造將成為新時期下制造業(yè)的發(fā)展新趨勢，在此背景下，工業(yè)機(jī)器人將在制造業(yè)轉(zhuǎn)型中大有可為。所以，近幾年中不光是高職院校紛紛開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，就連很多中職學(xué)校也已經(jīng)開始嘗試開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，筆者學(xué)校由于條件的限制，現(xiàn)在還沒法專門開設(shè)機(jī)器人專業(yè)，但是開設(shè)選修課的條件已經(jīng)達(dá)到。

（二）浙江省選擇性課改的需要

2014年開始的浙江省中職選擇性課程改革是一場真正服務(wù)于學(xué)生內(nèi)在需求、挖掘?qū)W生內(nèi)在潛力的課程改革，是一場真正改變教師教育理念的課程改革，是一場打破傳統(tǒng)學(xué)校教育管理機(jī)制的課程改革！在深入推進(jìn)選擇性課改革中，深切體會到最好的教育是適合學(xué)生的教育。而適合學(xué)生的教育，只有在被教育者、教育者的不斷選擇中才能發(fā)現(xiàn)、才能實現(xiàn)。工業(yè)機(jī)器人選修課的開設(shè)為本校的學(xué)生提供了一次自主選擇的機(jī)會，更為對工業(yè)機(jī)器人感興趣的學(xué)生提供了一個學(xué)習(xí)的平臺。

（三）學(xué)校技能競賽的需要

普高看高考，職高看技能大賽，現(xiàn)在的中職學(xué)校都很重視技能大賽，筆者了解到自2015年教育部開設(shè)中職工業(yè)機(jī)器人國賽項目至今，杭州地區(qū)已經(jīng)有6所學(xué)校購買并開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人課程，并從2016年起杭州有工業(yè)機(jī)器人市賽、省賽、國賽層層選拔。筆者學(xué)校由于省示范校建設(shè)中專業(yè)建設(shè)的需要購得兩臺國賽設(shè)備工業(yè)機(jī)器人，具備了開設(shè)工業(yè)機(jī)器人選修課的硬件要求，開設(shè)工業(yè)機(jī)器人選修課也為學(xué)校參加杭州市工業(yè)機(jī)器人大賽提供了保障。

二、基于國賽設(shè)備工業(yè)機(jī)器人選修課的教學(xué)實踐

（一）教學(xué)實踐內(nèi)容設(shè)計的思路

本次工業(yè)機(jī)器人選修課教學(xué)實踐內(nèi)容的設(shè)計思路，筆者主要是以服務(wù)技能大賽為宗旨，以學(xué)校現(xiàn)有的國賽工業(yè)機(jī)器人設(shè)備為平臺，結(jié)合往年該項目技能大賽的特點和具體要求，弱化理論內(nèi)容，強(qiáng)化實踐內(nèi)容，化繁為簡，以工作任務(wù)為主線。對有興趣參加比賽的學(xué)生進(jìn)行相對應(yīng)的選修課教學(xué)實踐內(nèi)容的指導(dǎo)，并運(yùn)用筆者多年教學(xué)實踐總結(jié)的教學(xué)方法，讓學(xué)生在選修課的整個過程中重素養(yǎng)、強(qiáng)能力、練技能，并能在技能大賽中出彩。

（二）教學(xué)實踐內(nèi)容設(shè)計依據(jù)

通過對近兩年各地該項目技能大賽的分析，其主要考核學(xué)生的機(jī)械裝配能力、工業(yè)機(jī)器人操控能力、離線軟件編程能力、工業(yè)機(jī)器人編程能力、PLC編程能力、心理素質(zhì)等的綜合能力，根據(jù)技能大賽考核的要求，選擇和組織教學(xué)實踐的內(nèi)容，弱化理論內(nèi)容，強(qiáng)化實踐內(nèi)容，形成基于技能大賽需要的選修課教學(xué)內(nèi)容，這樣能增強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容與技能大賽的相關(guān)性，有一定的針對性和實效性。

（三）“三元三制”教學(xué)實踐內(nèi)容

筆者認(rèn)為設(shè)計適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)內(nèi)容是學(xué)生有興趣學(xué)下去的動力，學(xué)生如果一直保持有興趣的學(xué)習(xí)，那么，他的學(xué)習(xí)會很快樂，學(xué)習(xí)成功的機(jī)率會很高。

1.“三元三制”的定義

“三元三制”的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計就是根據(jù)每個學(xué)生不同的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)差異設(shè)計三種難易不同的元素并根據(jù)學(xué)生個體學(xué)習(xí)能力的差異提出三種不同的制度和要求。

2.“三元三制”的教學(xué)內(nèi)容

“三元三制”的教學(xué)內(nèi)容設(shè)計既符合學(xué)生的普遍學(xué)情，又鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)內(nèi)容上的個性發(fā)展，并可以以此教學(xué)內(nèi)容作為選拔參加技能比武的學(xué)生的依據(jù)。如，在設(shè)置安裝工位裝配單元時，設(shè)置裝配1、2工位、裝配1、2、3工位、裝配1、2、3、4工位三元目標(biāo)，學(xué)生根據(jù)自己的情況選擇目標(biāo)、達(dá)成目標(biāo)。

（四）“四環(huán)四讓”的教學(xué)方法

為更好地適應(yīng)行業(yè)崗位需求和教學(xué)實際，提高教學(xué)效率，根據(jù)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)模式，筆者通過總結(jié)教學(xué)實踐，提出“四環(huán)四讓”的工業(yè)機(jī)器人選修課教學(xué)法，以教師引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立、自主學(xué)習(xí)為指導(dǎo)思想，以此發(fā)揮學(xué)生各自的個性和特長、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生掌握技術(shù)與技能，形成職業(yè)核心能力，同時也培養(yǎng)學(xué)生的自信心和成就感。

1.“四環(huán)四讓”教學(xué)方法的定義

“四環(huán)四讓”教學(xué)法是以工作任務(wù)為導(dǎo)向，實際工作流程中有四個主要環(huán)節(jié)：任務(wù)解讀、任務(wù)分析、任務(wù)實施、任務(wù)評價。通過教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組合作、協(xié)作探究做到書本讓學(xué)生自學(xué)、疑難讓學(xué)生研討、規(guī)律讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)、評價讓學(xué)生參與。

2.“四環(huán)四讓”教學(xué)實踐

工業(yè)機(jī)器人選修課的每一個任務(wù)都是按任務(wù)解讀—任務(wù)分析—任務(wù)實施—任務(wù)評價來教學(xué)，在實際的教學(xué)過程中如何實現(xiàn)以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的四環(huán)四讓呢？以碼垛搬運(yùn)為例。

（1）一環(huán)一讓：在任務(wù)解讀中實現(xiàn)書本讓學(xué)生自學(xué)

主要是通過教師引導(dǎo)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法進(jìn)行，例如，碼垛搬運(yùn)任務(wù)解讀：學(xué)生在解讀任務(wù)所需的理論知識時，通過教師的導(dǎo)讀試題，有目的地自主學(xué)習(xí)教材，從而進(jìn)入任務(wù)分析。

（2）二環(huán)二讓：在任務(wù)分析中實現(xiàn)疑難讓學(xué)生研討

在任務(wù)分析中主要通過教師的引導(dǎo)、組內(nèi)互助、查找資料及小組討論的方法進(jìn)行，通過各組任務(wù)解讀，從中討論出各組的共性問題，也就是課堂疑難點了。

（3）三環(huán)三讓：在任務(wù)實施中實現(xiàn)規(guī)律讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)

學(xué)生兩人一組根據(jù)任務(wù)分析后發(fā)現(xiàn)的疑難，通過學(xué)生組內(nèi)合作、各組互助親自動手去做、去觀察并觀看教師的操作微視頻發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，根據(jù)各組的學(xué)習(xí)程度可以選擇教學(xué)內(nèi)容其中的一元一制去實施。任務(wù)實施分成四個環(huán)節(jié)去實施，環(huán)節(jié)一是角色輪換，分工操作。兩人一組設(shè)置兩個角色：操作員和編程員主要通過分工操作，小組互助，教師巡視的方法進(jìn)行；環(huán)節(jié)二是程序及點的準(zhǔn)確性檢測，主要通過小組成員共同參與來完成；環(huán)節(jié)三是組間PK，通過一、二兩個環(huán)節(jié)的任務(wù)實施，各組成員選擇出最適合自己的工作組隊參加比賽；主要的教學(xué)意圖是加強(qiáng)團(tuán)隊合作、鞏固所學(xué)知識。環(huán)節(jié)四是工位的整理，主要教學(xué)意圖是提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)文明生產(chǎn)習(xí)慣。通過四個環(huán)節(jié)的任務(wù)實施，讓學(xué)生自己在做中學(xué)、在做中悟、在做中覺，實現(xiàn)規(guī)律讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)。并通過教學(xué)內(nèi)容的自主選擇和組間的PK層層選拔大賽所需要的選手。

（4）四環(huán)四讓：在任務(wù)評價中實現(xiàn)評價讓學(xué)生參與

通過多元化全面的評價做到學(xué)生在課堂上所做的每一步都有一個具體的學(xué)分對其進(jìn)行鼓勵評價，并且評價讓其自己參與，做到技能大賽選拔選手有據(jù)可依。

三、基于國賽工業(yè)機(jī)器人設(shè)備選修課的教學(xué)實踐

成效

（一）促進(jìn)教師教學(xué)能力和專業(yè)技能的綜合發(fā)展

傳統(tǒng)教學(xué)根據(jù)設(shè)備說明書，采用傳統(tǒng)的示范、模仿教學(xué)，不能得到很好的比賽成績；而現(xiàn)在在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計和教學(xué)方法的摸索過程中，潛移默化地讓教師具備了一定的整體設(shè)計、規(guī)劃和實施有效教學(xué)的能力；在和學(xué)生一起探索專業(yè)知識的過程中，不斷地提高了教師的職業(yè)技能水平（2017年11月杭州地區(qū)教師工業(yè)機(jī)器人大賽獲第三名）。

（二）促進(jìn)學(xué)生專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的綜合發(fā)展

工業(yè)機(jī)器人課程需涉及電子專業(yè)的電工電子、PLC編程、電機(jī)與電氣控制技術(shù)等課程，以及機(jī)械專業(yè)的機(jī)械識圖、機(jī)械基礎(chǔ)、液壓及氣動技術(shù)等課程，原來兩個專業(yè)的學(xué)生只能學(xué)習(xí)自己專業(yè)的課程，而現(xiàn)在都要涉及。通過教學(xué)內(nèi)容的合理、適當(dāng)設(shè)計，激發(fā)了學(xué)生的興趣和潛能，豐富了學(xué)生機(jī)械和電子的雙專業(yè)知識儲備，提高了學(xué)生的綜合素養(yǎng)和綜合應(yīng)用能力。學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)由原來單一的電工電子技能操作或機(jī)床技能操作發(fā)展為兩項皆能操作。

（三）有效地服務(wù)技能大賽

教學(xué)實踐的內(nèi)容設(shè)置是針對技能大賽的，內(nèi)容是圍繞著技能大賽要求的，平時的訓(xùn)練和模擬競賽是接近技能大賽氛圍的。目前通過選修課的教學(xué)實踐已經(jīng)選出兩組較好的學(xué)生參加2018年的杭州市工業(yè)機(jī)器人選拔賽。

四、基于國賽設(shè)備工業(yè)機(jī)器人選修課的教學(xué)實踐思考

（一）教學(xué)內(nèi)容設(shè)置不夠完善

教學(xué)內(nèi)容是筆者總結(jié)往年的技能大賽的模塊和技能點設(shè)置的，但每年技能大賽的要求都在不斷變化，都會有新的模塊和技能點增加。怎樣建立一個完善有效的教學(xué)內(nèi)容體系，有待整體設(shè)計。

（二）相關(guān)師資力量薄弱

雖然在2017年杭州市賽取得第三名，但和第一名的教師團(tuán)隊還相差較多，隨著杭州地區(qū)中職學(xué)校國賽工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的增多，競爭也會越來越激烈，對指導(dǎo)教師的要求也越來越高，怎樣才能不斷提升教師的職業(yè)技能水平，有待思考。

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