技工院校工業機器人專業課程教學方法的實踐探索

徐坤剛

摘 要：為激發技工院校學生學習工業機器人技術的興趣，增強工業機器人專業課程的教學效果，結合技工院校課改要求，現以一個典型實例來淺談“項目教學法在工業機器人專業課程教學實踐”，利用該教學法來激發學生的學習興趣和動力，從而解決工業機器人專業課程教學中的多種能力培養問題。

關鍵詞：工業機器人 項目教學法 教學改革

隨著工業現代化的發展，工業機器人已經廣泛應用于各大領域，為企業及用戶提供更先進的生產和更優的產品品質。由此工業機器人進入了一個快速發展時期，而作為技能人才培養的技工院校任重而道遠，首當其中是如何開展好工業機器人技術的培養工作已變得迫不及待，所以對傳統的職業技能教育模式的改革顯得尤為重要。各技工院校都在進行課程改革和教學方法的探索，如果教師還采用以往的教學方式——以教師講解為主，學生跟著教師模仿的傳統教學方式進行教學活動，將無法適應當今的工業機器人技術實訓課程的教學。[1]

筆者在該工業機器人專業實課程的教學中嘗試采用不同的教學方法進行改革嘗試，最后確定以企業典型應用為平臺的“項目教學法”教學實訓模式，較好地解決了工業機器人技術教學中的能力培養問題。[2]

項目教學法即是教師與學生通過共同完成一個項目工作而進行的教學活動。通過學生本人參與制訂項目計劃，參與項目的實施和評估，從而完成教學任務，是以任務為導向的教學方法。項目教學法較少的約束學生的思維，通過學生的自主探索、相互合作來完成教學實訓任務，讓學生具備自學能力、協作能力、創新能力，并提高學生綜合素質。[3]

筆者將項目教學法應用于本校14工業機器人應用與維護G5班的工業機器人系統安裝與調試的課程教學中，經過實踐，取得較好效果，現以工業機器人的自動組裝系統設計、編程與調試為例，說明項目教學法的具體實施過程。

一、明確項目

明確項目為：工業機器人的自動組裝系統設計、編程與調試，本案例的任務內容在生產企業中已有著廣泛的應用，常用于自動組裝控制系統中，很具有代表性。

二、勘查現場

通過勘察現場，了解項目實施現場是否具備項目實施條件。學生應根據項目實施的香腸按照標準逐一勘察，最終確定是否具備項目實施條件，如不具備條件則應提出不符合項及解決措施，教師負責相關條件的補充和現場勘察指導。

三、制定工作計劃

由各個小組分組討論，確定項目實施步驟，小組之間也可以互相討論，教師進行適時的指導，最終確定機器人的組裝工序實施方案和制定安全措施，小組內部在組長的安排下進行有效的分工合作。

四、項目實施

1.繪制流程圖，根據任務的控制要求機器人的軌跡，繪制程序控制流程圖。

2.制作I/O表，根據任務的控制需求，制作I/O表。

3.繪制PLC電氣原理圖，根據I/O信號繪制機器人外部電氣控制原理圖。

4.完成機器人工作流程設計并在此基礎上編制程序，在電腦上進行仿真模擬，確定程序的正誤。

5.按圖接線，此步驟操作的目的和作用：在實訓臺上找到相關設備，了解機器人、電磁閥的工作情況，電磁閥根據工作方式、電壓等級接線。

6.程序調試方法，根據任務描述用仿真軟件調試程序，首先按電氣圖檢查好線路，然后編程軟件的通訊設置是否受到激活接著調試好通訊程，檢查通訊鏈路是否正常，最后根據功能流程圖進行調試。

7.實訓臺的安全操作，接線前要關閉操作臺電源，并檢查是否己關閉，若實訓臺的電源空氣開關跳閘或發現操作臺漏電、運行過程有異味、有異響應立即關閉控制電源、急停按鈕，只有確保安全情況下才能進行通電。

五、項目評價

項目評估如果只注重項目作品的評價，忽略對學生整個學習過程的評估，會傷害學生的學習熱情。所以既對學生的項目作品進行評價，同時也關注學生的學習行為、學習習慣、學習態度、動手能力及參與度等等，并對其進行評價。建立評價表，由自我、小組和教師分別評價，各占分權的0.2、0.3、0.5，每一次評價匯總在一起，就是該生的成績。

六、項目總結

以小組為單位，各小組選擇演示文稿、展板、海報、錄像等形式中的一種或幾種，向全班展示其項目成果、匯報項目成果。匯報的內容應包括：

1.設計的過程及內容完成情況。

2.準備活動完成情況，具體組員的工作分配及完成情況。

3.安裝與調試過程，有什么問題？有哪些優點？

4.檢查驗收情況。

5.總結：通本任務的安裝學到了什么（專業技能和技能之外的東西）？

七、效果與反思

在本校14工業機器人應用與維護G5班專業推廣項目教學法近一年的過程中，效果顯著，筆者深切地體會到了項目教學法的優勢。例如，學生的理論基礎、職業素養、編程能力、安裝與調試能力得到了很大提高，同時交流能力、管理能力、協作能力等能力也得到提升，另外也提高了學生的學習興趣，也更加全面地評價學生。

但在項目教學法的實施過程中，我們也應注意到以下問題：以學生為主體，在整個教學過程中也應重視教師的引導和組織的作用。同時在分組教學中，教師要時刻并充分關注學習較差的學生，避免兩極分化現象發生。

總之，項目教學法有效的激發了同學們的學習工業機器人課程的興趣和動力，成績也得到了很大的提高，也培養了同學們的多種能力。

參考文獻

[1]于楚泓.《工業機器人技術》課程教學改革探索[J].科技風.2017年第8期：54-54.

[2]趙志群.職業教育與培訓學習新概念[M].北京：科學出版社.2003.

[3]焦澤昌，李艷.項目教學法在高職教學中的實施研究[J].中國林業教育.2003，（4）.