基于學習投入度的高職工業機器人技術專業課程教學模式研究

唐敏

摘 ? 要：學習投入度作為高校人才培養質量最重要的預測變量，被廣泛應用于高等教育質量評價中。本文分析了高職學生學習投入度特點，并以提高學生對課程學習投入度為視角，以“工業機器人現場編程”課程為例，探討課程的教學模式，并在實踐教學中取得了較好的教學效果，同時也為其他課程的教學模式研究提供了借鑒作用。

關鍵詞：學習投入度 ?教學模式 ?工業機器人

中圖分類號：G718 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）02（b）-0227-02

1 ?課程定位

工業機器人技術專業主要是面向制造業，以就業為導向，旨在培養擁護黨的基本路線，具備德、智、體、美等全面發展的綜合素質，掌握使用工業機器人為主的工業控制、自動化應用的必備知識，適應現代工業機器人應用領域的需求，具備相應技術的高素質技術技能型人才。通過專業調研，工業機器人這個行業可分為三部分，包括工業機器人應用企業，工業機器人制造企業和工業機器人集成企業，針對不同的企業，就有不同的就業崗位，通過對就業崗位所需的知識和技能分析，構建了工業機器人專業課程體系。其中“工業機器人現場編程”是工業機器人技術專業的一門專業核心課程。其功能是采取工作過程導向、任務驅動的方法進行教學，通過學習ABB工業機器人的操作和編程使學生掌握工業機器人的基本編程方法及示教器的操作，提高學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，培養學生進行工業機器人手工編程操作的能力，增強學生從事典型機電設備—工業機器人應用的職業能力。

2 ?高職學生學習投入度特點分析

學習投入是指學生對課程教學的心理融入，以及在學習理解和掌握知識技能方面的努力程度。研究表明高職學生的學習主動性不高，自主學習能力較差，但是有著較高的互動性學習投入。學生的學習興趣在學生個體因素影響學習投入度的解釋力是最高的，學生學習興趣的增加，促使學生的自主性學習投入和互動性學習投入相對的提高。另外院校對實習實訓等方面的支持服務力度對學生學習投入度的影響較大[1-2]。結合以上高職學生學習投入度特點，以“工業機器人現場編程”課程為例，從提高學生對課程學習投入度的視角，對工業機器人專業課程教學模式進行探討，以提高課程教學質量。

3 基于學習投入度的課程教學模式

3.1 ?優化教學內容，采用項目式教學，培養學生學習興趣

教學內容應考慮職業教育學生的特點，以簡明、實用為宗旨，夠用為度。教學內容的設計以教學目標為核心，以教學設計為主導，需嚴格遵循其完整性、邏輯性和系統性。“工業機器人現場編程”課程通過對工業機器人本體及工作站的安裝、調試、應用等工作崗位分析，根據工業機器人的運用特點，以ABB工業機器人的操作和編程過程為內容，以ABB工業機器人為載體，設置了ABB工業機器人的基礎認知、循跡模塊編程與操作、繪圖模塊編程與操作、裝配模塊編程與操作、碼垛模塊編程與操作及搬運模塊編程與操作6個學習項目[3]。將知識點和技能點分散在操作和編程的過程中，讓學生逐級遞進地學習知識、掌握技能。每個學習項目都是一個完整的工作過程，將教學內容與職業實踐和學生的經驗結合，培養學生的職業能力，幫助學生培養學習興趣。

3.2 升級教學方式，調動學生學習主動性

“工業機器人現場編程”課程是一門實踐性較強的課程。采用“教師講、學生聽、教師示范、學生動手操作” 傳統教學方式存在著許多弊端。具體體現在以下兩個方面：（1）將理論內容和實踐內容都在課上完成，出現理論知識講解不透徹、實踐技能掌握不扎實現象。（2）對于一些操作要點，需要教師反復講解和操作演示，不能培養學生獨立探究能力。隨著教育信息化水平的提升及教育教學改革的不斷推進，傳統的課堂教學模式及學習方式正在悄然發生改變，微課、慕課、多媒體技術等越來越多地在教學中應用。在“工業機器人現場編程”課程教學實施過程中，可以將一些知識點和技能點制作成微課的形式，便于學生自主學習。例如課程內容的項目二繪圖模塊編程與操作，學生要想完成這個學習項目必須掌握知識點和技能點以及完成的實操任務如圖1所示。

可以將教學內容中的重要知識點和技能點如例行程序的創建步驟，關節運動指令、直線運動指令、圓弧運動指令的運動特點和使用方法制作成微課的形式，上傳到教學管理平臺，學生可以通過智能手機、平板電腦等移動終端設備隨時隨地的觀看。學生可以在課前完成相關內容的學習，課上時間完全用于實踐操作。同時學生在動手實踐過程中遇到問題，隨時通過觀看微課視頻自己解決，培養學生自主學習能力和獨立解決問題的能力，激發學生的學習熱情，充分調動學生學習的主動性。

3.3 虛實結合，提升學生實訓成效

高職學生普遍具有樂于動手、喜歡實踐，內在學習動力不足、創新能力不強，對網絡及移動終端設備熟練應用等特點。結合以上高職學生學習特點，要取得較好的學習效果，就必須打破原有的教師教授學生的單向知識流通，給學生找到對應的機器人設備，但是學生數量眾多，設備類型和數量有限，在課上實操環節中就會出現一部分學生在設備前操作，另一部學生無所事事的現象。課堂教學管理混亂，教學效率低，很難保證教學質量。要想解決上述問題就需要建立虛實一體的實訓室。工業機器人虛擬仿真設備在價格上要遠遠低于實際設備，而且可以模擬真實的機器人編程與操作。院校完全可以購買數量較多的虛擬仿真設備供學生使用。課上學生可以首先在虛擬仿真設備上練習機器人的編程與操作，練習熟練以后再到實踐設備上進行現場操作，這樣可以保證每個學生都能夠接觸設備、完成實操任務，同時學生在虛擬設備熟練應用之后再到實際設備操作時一方面能夠減少設備的損壞，另一方面更重要的是避免因設備使用不熟傷害到學生安全。我院購買了28套工業機器人虛擬仿真設備，每個設備上分別配有ABB、安川、發那科三個不同品牌機器人示教器，可以滿足學生對不同類型機器人的學習，學生在虛擬仿真實訓后，在到相應的實際設備操作得心應手，解決了少數學生操作、多數人圍觀的現象，保證了學生實習實訓成效。

4 ?結語

我院工業機器人技術專業是從自動化技術專業和機電一體化技術專業根據產業升級需要孵化出的一個新專業，在專業課程的建設和實施過程中，應不斷探索和創新，總結出方法和路徑，培養出適應現代工業機器人應用領域的需求，具備相應技術的高素質技術技能型人才。

參考文獻

[1] 汪玉俠.大學課堂教學評價的新視角：學生課堂學習投入度[J].黑龍江教育，2013（12）：48-49.

[2] 汪雅霜，汪霞.高職院校學生學習投入度及其影響因素的實證研究[J].教育研究，2017（1）：77-84.

[3] 張超，張繼媛.ABB工業機器人現場編程[M].北京：機械工業出版社，2017.