關(guān)于對(duì)中職機(jī)器人專(zhuān)業(yè)教學(xué)的探討

曹魯輝

摘? ?要：機(jī)器人專(zhuān)業(yè)作為中職學(xué)校的新興專(zhuān)業(yè)，是智能制造行業(yè)里最具有代表性的專(zhuān)業(yè)，對(duì)于行業(yè)發(fā)展有著非常重要的意義。本文的主要內(nèi)容是關(guān)于對(duì)中職機(jī)器人專(zhuān)業(yè)教學(xué)的探討，以及專(zhuān)業(yè)教學(xué)所面臨的困境和問(wèn)題，如何在實(shí)踐教學(xué)中解決，以及實(shí)施的成效等，希望能提升中職專(zhuān)業(yè)的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：中職;機(jī)器人;實(shí)踐教學(xué)

1? 機(jī)器人專(zhuān)業(yè)發(fā)展的背景及前景

2015年國(guó)家提出"中國(guó)制造2025"，其中關(guān)于智能制造機(jī)器人產(chǎn)業(yè)明確提出要大力發(fā)展機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，2019年，國(guó)務(wù)院又制定了《國(guó)家職業(yè)教育改革實(shí)施方案》，要加大力度支持職業(yè)教育的發(fā)展，機(jī)器人行業(yè)目前在國(guó)內(nèi)蓬勃發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?，未來(lái)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用在生產(chǎn)領(lǐng)域可以進(jìn)一步拓展[ 1 ]。

2? 中職教育機(jī)器人專(zhuān)業(yè)教學(xué)所面臨的困境和問(wèn)題

目前部分中職學(xué)校開(kāi)設(shè)了機(jī)器人專(zhuān)業(yè)，但是由于是新興專(zhuān)業(yè)，在教學(xué)中面臨一系列的問(wèn)題。主要?dú)w納有以下三方面的問(wèn)題。

2.1? 教師教學(xué)方法的問(wèn)題

作為新專(zhuān)業(yè)，許多中職老師會(huì)想當(dāng)然地認(rèn)為，把其它專(zhuān)業(yè)學(xué)科的教學(xué)方法照搬過(guò)來(lái)就可以開(kāi)展教學(xué)了。現(xiàn)實(shí)教學(xué)發(fā)現(xiàn)，不能簡(jiǎn)單參照其他學(xué)科開(kāi)展教學(xué)。這是機(jī)器人專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)決定的。機(jī)器人專(zhuān)業(yè)集合了機(jī)械、機(jī)電、PLC等十幾門(mén)學(xué)科的知識(shí)，可以說(shuō)是典型的機(jī)電智能集合體，融合許多控制系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)的知識(shí)。如果對(duì)于專(zhuān)業(yè)定位不清楚，如把應(yīng)用維護(hù)作為專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向還是編程操作作為專(zhuān)業(yè)發(fā)展方向，往往存在大不同。直接關(guān)系到平時(shí)的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方法的不同。如果把本專(zhuān)業(yè)定位于培養(yǎng)應(yīng)用維護(hù)機(jī)器人方向，那在教學(xué)方法上就要著重培養(yǎng)學(xué)生的在控制通訊系統(tǒng)如何更好服務(wù)于實(shí)際項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工藝上，在理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)上要重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生在PLC與機(jī)器人的通訊上的設(shè)計(jì)，通訊接口和信號(hào)的設(shè)置，這些都要最終服務(wù)于現(xiàn)場(chǎng)工藝要求，如應(yīng)用在氣體保護(hù)焊和電阻焊就不同，同樣應(yīng)用在涂膠碼垛和分揀裝配又不一樣。但是如果定位于操作編程，往往更側(cè)重于現(xiàn)場(chǎng)編程調(diào)試如何滿(mǎn)足于工藝需求，尤其是示教編程和離線(xiàn)編程是當(dāng)前機(jī)器人編程的兩個(gè)主要編程方式。示教編程更側(cè)重于解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，離線(xiàn)編程借助編程軟件例如RobotArt，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工藝的編程。這些在實(shí)際教學(xué)中都要慎重研究如何才能更好的開(kāi)展教學(xué)，以實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果。

2.2? 生源基礎(chǔ)的問(wèn)題

由于歷史和現(xiàn)實(shí)原因，中職學(xué)生普遍面臨著理論基礎(chǔ)不足，基礎(chǔ)知識(shí)面不寬和知識(shí)層次不高的問(wèn)題，所以在集成度比較高的專(zhuān)業(yè)，學(xué)生往往存在畏難情緒的狀況。這種情況在機(jī)器人專(zhuān)業(yè)表現(xiàn)的更為明顯。作為典型的機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)代表，集成度越高也代表著集合的學(xué)科知識(shí)也是越多，對(duì)學(xué)習(xí)者和教授者都提出更高的要求。但是中職生理論基礎(chǔ)的不足短時(shí)間內(nèi)無(wú)法彌補(bǔ)，這也需要教授者更多的智慧。

2.3? 硬件和軟件問(wèn)題

作為新興專(zhuān)業(yè)，機(jī)器人集合度高也往往代表著價(jià)格偏高，相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)床等設(shè)備，動(dòng)輒20-50萬(wàn)不等的價(jià)格對(duì)于中職學(xué)校來(lái)說(shuō)，資金壓力還是比較大，無(wú)法足額投資購(gòu)買(mǎi)足夠的機(jī)器人設(shè)備。這就造成學(xué)生生均設(shè)備量較低，中職學(xué)生往往動(dòng)手意愿較強(qiáng)，動(dòng)手能力不弱，需要更多動(dòng)手訓(xùn)練才能更直觀(guān)地掌握相應(yīng)的操作技術(shù)。

相對(duì)于硬件，軟件同樣不可或缺，特別是離線(xiàn)編程仿真軟件對(duì)于學(xué)生豐富編程經(jīng)驗(yàn)和體驗(yàn)對(duì)于該專(zhuān)業(yè)幫助特別大，但是許多學(xué)校因?yàn)榉N種原因無(wú)法及時(shí)配套相關(guān)軟件資源，造成學(xué)生知識(shí)局限于課本理論，無(wú)法動(dòng)手操作和模擬，無(wú)法深入掌握和理解本專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)技能和知識(shí)。

3? 如何解決和應(yīng)對(duì)

3.1? 教師

首先教師要更新教學(xué)理念，學(xué)習(xí)掌握新的有效的教學(xué)方法。采用典型工作任務(wù)教學(xué)或項(xiàng)目教學(xué)，以及小組分工或團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方法，制定符合學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣的教學(xué)計(jì)劃。尤其是采用典型工作任務(wù)書(shū) 的教學(xué)形式，最大限度地模擬工廠(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的典型工作環(huán)節(jié)和典型工作任務(wù)，讓學(xué)生更貼近一線(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境，更重要的是，通過(guò)一系列的典型工作任務(wù)使學(xué)生綜合專(zhuān)業(yè)能力得到極大的提升，專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)也可以得到良好的培養(yǎng)。

其次深入研究該專(zhuān)業(yè)在本校的發(fā)展方向的定位，只有定位清晰，教學(xué)方法才能有針對(duì)性。由于中職學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱，許多學(xué)校更側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)編程操作能力，這樣充分考慮了學(xué)生的實(shí)際情況，充分發(fā)揮了學(xué)生動(dòng)手能力強(qiáng)，避免了理論集成深，學(xué)生應(yīng)對(duì)不了的情況[ 2 ]。

3.2? 學(xué)生

中職學(xué)生理論基礎(chǔ)薄弱，但是動(dòng)手能力強(qiáng)，作為老師如何激發(fā)求知欲望，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生通過(guò)多動(dòng)手實(shí)踐，及時(shí)表?yè)P(yáng)，使學(xué)生獲得成就感，是需要教師深入思考和研究的。特別是作為機(jī)器人專(zhuān)業(yè)，專(zhuān)業(yè)起點(diǎn)高，專(zhuān)業(yè)集合度高，行業(yè)知識(shí)復(fù)雜，涉及學(xué)科門(mén)類(lèi)廣。學(xué)生理論知識(shí)儲(chǔ)備不足，理解能力有限。教師可通過(guò)親自動(dòng)手示范，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)。可以通過(guò)教師先做一遍，學(xué)生試著模仿操作，然后針對(duì)普遍問(wèn)題集中示范講解，最后學(xué)生操作并講解，通過(guò)這幾個(gè)步驟，步步深入，以達(dá)到內(nèi)化深層次掌握。

3.3? 硬件和軟件問(wèn)題

主要是實(shí)訓(xùn)設(shè)備要切實(shí)符合中職實(shí)訓(xùn)教學(xué)和工作需要，盡量保證設(shè)備的一致性和典型性，同時(shí)也是主流設(shè)備。如同一品牌KUKA可以10臺(tái)左右，有利于開(kāi)展教學(xué)，但是同時(shí)兼顧品牌多樣性，考慮項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際，不能只局限于一個(gè)品牌，拓展學(xué)生的認(rèn)知度。我校采用先期采購(gòu)10臺(tái)庫(kù)卡工業(yè)機(jī)器人，后期購(gòu)入ABB以及松下等焊接、搬運(yùn)、打磨專(zhuān)業(yè)機(jī)器人。在滿(mǎn)足日常教學(xué)的同時(shí)，給學(xué)生提供多品牌的機(jī)器人設(shè)備，增加學(xué)生的操作經(jīng)驗(yàn)，從而對(duì)學(xué)生更快適應(yīng)行業(yè)發(fā)展起到良好的助推作用。與此同時(shí)，在實(shí)際教學(xué)中，也要充分用好教學(xué)平臺(tái)等網(wǎng)絡(luò)資源，我校通過(guò)購(gòu)入學(xué)徒寶等線(xiàn)上教學(xué)和就業(yè)平臺(tái)，極大地豐富了專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)通過(guò)直觀(guān)地講解和動(dòng)畫(huà)現(xiàn)場(chǎng)演示操作，可以使學(xué)生身臨其境地體驗(yàn)專(zhuān)業(yè)實(shí)操和應(yīng)用的場(chǎng)景，從而避免局限于理論，淺嘗輒止。當(dāng)然，實(shí)訓(xùn)設(shè)備和線(xiàn)上專(zhuān)業(yè)資源需要學(xué)校大量的資金投入，各個(gè)學(xué)校還是要依據(jù)各校實(shí)際有選擇地投入。

4? 實(shí)施效果：該系列措施運(yùn)用在教學(xué)實(shí)踐中的效果

通過(guò)以上有針對(duì)性的專(zhuān)業(yè)改革，我校從以下兩個(gè)方面獲得了良好的實(shí)施效果;教師通過(guò)優(yōu)化教學(xué)流程，采用典型工作任務(wù)書(shū)的教學(xué)模式，獲得較好的教學(xué)效果[ 3 ]。使日常教學(xué)更貼近項(xiàng)目生產(chǎn)實(shí);通過(guò)教學(xué)理念的革新和教學(xué)模式的改變，特別是引入典型工作任務(wù)書(shū)的模式，讓學(xué)生參與模擬工廠(chǎng)生產(chǎn)中來(lái)，極大地提升了學(xué)生的參與感和責(zé)任感，有利于培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和主體工作者的意識(shí)，從而推動(dòng)學(xué)生在興趣和成就感的吸引下主動(dòng)獲得知識(shí)和技能。

5? 反思和總結(jié)、改進(jìn)

我校機(jī)器人專(zhuān)業(yè)通過(guò)以上一系列的改革，把實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和線(xiàn)上資源打通，廣泛采用典型工作任務(wù)書(shū)的模式，推動(dòng)專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)踐，貼近教學(xué)實(shí)踐，大部分同學(xué)獲得了扎實(shí)的技能。但是，涉及到部分核心知識(shí)技能，由于理論基礎(chǔ)要求高，邏輯思維能力高，部分同學(xué)沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果。

對(duì)于部分理論基礎(chǔ)要求的部分，作為教師，我們需要嘗試?yán)枚喾N形式教學(xué)，如采用動(dòng)畫(huà)，或者更貼近學(xué)生生活的學(xué)習(xí)型視頻，幫助理解專(zhuān)業(yè)核心概念和編程邏輯。從而提升專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)的整體實(shí)施效果。

參考文獻(xiàn)：

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