高職院校“工業機器人綜合實訓”課程改革模式探索＊
——以工業機器人物料搬運模塊為例

許文燕 ， 杜玉香

（廣州南洋理工職業學院，廣東 廣州 510925）

“工業機器人綜合實訓”是國家骨干高職院校重點建設專業、省示范特色專業——工業機器人技術專業的專業技能模塊的核心課程，是廣東省“三全育人”綜合改革試點院系的優質精品課程。“工業機器人物料搬運”模塊是課程的重點教學模塊，該模塊采用“理虛實一體化”教學組織模式，借助工業機器人編程與調試崗位設計，通過虛擬仿真—基礎實訓—綜合實訓的環節設置，突破學生差異性明顯的特點，讓學生在綜合競技的課堂節奏中掌握工業機器人編程與調試技能。課程從思政元素入手，幫助學生掌握工業機器人編程技能，提高分析問題和解決實際問題的能力。課程運用任務驅動教學法，結合各類信息化平臺進行教學設計，旨在對學生進行綜合能力的提升。學完該課程后，學生初步具備工業機器人編程與調試的能力，為后續走上工作崗位奠定基礎，實現一專多能[1]。

1 以“學習者為中心”的整體教學設計

1.1 大數據支撐，精準把握學情

該模塊教授對象是大二下學期的學生，經過一年多的相處和磨合，學生對老師的教學方法、表達習慣都很熟悉；老師對學生的學習特點、興趣愛好、成績表現、基礎知識、認知能力、身心特征，甚至生活經驗、情感經歷都有具體的了解和數據支撐。學生已經系統學習了“傳感器與檢測技術”“C語言程序設計”“液壓與氣動”等課程，通過調取課程平臺的成績、作業完成情況、調查問卷等相關數據得出以下結論：已經具備工業機器人基本理論、C語言程序設計、傳感器應用等基本知識與技能。通過“C語言程序設計”的學習，已經掌握基本的程序編寫與調試技能，但對工業機器人實操編程與調試的學習還需進一步加強[2]。

學生作為典型的新興一代，更加適應智慧化的學習環境，學習時空靈活，學習工具便捷，內容豐富，而且知識來源變得更加廣泛。不僅可以從教師、教材中獲取知識，而且還可以從網絡、各種電子設備中獲取。因此，短視頻片段和微視頻片段，不僅能夠化解學生的畏難心理，讓教學效果更佳，還能滿足差異化和個性化教學的需求，給學生不同的選擇。

1.2 對接國家標準，重構教學內容

依據國家高等職業學校工業機器人技術專業教學標準，結合教育部工業機器人應用編程“1+X”證書，對接工業機器人設備操作員崗位需求，參考國內現有的國家級精品課程以及競賽、考證，將教學內容進行多元重構[3-4]。

“工業機器人物料搬運”由課堂教學與生產性實訓兩部分組成，首先以兩個重要坐標系建立、基本運行指令基礎、碼垛搬運理論基礎為載體分別對應“虛擬仿真RobotStudio軟件”學習，而后用真實的生產性實訓任務來強化提升。借鑒工業機器人設備操作崗位需求環節設置嵌入知識點和技能點，融入中國傳統文化、工匠精神、創新精神、勞模精神等思政元素，打造集專業性、思政性、信息化、趣味性于一體的課堂，如圖1所示。

圖1 教學內容結構圖

1.3 合理運用現代信息技術，豐富教學手段

依托虛擬仿真RobotStudio軟件、3D示教器、超星學習通、智慧職教等全媒體教輔軟件及學習通線上教學平臺，將靜態知識動態化、抽象知識形象化、學習內容碎片化，讓學生在富有啟發性、快樂的情境中，學會學習、樂于學習。利用全過程信息采集，動態監控學生學習過程，多維展示學習結果，實現了學習過程及學習結果的多元、科學、便捷、多指標綜合的評價。

1.4 大師領銜，打造“雙導師”課堂

擁有一支“大師領銜、全員雙師、專兼結合”的優秀教師團隊。以大師級專業帶頭人為核心，成立工作室，組建工業機器人技能教導隊，對外承接省級工業機器人技術應用技能大賽。實踐教學課堂采用“雙導師制”，發揮校企協同的資源優勢，實現產教深度融合。

團隊中的3位成員均是來自教學一線的青年骨干教師，既有“工業機器人技術”等精品課程的主持人，也有多次在各級教學比賽中摘得桂冠的老師，分別負責教學設計、教學實施和數據采集。

2 課堂教學實施成效

課程教學設計遵循“以學生為中心，以任務為驅動”的教學理念，教學實施任務化、教學成果以作品呈現、課程思政潛移默化，實現知行合一、工學結合。

2.1 教學實施任務化

課程每學時教師按照“介紹、強化、點評”的流程，帶領學生進行“模仿、探索、創編”等不同難度任務的技能訓練，環環相扣，層層遞進，調動學生人人參與、全程參與。

2.2 教學成果以作品呈現

課程結合工業機器人設備操作員崗位要求，以每學時學生仿真任務完成情況檢驗學生學習成果，提高學生專業實踐技能，培養學生工匠精神和勞模精神。

2.3 課程思政潛移默化

課程每學時將工業機器人在工業中的實際應用作為專業課與課程思政的結合點，將傳承中華優秀傳統文化、培養文化自信作為落腳點，實現美育和德育的全程滲透，育人于無形。

整個課堂以“企業生產案例與相關知識”開啟，用“課后拓展作業”完結。課前“知識測試”發現問題，課中“任務評價”找到突破，課后“作業完成”反思提升，課外“考證與競賽相結合”檢驗成果，環環相扣，層層推進。接下來以圖2所示的實訓課教學流程圖為例，以如圖3所示的理論+虛擬仿真+實操教學流程圖展示課堂實施路徑。

圖2 實訓課教學流程圖

圖3 理論+虛擬仿真+實操教學流程圖

團隊五年以上的理論探索和實踐創新，凝練了高職專業技能課“需求引領、知行合一、協同育人”精準教學模式，達成了教學的四大成效。

1）情感認同：內化于心。信息技術與教學內容有效融合，實現學生對理論的情感認同，內化于心。教學設計與實施注重理論內容的邏輯縝密、信息技術的合理運用，凸顯了“信息化、個性化、作品化”的交融互動，使理論課堂活起來；突破教學重難點，化解教學痛點，增強了學生的情感認同。

2）多維互通：外化于行。混合教學與多維協作的雙效互動，實現學生對理論的主動踐行，外化于行。師生依托慕課等信息技術實現線上的交流互動，依托項目實踐實現線下的教學相長，使學生對理論的情感認同在層層遞進、環環相扣的教學設計中轉為行動自覺；實現師生、生生間的多維協作，走向生態課堂。教學團隊成員寓教于研、以研促教，取得良好的成效。近年來，團隊教師在省級工業機器人技術應用技能競賽中獲得三等獎共3項，全校教師講課比賽三等獎1項，立項各類課題11項，指導學生專利申請授權6件，以及指導多項挑戰杯獲得二、三等獎8項。學生不僅專業技能得到了提升，表達能力、文字編輯能力、個人綜合素質都得到了鍛煉，在相關專業技能競賽當中表現突出[5]。

3）多維教學：精準對接。拓展教學時空，充分發揮學生作為互聯網“原住民”的優勢，打破時空限制、避免設備損耗、降低教學成本、優化學習進程，開展教學的同時進行直播教學，每次課堂教學累計觀看人數超過 300人次。直播豐富了課堂的互動形式，極大拓展了教學空間。直播結束后平臺自動生成視頻，學生課后可以反復回看，消化新知，成為課堂教學的有效補充。

4）素養提升：互化為境。自主學習與小組任務的探究合作，實現學生對理論的鞏固提升，互化為境。堅持以學生為中心因材施教，設計適合工業機器人技術專業學生的學習任務，使學生在自主學習中提升學習能力，在共同完成任務中弘揚工匠精神和勞模精神，培育創新意識，學會與人溝通、交流與合作。師生互相感染、教學相長，形成良好的教育情境和育人環境。

3 特色與創新

3.1 “工業機器人設備操作員”崗位教學組織模式為學崗直通的人才培養理念提供了示范

本模塊教學采用“工業機器人設備操作員”崗位教學組織模式，借鑒真實生產環境中的運行方式，以小組為單位成立模擬的生產小組。學生分別擔任任務策劃、虛擬仿真、實訓工藝流程分析、程序編寫與調試、程序優化與聯調等，大家各司其職，分工合作，按照行業要求完成實訓任務，獲取相應課程積分，并周期性進行崗位輪換，體現了一專多能、學崗直通的人才培養理念，實現了教學內容節目化、教學組織崗位化、教學環境職場化、教學評價過程化[6]。

3.2 全過程多元教學評價體系激發了學生自主學習熱情

圍繞課前、課中、課外、課后，構建了一套覆蓋全過程，涵蓋多元評價主體和評價維度的教學評價體系，以超星學習通課程積分打榜的形式呈現，調動了學生自主學習和創造性學習的熱情。

3.3 思想政治教育、勞動教育與技術技能培養無縫對接

突出課程教學的育人導向，變說教式教育為體驗式教育，切實將思政點與課堂內容相結合，讓學生在模擬生產環境的各種角色身上汲取能量和營養，達到了潤物無聲的育人效果。行業大師按照行業要求和規范進行示范演示，培養學生尊重勞動、尊重實踐的意識。通過小組合作，讓學生在各工種的協同配合中發現勞動的樂趣，同時認識到團結、堅持、紀律的重要性，并真正將其化為自身的內在操守[7]。

3.4 尊重學生個性落實小課教學

針對學生個性鮮明、差異性大的特點落實小課團隊式分組教學，每個小課組不超過18人，每個團隊3人，老師建立對學生的全面認知，包括學生的語音面貌、基礎知識、基本技能、個性氣質、性格特征、職業規劃等，有針對性地為學生“量體裁衣”，挑選適合學生的人物角色和欄目崗位。

4 不足與改進

4.1 針對前置課程學習影響效果問題的整改措施

堅持整體課程論，共同滋養高職學生的“拔節孕穗期”。具體為：1）要拓寬學情把握的廣度與深度，向前置課程教師深入了解情況；2）要加強對相關知識的溫故知新；3）要與其他各類課程同向同行、同頻共振。

4.2 針對教學效果延續性問題的整改措施

堅持協同育人理念，筑牢知行合一的前沿陣地。具體為：1）要在課堂外堅持用信息技術培育高技能人才的使命擔當并提升為長效機制；2）要進一步推進“知識與技能”協同，創新實踐教學方式，與職能部門共同搭建踐行平臺，持續推進學生用個人夢托起中國夢的擔當；3）要持續與朋輩榜樣、優秀校友和社會楷模有效協同育人[8-9]。