“金課”引領(lǐng)下的電氣運行與控制專業(yè)中高職銜接課程體系的研究

楊海燕 何婕 徐丹鳳

江蘇省連云港中等專業(yè)學(xué)校 江蘇省連云港市 222000

1 引言

工業(yè)4.0時代我國創(chuàng)新提出了中國制造2025，工業(yè)機器人的發(fā)展和應(yīng)用成為中國智造之鼎走向高端化和智能化的關(guān)鍵增長點。目前，我國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)已成為全球最大市場，工業(yè)機器人技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的背后卻隱含著缺乏工業(yè)機器人應(yīng)用技能型人才的困境，掣肘著機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。工業(yè)機器人課程作為“金課”融入電氣運行與控制專業(yè)中高職銜接課程體系不僅體現(xiàn)了對未來科技發(fā)展的認識，也是培養(yǎng)新時代人才的重要舉措。本文以工業(yè)機器人技術(shù)維護人員崗位為導(dǎo)向，運用虛實結(jié)合“信息化教學(xué)+實踐平臺教學(xué)+企業(yè)素質(zhì)拓展”三位一體構(gòu)建中高職機器人專業(yè)特色的新課堂，契合了工業(yè)4.0提出的制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的要求。

2 虛實結(jié)合構(gòu)建教學(xué)環(huán)境

在實訓(xùn)設(shè)備的硬件設(shè)施建設(shè)之外，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，探索符合新時代發(fā)展的工業(yè)機器人教學(xué)新模式教學(xué)內(nèi)容顯得尤為關(guān)鍵。

2.1 信息化教學(xué)引入

教師創(chuàng)設(shè)多種類型的信息化資源庫，豐富教學(xué)環(huán)境。學(xué)生自主運用資源庫將學(xué)習(xí)方式由被動接受知識轉(zhuǎn)化為主動探究。本文創(chuàng)設(shè)的信息化教學(xué)方法主要包括兩部分。

第一部分是“自助式信息化教學(xué)”，即課前學(xué)生運用手機、Ipad等自媒體設(shè)備進行自主學(xué)習(xí)的信息化資源。

項目案例：構(gòu)建3Dmax技術(shù)模擬工業(yè)機器人智能制造工廠，學(xué)生深入模擬工廠做一次線上工廠的“參觀者”，初步了解機器人制造企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境；教師錄制創(chuàng)意工業(yè)機器人工作原理的微課，機器人的工作原理是一個比較復(fù)雜的問題，微課實現(xiàn)復(fù)雜內(nèi)容簡單化，將晦澀難懂的原理知識生動形象地表現(xiàn)出來，將機器人和我們?nèi)祟愡M行類比，機器人原理就是模仿人類肢體動作和控制決策等，學(xué)生通過類比法將抽象知識具體化。

“自助式信息化教學(xué)”把教學(xué)內(nèi)容隱含在每個APP子目錄中，讓學(xué)習(xí)變得更加簡單快樂，突破了時空的限制，拓寬了學(xué)習(xí)的方式，不僅為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供了寄休閑娛樂和知識提升的路徑指引，又可為教師組織后期的課堂教學(xué)提供數(shù)據(jù)支持，提升了學(xué)生自學(xué)能力。

第二部分是“師助式信息化教學(xué)”，也是他助式信息化教學(xué)，教師集中目前先進的教育教學(xué)資源庫，包括工業(yè)機器人VR沉浸式信息化資源，Solidworks結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，ABB工業(yè)機器人三維仿真軟件。上述教學(xué)資源軟件能夠在虛擬環(huán)境下實現(xiàn)交互方式的手動裝配與拆卸、裝配過程中所需工具的選擇、拆裝全過程和零件與組件的拆卸與裝配等功能。

項目案例：工業(yè)機器人虛擬操作，首先學(xué)生熟悉機器人常用四種工廠工作模式包括搬運、碼垛、噴漆、焊接的操作方法，進入特定虛擬場景后，體驗儀器操作，學(xué)生初步了解虛擬操作，自主學(xué)習(xí)安全操作相關(guān)規(guī)則要求，強化對于安裝規(guī)則的理解，養(yǎng)成規(guī)范的操作意識。

教師通過軟件進行工業(yè)機器人基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和信息交互，為學(xué)校節(jié)約大量硬件成本，學(xué)生熟練掌握軟件虛擬操作機器人后，方可進行實際操作；學(xué)生在師助式信息化虛擬環(huán)境中快速認識機器人、迅速掌握工業(yè)機器人示教器基本操作，減少設(shè)備投入和損壞的風(fēng)險，大大縮短學(xué)習(xí)周期，降低學(xué)習(xí)成本。

學(xué)生通過前期信息化專業(yè)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，本階段將理論知識結(jié)合到實踐中，拓展綜合專業(yè)知識，提高學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力。我校大力發(fā)展工業(yè)機器人方向，配備了ABB工業(yè)機器人多功能教學(xué)工作站、模塊化可拆裝機器人實操平臺和焊接工業(yè)機器人工作站等，平臺均模擬工業(yè)現(xiàn)場，以實際生產(chǎn)項目為載體，有效緩解了教學(xué)實訓(xùn)設(shè)備不足的局面，促進了我校機器人專業(yè)建設(shè)和發(fā)展。學(xué)生已在多助式信息化資源庫中掌握了工業(yè)機器人的基礎(chǔ)知識，通過平臺將知識轉(zhuǎn)化為技能，本平臺只需少量的實際機器人進行驗證性操作；學(xué)生通過虛擬學(xué)習(xí)掌握機器人基礎(chǔ)操作，然后再實際操作真實機器人，防止由于學(xué)生不熟悉機器人操作而直接學(xué)習(xí)操作真實機器人容易出現(xiàn)的人員或設(shè)備的安全事故。

圖1 ABB多功能工業(yè)機器人教學(xué)工作站

3 校企聯(lián)合 實踐驗證

我校電氣運行與控制專業(yè)高職轉(zhuǎn)段升入連云港職業(yè)技術(shù)學(xué)院進行高職階段學(xué)習(xí)，本文以畢業(yè)生為調(diào)研對象，同時我校現(xiàn)代師徒制實踐教學(xué)將“金課”引領(lǐng)下的電氣運行與控制專業(yè)中高職銜接課程體系作為檢驗陣地。為了將知識轉(zhuǎn)化為能力，作為“金課”教學(xué)課堂的延伸，教師帶領(lǐng)學(xué)生走進工業(yè)機器人生產(chǎn)企業(yè)，在行業(yè)專家的指導(dǎo)下，進行工業(yè)機器人安裝和維護實踐，各小組合作完成實習(xí)報告在微信公眾平臺中提交。學(xué)生在此過程中獲得了實戰(zhàn)經(jīng)驗，逐步培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)工作崗位的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，為今后的頂崗實習(xí)和就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

在中國制造2025以及強基工程的大力推動下，我國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。職業(yè)院校作為技能人才培養(yǎng)的供給側(cè)，為我國輸送合格的工業(yè)機器人實操專業(yè)人才。本文探索了“金課”引領(lǐng)下的電氣運行與控制專業(yè)中高職銜接課程體系“信息化教學(xué)+實踐平臺教學(xué)+企業(yè)素質(zhì)拓展”三位一體的新型教學(xué)實踐方法，改變了傳統(tǒng)課堂式教學(xué)，運用多種多類型的先進信息化手段縮減了教學(xué)設(shè)備投入，拓寬了學(xué)習(xí)內(nèi)容，打破了時空的限制，將知識轉(zhuǎn)化為技能，增強了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力并且為工業(yè)機器人教學(xué)提供了一個更高效的手段。