工業機器人技術專業核心課程新形態教材建設研究*

魏 星

（長春職業技術學院，吉林 長春 130033）

職業院校以向企業輸送高素質技術技能型人才為主要目標，因而具有鮮明的職業屬性。隨著產業技術的迅猛發展，要求職業院校教學內容要緊跟時代發展的步伐，及時向學生傳遞新工藝、新技術、新規范。在產教融合的背景下，讓企業參與職業院校的教學改革，加入到與企業實踐聯系最緊密的專業核心課程的教材改革中，有利于高校培養更符合企業需求的技術技能型人才。“工業機器人編程與操作”是工業機器人技術專業的核心課程，以ABB工業機器人的常用操作和示教編程為主要內容，旨在提高學生的動手能力、分析問題和解決問題的能力，培養學生完成工業機器人示教編程的能力，以此滿足企業對工業機器人維修等相關專業的崗位需求。

1 新形態教材的概念

新形態教材是指在傳統紙質教材的基礎上，通過使用二維碼、網址等方法為傳統紙質教材增加數字化教學資源，同時使用活頁式、手冊式等新的教材形式更好地與企業崗位進行對接。學生通過掃描課程二維碼可以獲得相應的教學資源，通過登錄教學平臺App或網站可以針對性地向教師提出關于學習過程中出現的問題，教師也可以通過教學平臺向學生布置學習任務并檢查任務的完成情況，從而實現教與學的良好互動。從傳統的紙質教材到電子教材，再到新形態教材，教材的內容越來越豐富，教材的形態也越來越多樣，學習者的體驗感也越來越好[1]。

2 “工業機器人編程與操作”新形態教材建設的必要性

2.1 職教改革推動新形態教材建設

2019年，國務院印發的《國家職業教育改革實施方案》中明確提出“建設一大批校企‘雙元’合作開發的國家規劃教材，倡導使用新型活頁式、工作手冊式教材并配套開發信息化資源”。教育部、財政部印發的《關于實施中國特色高水平高職學校和專業建設計劃的意見》中也提出“深化教材與教法改革，推動‘課堂革命’”。教育部印發的《職業院校教材管理辦法》中提出“倡導開發活頁式、工作手冊式新形態教材”。國家鼓勵職業院校順應時代發展進行教材改革，開發新形態教材，將行業的新技術、新工藝、新規范融入教材中，并圍繞教材開發一系列的數字資源。

2.2 信息技術的發展推動教材改革

隨著智能手機、平板電腦等電子設備的普及，學生的閱讀習慣已經發生改變。傳統的紙質教材呆板、枯燥，已經無法滿足學生的學習需要，尤其是無法形象地為學生展示在操作工業機器人時機器人的動作、在程序運行時工業機器人的運動過程和運動軌跡。因此，要求教師及時進行教材改革以適應學生的學習特點，滿足課程教學的需要。

2.3 技術的快速發展要求教材及時更新

隨著科學技術的迅猛發展、企業技術的不斷革新，職業院校的教材內容也要隨行業的發展而不斷補充和更新。由于傳統的紙質教材建設更新速度慢，很難滿足技術發展的需要。因此，融入數字資源的新形態教材可以很好地彌補傳統教材的不足[2]。

3 “工業機器人編程與操作”新形態教材的特征

3.1 知識更新速度快

《國家職業教育改革實施方案》中指出“每3年修訂1次教材，其中專業教材隨信息技術發展和產業升級情況及時動態更新。”但傳統的“工業機器人編程與操作”紙質教材從編寫、審閱、出版再到訂購是一個漫長的周期，無法很好地滿足工業機器人技術日新月異的發展。新形態教材恰好彌補了傳統紙質教材的不足，工業機器人領域最新的技術發展動態可以以數字化資源的形式傳到“工業機器人編程與操作”課程網絡平臺上，學生可以及時對此進行學習。

3.2 內容具有極強的拓展性

“工業機器人編程與操作”新形態教材中增加了大量的信息資源，借助網絡平臺為學生提供了多維度的前沿信息，滿足了不同學生的學習需要。此外，豐富的知識通過數字化資源的形象表達，有利于激發學生的學習興趣，提高學生的學習效率。

3.3 為師生提供交流平臺

學生可以在“工業機器人編程與操作”新形態教材的在線課程中向教師提問，教師及時進行解答，可以實現師生的良好互動，同時教師也可以隨時掌握學生對于知識的學習情況和掌握情況。此外，新形態教材的使用為學生留有較多的思考空間，讓學生在課前有較多的時間對知識進行思考和探究，通過網絡、教學平臺等信息化手段獲取信息，嘗試解決問題。

3.4 滿足學生個性化學習需要

“工業機器人編程與操作”新形態教材包含豐富的數字化學習資源，學生可以根據自己的學習習慣選擇一種或多種方式進行學習，滿足學生個性化發展的需要[3-5]。比如，學生在學習使用示教器進行關節運動、線性運動、重定位運動時，可以選擇聽微課、觀看演示視頻或者通過虛擬仿真軟件進行實踐操作等方式進行學習。另外，學生可以根據自己的時間安排學習計劃，也可以根據自己的興趣拓展學習內容。

4 “工業機器人編程與操作”新形態教材開發

4.1 組建教材編寫團隊

1）以教學名師作為“工業機器人編程與操作”新形態教材編寫的核心人員。教學名師具有多年的教學經驗，對于“工業機器人編程與操作”課程內容有更深刻的理解，能確保新形態教材內容的準確性。

2）聘請經驗豐富的企業員工擔任教材編寫顧問。企業員工長期在一線工作，可以將了解到的行業最新動態和趨勢及時加入新形態教材中，并且在新形態教材的編寫過程中可以依據企業需求對教材內容和側重點進行調整，使新形態教材內容更符合企業崗位對人才的需求。

3）引入在數字化信息資源領域資深的教師。新形態教材必然要進行數字資源的建設，數字資源類型豐富，而且還在不斷涌現新的數字資源類型。因此，為更好地展示教材內容，需要引入在數字化信息資源領域資深的教師參與到教材的編寫工作中，讓其選擇多種適宜的數字資源[6-7]。

4.2 開展調研

1）“工業機器人編程與操作”課程使用的是ABB工業機器人，可以組織教材編寫團隊成員到工業機器人使用企業中進行調研，依據企業調研的結果調整“工業機器人編程與操作”課程的課程標準和人才培養方案。

2）對“工業機器人編程與操作”課程的任課教師開展調研，收集教師在教學過程中發現的學生學習難點，以此作為新形態教材中數字化信息資源的重點建設目標以及對新形態教材的建設建議。

3）對學生開展調研，了解學生對工業機器人領域的掌握情況、學習特點以及對新形態教材的建議，以此作為新形態教材建設的參考。

4.3 設計教材內容

以學生為中心，以工業機器人相關崗位需求為培養目標，設計“工業機器人編程與操作”新形態教材內容。通過企業調研，將企業實際工作項目教學化，確定五個教學項目，如表1所示。將企業項目轉化為教學項目，有助于學生了解企業的實際工作，引導學生進入崗位角色，了解所學知識的應用價值，提高學生學習的積極性。邀請企業員工加入新形態教材編寫團隊，以幫助教師更好地將企業項目轉化為教學項目，并且在教材內容的選取上更貼近企業實際。另外，要積極推進“工業機器人編程與操作”課程“1+X”證書的課證融通，在教材內容的選擇上要加入工業機器人系統集成職業技能等級證書的考核內容，以滿足學生考取相應證書的需要。確定教材大綱，編寫項目化紙質教材，并列出資源目錄。

表1 企業項目與教學項目對應表

4.4 挖掘課程思政元素

在“工業機器人編程與操作”新形態教材的建設過程中，要有意識地挖掘潛藏的課程思政元素，確定愛國情懷、職業素養、工匠精神、勞動教育、勞模精神5個思政目標，如表2所示。在每個項目中確定一個主要的思政目標，重點滲透，并在新形態教材中側重體現，其余思政目標則作為輔助目標。

表2 各任務思政元素一覽表

4.5 配套教學資源建設

根據列出的資源目錄，在“工業機器人編程與操作”新形態教材中建設電子教材、課件、微課、動畫、操作視頻、試題庫、案例庫、虛擬仿真軟件操作包，共8種數字化資源。電子教材、課件、試題庫主要由教師使用辦公軟件進行編寫；微課由教師在教室或實訓基地進行錄制；動畫將聘請專業人員按照教師的要求進行制作；操作視頻將由企業人員在企業或教師在實訓基地錄制；案例庫主要來自網絡資源；虛擬仿真軟件操作包將在RobotStudio軟件內導入三維模型進行搭建。將制作好的數字資源通過編碼后生成二維碼粘貼在新形態教材中，學生在閱讀教材時，只需要掃描書中的二維碼就可以獲取相應的數字資源。利用現有的教學平臺職教云，建設“工業機器人編程與操作”線上課程，將創建好的數字資源上傳至課程平臺，學生也可以在課程平臺自主學習[8-10]。

5 結語

課題組以職業院校工業機器人技術專業的“工業機器人編程與操作”課程為切入點，落實產教融合、校企協同育人的教改理念，研究了新形態教材的建設途徑，共分為5個步驟。1）構建由教學名師、企業員工和在數字化信息資源領域資深的教師組成新形態教材編寫團隊；2）對企業、授課教師和學生進行調研；3）編寫項目化紙質教材，并列出資源目錄；4）深入挖掘教材內容中的思政元素；5）制作數字化信息資源，并建設在線課程。