基于工作过程的工业机器人技术应用课程标准研究

方小菊+蒋思中+刘东海

【摘 要】本文提出以培养学生职业能力为出发点，找准职业岗位的核心能力，以工作过程为导向，以学生为主体，以典型工作任务为载体，重构工业机器人技术应用课程内容，从而提高该课程的教学质量和人才的培养质量。

【关键词】高职 工作过程 工业机器人技术应用 课程标准

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）01C-0074-03

按照工信部的发展规划，到2020年，我国工业机器人装机数量将达到100万台，大概需要20万工业机器人技术应用的相关从业人员。这就意味着，从2016年开始到2020年，平均每年需要培养3万名以上的工业机器人应用人才。但是，与工业机器人应用人才的需求逐年增长相比，工业机器人方面的人才培养却处于滞后状态。目前，本科院校培养的机器人相关人才，大多从事原理研究、本体开发及特种机器人开发等，因此，国内急缺工业机器人应用技术方面的对口人才。

随着机器人技术的飞速发展，工业机器人已广泛应用于各个领域的工业现场。为了适应机器人技术人才的需求，工业机器人技术应用课程应运而生。工业机器人技术应用课程是高职院校机电一体化技术专业的专业必修核心课程，而课程又处在人才培养的核心地位。该课程是广西职业技术学院2016年工学结合优质核心课程立项建设的课程，它的开设对接了现代工业机器人相关产业的发展要求，培养目标是满足工业机器人相关产业高技能人才的需求。本课程主要是培养学生综合运用所学知识来解决与机器人技术有关问题的能力；根据典型案例进行程序编写及应用控制理论的相关知识解决实际问题的能力；以及团结协作、吃苦耐劳、精益求精的职业素养，为就业夯实基础。

一、课程性质与定位

（一）课程性质

该门课程是高职高专院校机电一体化技术专业必修的核心课程。学生通过对工业机器人技术应用内容的学习，掌握机器人的基本知识、基本原理、基本方法和综合应用技术。课程主要内容包括机器人的基础操作知识I/O通信、程序数据、程序编程和硬件连接等。本课程主要目标是为学生毕业后从事工业机器人操作、安装、编程、调试、维护、保养以及生产管理等工作打下良好的基础。

（二）课程定位

课程以机电一体化设备PLC控制与调试、机床电气线路维修及液压和气动系统的应用与维修为前导课程，同时也是学习工业机器人现场编程与调试、工业机器人离线编程、自动化生产线安装与调试等后续课程的基础，起着承上启下的衔接作用。

二、基于工作过程的课程设计

（一）设计思路

紧扣机电一体化技术专业人才培养方案，校企合作进行课程设计和典型工作任务的开发。改变传统的以知识传授为主要特征的学科式课程模式，以工程项目、工作任务来重组课程内容。同时将职业素质培养、职业技术标准融入课程。课程实施采用工学结合、校企合作、“教学做”一体化的教学模式，课程评价以过程性评价为主，用典型工作任务的完成情况来考核课程内容的掌握情况，具体设计思路如下：

1.组建包括学院专任教师和ABB（中国）有限公司、库卡机器人（上海）有限公司、南宁燎旺车灯有限责任公司、广西宏智科技有限公司企业专家的课程开发和实施团队。

2.引入工业机器人技术的职业标准，以南宁燎旺车灯有限责任公司等企业的工业机器人操作、安装、编程、调试职业岗位的工作过程为导向，分析職业岗位的工作任务，按照一定的逻辑关系进行排序，对完成工作任务需具备的知识、能力、素质做出较为详细的描述，形成团队成员认可、思路清晰、层次分明的工作任务分析表。

3.根据职业能力的复杂程度，整合典型工作任务。召开有企业专家、课程建设团队人员参与的课程标准建设会议，确定本课程的工程项目，并将工程项目即学习模块细化，具体划分为若干学习任务。

4.在课程教学方法与教学手段的设计上，按照“项目引领、任务驱动”的模式，以工业机器人的实际应用情况为载体，对原有课程内容进行解构与重构，将课程内容分成认识工业机器人、让工业机器人动起来、工业机器人基本训练和工业机器人技术应用四个主要模块，每个模块又分为若干学习任务来组织教学。

5.在教学效果考核上，采用过程评价与结果评价相结合的方式，侧重过程考核，重点考核学生完成工作任务的能力。

（二）课程目标

本课程总体目标是为了学生毕业后能从事工业机器人设备的操作、安装、编程、调试、维护、保养工作，并使学生提高自学能力，能追踪几种常见品牌的机器人使用方法和机器人方面的新技术、新发展。

通过本课程的学习，学生能全面掌握知识目标、能力目标和素质目标。知识目标：掌握机器人的基础操作知识，I/O通信、程序数据、程序编程和硬件连接等。能力目标：熟练操作机器人，能独立完成机器人的基本操作，根据典型工作任务进行程序编写调试及应用工业机器人技术解决实际应用问题。素质目标：注重职业道德和诚信教育，提高学生的综合素质。

（三）具体工作过程分析

根据岗位对知识、技能和素质三方面的能力需求及学生的认知规律，解构课程传统知识，根据实际的工作过程，由浅到深，由简单到复杂，重组课程内容。调整后的学习模块及学习任务如表1。

三、课程标准实施建议

（一）教学方法

将“项目引领、任务驱动”贯穿教学过程的始终，针对不同的学习任务和学习情境，选用不同特点的教学方法，主要教学方法如表2所示。

（二）教学评价

由注重知识考核，转变为注重能力和过程考核，采取实操、作业展示、项目任务完成考核和期末笔试等多种方式进行考核，采用过程考核与结果考核相结合的综合考核方式，其中过程考核成绩占60%，结果考核成绩占40%。

为了加强对学生能力的考核，过程考核采用教师评价和学生自评相结合的方式，每个学习模块完成后，由各小组提交一份工作总结，教师根据总结的内容和内涵进行评分，并进行小组内答辩，对提出创新见解的小组适当加分，小组成绩由教师先给出各小组得分，组长再根据组员在工作完成中所起的作用和表现状况，给出各组员的得分，教师将每个学生的个人成绩与小组分配成绩相加，得出课程过程考核的最终考核成绩，如表3所示。

（三）师资条件

组成一支职称结构、学历结构、年龄结构、专兼比例合理的课程教学团队。主讲老师应具备硕士以上学历或者中级以上职称，应具有2年以上控制系统实际项目设计经验，具有扎实的机器人专业知识和熟练的机器人操作技能，能综合运用行动导向教学法，动手能力强；辅助老师应具有较强的控制系统安装与调试方面的技术技能，具有较丰富的企业一线经验。

（四）教学条件

“教、学、做”一体化实训场所如机器人实训室、自动化生产技术控制实训室，实训室配备先进的工业机器人实训装置、常用电工工具等，并具备多媒体教学的环境条件，以具有工业机器人等先进自动控制设备的企业作为校外实训基地。

（五）教学资源

1.教材使用与建设。根据校内实训室和校外实训基地条件，校企专家合作编写适合以工作过程为导向组织教学的校本教材和实训指导书。校本教材不仅可以促进学生的个性发展，还可以有效提高教师的业务能力和课程开发水平。

2.教學资料建设。以课程标准为依据，完善习题试题、视频动画及操作手册等教学资料库，便于学生课下自学和拓展提高。

3.建设课程网站。课程网站的建设利于课程资源整合和共享，便于学生课前预习和课后复习，充实学生的课余生活，激发学生自主学习的兴趣，提高课程的教学质量。

【参考文献】

[1]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计——关于工作过程系统化课程开发的解读[J].中国高教研究，2009（4）

[2]汤晓华，蒋正炎，陈永平，栾秋平.工业机器人应用技术[M].北京：高等教育出版社，2015

[3]朱英华.试论工作过程系统化课程标准的开发思路——以汽车机械基础为例[J].职业，2015（12）

【基金项目】广西职业技术学院教研课题“高职以工作过程为导向的机电一体化专业课程体系建设的研究与实践”（桂职院〔2014〕142209）；2015年广西职业技术学院工学结合优质核心课程《工业机器人技术应用》建设项目

【作者简介】方小菊（1982— ），女，河南许昌人，广西职业技术学院讲师，研究方向：机电一体化技术，高职教育。

（责编 丁 梦）