工业机器人应用与维护专业教学资源开发浅析

(天津市仪表无线电工业学校，天津 300350)

随着“中国制造2025”行动纲领的提出，促进制造业的发展显得尤为重要。随着该行动计划的实施，工业机器人在工业中的应用越来越广泛，已经成为工业生产中的主力军。在经济高速发展的信息化时代，我们中职院校也要结合学校与学生实际开发出适合工业机器人应用与维护专业的相应课程资源。

一、教学资源开发的背景

2013年12月30日，国家工信部发布了《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》， 2014年6月9日，习总书记在两院院士大会开幕会上发表的重要讲话中指出：“ ‘机器人革命’有望成为‘第三次工业革命’的一个切入点和重要增长点，将影响全球制造业格局，而且我国将成为全球最大的机器人市场” 。结合这种现状，社会上、家长中纷纷意识到了国家对于工业机器人产业的支持和未来良好的发展前景，因此每年报考工业机器人应用与维护专业的学生在不断增加。但在中职学校中，由于学生文化知识基础较差、学习自觉性也不高、安全意识较低，因此开发出适合学生的教学资源尤为重要。工业机器人操作具有一定的的危险性，在安全意识方面，“安全无小事”，因此除了专业教学资源外学校也应当开发有关安全教育的视频、课件等。同时，因为职业院校的教育方式将企业与学校紧密的连接到一起，所以在进行专业教学资源开发时也要结合岗位实际，将文化课与实训课的特点最大程度的发挥出来，使学生不是盲目的学，而是有目的的学，也能够让企业“愿意用”、“能够用”，成为一名技术过硬的专业人才。

由于工业机器人的广泛使用，因此在我们学校相关专业的建立被提上了日程，在这个趋势下，机器人应用与维护专业产生了，但一个新专业的建立却缺乏相应的教材与教学资源，特别是工业机器人应用与维护专业作为一门涉及知识广泛、要求能力综合的专业，需要许多门学科的知识结合起来使用，学习起来具有一定难度，因此进行教学资源开发时应考虑运用图文结合、微课等方式加强学习的趣味性与直观性，提高学生的学习效率。

二、开发课程教学资源的目标

随着高科技时代的迅猛发展以及课程一体化的要求，数字化教学资源渐渐成为了现代课堂中所应用的主要教学资源，其中教学课件、微课、网络课、VR等都是我们此次教学资源开发的重点，我们开发课程教学资源的主要目标是：一是培养既具有高尚职业道德，又有娴熟技能的适应企业岗位的工业机器人操作人员。二是将课程资源系统化：通过整合，将现有与新开发的教学资源汇总到一起，解决过去教学资源过于分散导致的教育资源浪费问题，实现资源共享。与此同时，这也能在很大程度上提高学生的知识连贯性。三是更好的把企业实际引入实训课堂：中职院校的实训课堂应当更加贴近岗位实际，按照企业需求去培养学生。四是增强课程教学的多样性：在教学中引入微课教学、VR教学等，既能够丰富课堂教学提高学生的学习兴趣也能提高操作示范直观性缩短老师示范时间，增加学生练习机会。

三、教学资源开发的主要内容

1.首先要完成工业机器人行业、企业的调查报告

在课程资源开发初期，我们通过对已开设工业机器人应用与维护专业学校的走访调查，了解其他学校课程资源开发的流程及经验教训与各门课程学习重点，对各学校所用设备的品牌、型号进行统计。同时，到多个普遍使用工业机器人进行生产工作的企业进行调研，了解当前企业的用人要求，职工在岗位中的工作任务等。调研结束后，针对不同院校、不同企业的实际情况进行总结，写出调研报告，并从中筛选出适合于自己学校情况的有用信息对后续的教学资源开发起引导作用。

2.完成四门一体化课程的典型工作任务描述

课题小组成员通过对人社部颁布的《国家技能人才培养标准编制指南》和《一体化课程规范开发技术规程》等国家政策标准的研究探讨，针对“工业机器人职业感知与安全标准”、“工业机器人工作站的维护与保养”、“工业机器人工作站安装与调试”“工业机器人多工作站联调”几门专业课程完成典型工作任务描述。典型工作任务描述在对工业机器人行业、企业进行充分调研后，由企业专家根据实际生产活动中的重点工作和行业发展趋势制定出典型工作任务，然后在符合学校设备实际、激发学生学习兴趣、具有安全保障的前提下编写出典型工作任务描述。

3.完成工业机器人应用与维护专业中级工课程标准研制、教材编写、数字化教学资源开发

课程标准的制订应在充分考虑典型工作任务、学生能力、学校资源和一体化教学要求的基础上完成制定。同时，要坚持目标对接、能力培养、动态调整三大原则。因此我们针对不同课程的特点和重要性将“基准学时”、“典型工作任务描述”、“工作内容分析”、“代表工作任务”、“课程目标”、“学习内容”、“参考性学习任务”、教学实施建议”、“教学考核要求”几项写入了课程标准。然后经过与企业专家的探讨，明确每门课程的主要知识技能点，最终确定《工业机器人应用与维护》专业中级工阶段课程标准。课程标准是教材编写的重要依据，专业校本教材的编写要在深刻理解课标的前提下，提取课程中的知识技能点，同时要以能够指导学生自主学习为目标完成一体化教材的编写。一体化教材中将每门课的学习内容分为几个学习任务，并针对不同课题典型工作任务的内容，将每个学习任务分为若干个学习活动，明确各阶段的学习要求。而明确学习任务主要借助的工具就是“鱼骨图”，以此来确保学习内容的完整性和系统性。经过对鱼骨图的分析，在每个学习任务下注明学习目标、建议课时、工作流程与活动、工作情景描述等。每个学习活动中包括此部分的学习目标、学习地点，学习课时和学习过程等，设计工作页内容也是教材开发的重点。

在一体化教学中，要坚持以教师为主导，学生为主体的原则。因此开发出各种教学课件、微课、VR教学等数字化教学资源对学生能够自主的解决问题有着重要意义。同时，对于中职学生来说，操作工业机器人有一定的难度和危险性，编程语言与机器人结合理解较为困难。因此在课堂中采用一些数字化教学资源，例如微课“跳转指令”“时钟指令”等，更能够让学生直观的了解操作规范。

4.完成工业机器人典型工作站实操案例整理、建立相关数字化教学资源

一体化教学强调的是产教融合，那么在教学中为学生创建一个更贴近企业实际生产的情境能够使学生学习更加投入、主动的思考问题，最重要的是在毕业后可以将在课堂中所学到的知识直接运用到实际工作岗位。但实际生产中会发生许多问题，我们究竟要将哪些作为实操案例讲授给学生呢？这需要与企业专家共同进行商讨，结合每个典型工作任务的重要技能点，共同选取那些出现频繁、具有典型性的案例到课堂教学中，保证专业理论知识学习与实际生产相结合。但实操案例仅仅有文字也是远远不够的，除了要拍摄部分实操案例的微课视频外，那些没有出现在课堂教学中的实例也可以以教学课件或视频的方式上传到学校的信息化教学平台，方便学生们进行查阅和补充学习。

5.编写基于工业机器人自动化生产线教材、建立数字化教学资源分析后总结出研究报告

教材的编写首先要列出整本书的内容大纲，通过鱼骨图明确知识技能点，教材中的内容要对学生为主体的学习起到引导作用。数字化教学资源应对教学成果起到促进性作用。工作页是一体化教学中必不可少的一部分，因此工作页的设计需要在对人才培养方案的认真研究的前提下明确课程内容，确定开发工作页所对应的培养层次，同时认真研读课程标准和学习任务描述表，针对每个学习任务编写对应的工作页。

四、教学资源开发策略

1.突出课程中的教学质量和目标

该专业的教学资源的开发，必须将教学质量的优劣作为整个教学资源开发工作的前提，将“创新”作为课程资源开发的总要求，要在教学资源中增加文本资料、专业图片、施工视频、微课课件等相关内容和资源，提升教学的生动性、直观性和形象性，既方便教师在教学中更好地借助网络课程教学资源库进行教学，又能为学生扩展、深入利用网络课程教学资源库提供便利，真正将案例教学、理论学习、师生交流、技能形成等整合在资源库的平台上，以高质量、高效率的方式提升工业机器人应用与维护专业教学的效果。

2.结合学校资源开发

在教学资源开发的过程中，要在学校已有的资源上进行开发，把已有的资源进行整合应用，同时专业教师中进行推广，增加资源利用率。同时，要增强教师开发课程资源的能力，加强对教师们制作微课、搜集资源信息的培训，这样才能够更大程度提高课程资源开发的水平和系统性。

3.运用虚拟仿真技术辅助教学

中职学生大部分有缺乏学习主动性的问题，学校的机器人工作站也无法与学生人数一一对应，为了解决这一系列的问题，VR、仿真软件等信息化手段的学习是很有必要的，例如ABB公司的工业机器人仿真软件ROBOT STUDIO就是一种能够很大程度上辅助教学的仿真软件。在该仿真软件中可以根据需求自行选择机器人的型号，调用示教器进行编程并可以模拟出工业机器人的运行等。仿真软件的应用，使课堂上的学习内容更加具体，学生的学习兴致有所提高，，增强了教师示范的直观性，减小了安全隐患。除了仿真软件外，VR教学也是一种很好的信息化教学方式，我们可以通过VR丰富课堂形式，例如工业机器人工作站的维护与保养可以通过VR技术进行演示，使操作细节更加直观且具有趣味性，减少中职学生学习时注意力不集中的情况，提高教学成果、，做到高效学习。

五、 小结

工业机器人应用与维护专业教学资源开发要确保科学性、系统性、实践性，紧跟当前工业机器人行业发展趋势，立足于行业需求，开发出符合学校能力、学生水平的教学资源。更有必要牢牢把握住改革与创新这两项政策，将信息化、数字化融入教学资源中，通过这些优秀的教学资源使学生的学习效果更显著、使教学内容更加丰富使专业建设的更完善。