德国行动导向学习在中职工业机器人教学中的应用实践

梁惠喜

（佛山市顺德区胡宝星职业技术学校，广东 佛山 528000）

我国的制造业正处于高速工业化进程中，如何以高质量、低成本、高效率的手段在市场中生存和发展，已是企业不容回避的问题，这些问题为工业机器人产业化提供了难得的机遇，必将在我国改变经济发展模式、调整产业结构、促进传统产业优化升级方面发挥极其重大的作用。可见，中职学校开设工业机器人相关的课程是顺应时势的发展。

1 中职工业机器人课程开设的培养目标

如果根据职能划分，一般的机器人企业内部技师级员工，大概可以分为四个工种，在这四个工种中最符合中职生现状的是机器人生产线的试产员与操作员。以电热水壶打磨抛光为例，此类岗位要根据电热水壶打磨抛光工艺，对机器人系统进行示教操作或离线编程，并调整打磨抛光系统各项参数，使机器人系统能生产出合格的产品。然而，由于机器人本身的自动化程度就很高，只要事先输好程序就能正常运作。如果单从操作一般的机器人而言，普通中职生培训几天就能胜任，这类岗位的工资不容乐观，也不利于学生的职业发展。所以我们的培养目标不但懂操作，而且能懂得机器人后续的保养和调试安装。

2 中职工业机器人课程开设的内容

针对先进制造业生产效率提高的诸多瓶颈问题，机器人得到了广泛的应用。如在毛坯制造(冲压、压力铸造、锻造等)、机械加工、热处理、表面涂覆、装配、检测、塑料制品成形、雕刻、点焊、弧焊、切割、搬运、包装码垛及仓库堆垛等作业中，机器人都已逐步取代了人工作业。中职学校可以按照自己学校的实际情况设置相关的模块让学生进行行动导向学习。

3 用校企合作的模式丰富工业机器人的课程内容，并使之保持长效发展的状态

校企合作是基于市场和社会需要为目标导向的职业院校和企业双方共同培养人才的一种方式，强调学校与企业充分利用对方的优势资源进行多方位的合作，以保证人才培养的规格和质量，其核心是产学合作、工学结合。将企业引进学校后，也就是将企业的一部分生产线建在校园内，就可以在校内实行的“理论学习”和“顶岗实训”相结合的办学模式。这种模式不但丰富了工业机器人在学校的课程内容，而且可以为企业输送一批人才，为学生的职业发展打下坚实的基础。

4 中职工业机器人教学的困境及对策

4.1 中职工业机器人教学的困境

（1）为避免教学设备损坏，教师实施单一的教学模式。“机器人是较为复杂的机电一体化设备，集机械设计、伺服控制、轨迹规划、控制算法、传感器技术等于一身。”由于教学设备容易损坏，更换的价格比较昂贵，维修保养也不方便，造成老师往往要求学生按照指定的步骤进行操作，无形中制约了学生探究能力的培养，大大降低了学习效果。

（2）缺乏分层次的基本功训练。中职学生基础是参差不齐的，做得快的学生在实训的任务完成后无所事事，难以保证教学秩序的正常运行。在工业机器人操作的实训中，教学秩序最好的莫过于刚开始实训时，因为这时每个学生都有任务，都在埋头苦干做自己的事情。但带过实训的老师都知道，同一个实训模块，有些学生一节课可以完成，有些学生却需要两节课，更甚的是三节课。基础好做得快的同学变得无所事事，要么和同学说话，要么睡觉，更甚的跑到其他工位和同学嬉戏。可能有人会说，让他去辅导其他基础差的同学就可以解决啦。理想的想法是好的，但事实是这些同学在辅导同学的时候只是教他们基本的操作指令，辅导完一个后或者辅导一半后就会厌倦了。

（3）学生体验成功的机会不多。“让所有的学生都有操作工业机器人的机会，开玩笑吧？万一不懂如何操作的学生损坏了工件，必定受到学校领导严厉的责备！”这是很多带实训老师的心声，所以很多老师到了让学生操作这个环节找几个学生代表操作一下就草草了事，但这种现象正是最为打击学生学习的积极性。可知学生毕业后大多数会到企业一线，真刀真枪地干事，没有平时扎实的训练，没有过硬的基本功，根本无法适应将来的工作，也不可能成为一名合格的员工。

4.2 面对困境的对策研究——运用德国行动导向教学法

行动导向教与学的方式和评价机制，有效地培养了学生自主学习的能力，提高学生的综合技能，学生可以能动地、独立地获得完整的、职业性的行动任务所需要的能力，它非常讲究学生计划的制定，这样不但保证操作的精确度，而且大大减少工件的损坏。我们把工业机器人的课程按开设内容建立模块，每个模块教学都是按行动导向教学法的设定的框架开展。下面以搬运码垛为例子阐述行动导向教学法的优点。

项目名称：搬运码垛

（1）任务说明。教师根据项目资料向学生介绍该项目，并向学生介绍以行动为导向的项目工作方法：①工作站工作过程说明；②纸箱定位调整装配说明；③垛箱输出传送线说明；④电气系统说明。

（2）零件清单。教师根据任务说明让学生列举零件清单，明确该项目所需要的零件（表1）。

表1

（3）图纸（图1）。教师提供项目的图纸让学生对操作的要求更清晰更直观。

（4）能力模块。为了成功完成这个项目，有必要激发学生自学配套材料，并在最初予以引导。让学生回答本项目的引导问题所需要的信息，可以在以下媒介中找到互动式学习软件和专业书籍。

（5）引导问题。教师根据项目所需要的知识点设置一定的问题并引导学生自行找出解决问题的方法：①在正式操作码垛机之前，操作人员必需对设备进行初步检测，主要检查的是什么。②在检测完码垛机以及周围的工作环境之后，为什么要检查一下油箱。③为什么正式启动码垛机之前，一定要检测所需求搬运、码垛的箱包方向是否与码垛机本身的方向一致？④如果在操作过程中遇到一些紧急情况，一定要第一时间关掉什么？⑤码垛机器人不同区域上都有各自的开关，它们分别在哪个位置？

表2

图1

（5）工作计划（表2）。教师尽可能让学生自主填写工作计划，重点了解学生对工作设备、机器、工具、材料所做的计划。

（6）文件编制：①简述你在实施本项目时的工作方法。②在加工本项目时，你可以获得哪些新的知识?③在下次类似的任务时，你应当作哪些改进？④如果你的一个同学要重复和继续你所进行的工作，他需要哪些信息？

（7）检查和评分表（表3）。教师应在学生的工作计划、工作实施、工作质量以及在整个工作流程期间使用的工作方法进行评分。

表3

5 结语

目前，我国制造业普遍需要技术和设备升级改造，以增强竞争力，提高经济效益。社会的形势促使我国工业机器人的应用市场日趋成熟，为工业机器人产业化提供了难得的机遇，必将在我国改变经济发展模式、调整产业结构、促进传统产业优化升级方面发挥极其重大的作用。学校开设机器人专业课程是符合社会发展的规律，也必将造就学校、企业、学生三赢的结果。