高职院校“工业机器人综合实训”课程改革模式探索＊——以工业机器人物料搬运模块为例

许文燕 ， 杜玉香

（广州南洋理工职业学院，广东 广州 510925）

“工业机器人综合实训”是国家骨干高职院校重点建设专业、省示范特色专业——工业机器人技术专业的专业技能模块的核心课程，是广东省“三全育人”综合改革试点院系的优质精品课程。“工业机器人物料搬运”模块是课程的重点教学模块，该模块采用“理虚实一体化”教学组织模式，借助工业机器人编程与调试岗位设计，通过虚拟仿真—基础实训—综合实训的环节设置，突破学生差异性明显的特点，让学生在综合竞技的课堂节奏中掌握工业机器人编程与调试技能。课程从思政元素入手，帮助学生掌握工业机器人编程技能，提高分析问题和解决实际问题的能力。课程运用任务驱动教学法，结合各类信息化平台进行教学设计，旨在对学生进行综合能力的提升。学完该课程后，学生初步具备工业机器人编程与调试的能力，为后续走上工作岗位奠定基础，实现一专多能[1]。

1 以“学习者为中心”的整体教学设计

1.1 大数据支撑，精准把握学情

该模块教授对象是大二下学期的学生，经过一年多的相处和磨合，学生对老师的教学方法、表达习惯都很熟悉；老师对学生的学习特点、兴趣爱好、成绩表现、基础知识、认知能力、身心特征，甚至生活经验、情感经历都有具体的了解和数据支撑。学生已经系统学习了“传感器与检测技术”“C语言程序设计”“液压与气动”等课程，通过调取课程平台的成绩、作业完成情况、调查问卷等相关数据得出以下结论：已经具备工业机器人基本理论、C语言程序设计、传感器应用等基本知识与技能。通过“C语言程序设计”的学习，已经掌握基本的程序编写与调试技能，但对工业机器人实操编程与调试的学习还需进一步加强[2]。

学生作为典型的新兴一代，更加适应智慧化的学习环境，学习时空灵活，学习工具便捷，内容丰富，而且知识来源变得更加广泛。不仅可以从教师、教材中获取知识，而且还可以从网络、各种电子设备中获取。因此，短视频片段和微视频片段，不仅能够化解学生的畏难心理，让教学效果更佳，还能满足差异化和个性化教学的需求，给学生不同的选择。

1.2 对接国家标准，重构教学内容

依据国家高等职业学校工业机器人技术专业教学标准，结合教育部工业机器人应用编程“1+X”证书，对接工业机器人设备操作员岗位需求，参考国内现有的国家级精品课程以及竞赛、考证，将教学内容进行多元重构[3-4]。

“工业机器人物料搬运”由课堂教学与生产性实训两部分组成，首先以两个重要坐标系建立、基本运行指令基础、码垛搬运理论基础为载体分别对应“虚拟仿真RobotStudio软件”学习，而后用真实的生产性实训任务来强化提升。借鉴工业机器人设备操作岗位需求环节设置嵌入知识点和技能点，融入中国传统文化、工匠精神、创新精神、劳模精神等思政元素，打造集专业性、思政性、信息化、趣味性于一体的课堂，如图1所示。

图1 教学内容结构图

1.3 合理运用现代信息技术，丰富教学手段

依托虚拟仿真RobotStudio软件、3D示教器、超星学习通、智慧职教等全媒体教辅软件及学习通线上教学平台，将静态知识动态化、抽象知识形象化、学习内容碎片化，让学生在富有启发性、快乐的情境中，学会学习、乐于学习。利用全过程信息采集，动态监控学生学习过程，多维展示学习结果，实现了学习过程及学习结果的多元、科学、便捷、多指标综合的评价。

1.4 大师领衔，打造“双导师”课堂

拥有一支“大师领衔、全员双师、专兼结合”的优秀教师团队。以大师级专业带头人为核心，成立工作室，组建工业机器人技能教导队，对外承接省级工业机器人技术应用技能大赛。实践教学课堂采用“双导师制”，发挥校企协同的资源优势，实现产教深度融合。

团队中的3位成员均是来自教学一线的青年骨干教师，既有“工业机器人技术”等精品课程的主持人，也有多次在各级教学比赛中摘得桂冠的老师，分别负责教学设计、教学实施和数据采集。

2 课堂教学实施成效

课程教学设计遵循“以学生为中心，以任务为驱动”的教学理念，教学实施任务化、教学成果以作品呈现、课程思政潜移默化，实现知行合一、工学结合。

2.1 教学实施任务化

课程每学时教师按照“介绍、强化、点评”的流程，带领学生进行“模仿、探索、创编”等不同难度任务的技能训练，环环相扣，层层递进，调动学生人人参与、全程参与。

2.2 教学成果以作品呈现

课程结合工业机器人设备操作员岗位要求，以每学时学生仿真任务完成情况检验学生学习成果，提高学生专业实践技能，培养学生工匠精神和劳模精神。

2.3 课程思政潜移默化

课程每学时将工业机器人在工业中的实际应用作为专业课与课程思政的结合点，将传承中华优秀传统文化、培养文化自信作为落脚点，实现美育和德育的全程渗透，育人于无形。

整个课堂以“企业生产案例与相关知识”开启，用“课后拓展作业”完结。课前“知识测试”发现问题，课中“任务评价”找到突破，课后“作业完成”反思提升，课外“考证与竞赛相结合”检验成果，环环相扣，层层推进。接下来以图2所示的实训课教学流程图为例，以如图3所示的理论+虚拟仿真+实操教学流程图展示课堂实施路径。

图2 实训课教学流程图

图3 理论+虚拟仿真+实操教学流程图

团队五年以上的理论探索和实践创新，凝练了高职专业技能课“需求引领、知行合一、协同育人”精准教学模式，达成了教学的四大成效。

1）情感认同：内化于心。信息技术与教学内容有效融合，实现学生对理论的情感认同，内化于心。教学设计与实施注重理论内容的逻辑缜密、信息技术的合理运用，凸显了“信息化、个性化、作品化”的交融互动，使理论课堂活起来；突破教学重难点，化解教学痛点，增强了学生的情感认同。

2）多维互通：外化于行。混合教学与多维协作的双效互动，实现学生对理论的主动践行，外化于行。师生依托慕课等信息技术实现线上的交流互动，依托项目实践实现线下的教学相长，使学生对理论的情感认同在层层递进、环环相扣的教学设计中转为行动自觉；实现师生、生生间的多维协作，走向生态课堂。教学团队成员寓教于研、以研促教，取得良好的成效。近年来，团队教师在省级工业机器人技术应用技能竞赛中获得三等奖共3项，全校教师讲课比赛三等奖1项，立项各类课题11项，指导学生专利申请授权6件，以及指导多项挑战杯获得二、三等奖8项。学生不仅专业技能得到了提升，表达能力、文字编辑能力、个人综合素质都得到了锻炼，在相关专业技能竞赛当中表现突出[5]。

3）多维教学：精准对接。拓展教学时空，充分发挥学生作为互联网“原住民”的优势，打破时空限制、避免设备损耗、降低教学成本、优化学习进程，开展教学的同时进行直播教学，每次课堂教学累计观看人数超过 300人次。直播丰富了课堂的互动形式，极大拓展了教学空间。直播结束后平台自动生成视频，学生课后可以反复回看，消化新知，成为课堂教学的有效补充。

4）素养提升：互化为境。自主学习与小组任务的探究合作，实现学生对理论的巩固提升，互化为境。坚持以学生为中心因材施教，设计适合工业机器人技术专业学生的学习任务，使学生在自主学习中提升学习能力，在共同完成任务中弘扬工匠精神和劳模精神，培育创新意识，学会与人沟通、交流与合作。师生互相感染、教学相长，形成良好的教育情境和育人环境。

3 特色与创新

3.1 “工业机器人设备操作员”岗位教学组织模式为学岗直通的人才培养理念提供了示范

本模块教学采用“工业机器人设备操作员”岗位教学组织模式，借鉴真实生产环境中的运行方式，以小组为单位成立模拟的生产小组。学生分别担任任务策划、虚拟仿真、实训工艺流程分析、程序编写与调试、程序优化与联调等，大家各司其职，分工合作，按照行业要求完成实训任务，获取相应课程积分，并周期性进行岗位轮换，体现了一专多能、学岗直通的人才培养理念，实现了教学内容节目化、教学组织岗位化、教学环境职场化、教学评价过程化[6]。

3.2 全过程多元教学评价体系激发了学生自主学习热情

围绕课前、课中、课外、课后，构建了一套覆盖全过程，涵盖多元评价主体和评价维度的教学评价体系，以超星学习通课程积分打榜的形式呈现，调动了学生自主学习和创造性学习的热情。

3.3 思想政治教育、劳动教育与技术技能培养无缝对接

突出课程教学的育人导向，变说教式教育为体验式教育，切实将思政点与课堂内容相结合，让学生在模拟生产环境的各种角色身上汲取能量和营养，达到了润物无声的育人效果。行业大师按照行业要求和规范进行示范演示，培养学生尊重劳动、尊重实践的意识。通过小组合作，让学生在各工种的协同配合中发现劳动的乐趣，同时认识到团结、坚持、纪律的重要性，并真正将其化为自身的内在操守[7]。

3.4 尊重学生个性落实小课教学

针对学生个性鲜明、差异性大的特点落实小课团队式分组教学，每个小课组不超过18人，每个团队3人，老师建立对学生的全面认知，包括学生的语音面貌、基础知识、基本技能、个性气质、性格特征、职业规划等，有针对性地为学生“量体裁衣”，挑选适合学生的人物角色和栏目岗位。

4 不足与改进

4.1 针对前置课程学习影响效果问题的整改措施

坚持整体课程论，共同滋养高职学生的“拔节孕穗期”。具体为：1）要拓宽学情把握的广度与深度，向前置课程教师深入了解情况；2）要加强对相关知识的温故知新；3）要与其他各类课程同向同行、同频共振。

4.2 针对教学效果延续性问题的整改措施

坚持协同育人理念，筑牢知行合一的前沿阵地。具体为：1）要在课堂外坚持用信息技术培育高技能人才的使命担当并提升为长效机制；2）要进一步推进“知识与技能”协同，创新实践教学方式，与职能部门共同搭建践行平台，持续推进学生用个人梦托起中国梦的担当；3）要持续与朋辈榜样、优秀校友和社会楷模有效协同育人[8-9]。