精品在线开放课程建设研究<br/>——以弧焊机器人操作与编程为例

精品在线开放课程建设研究
——以弧焊机器人操作与编程为例

2022-04-06刘徐

船舶职业教育 2022年1期

刘徐

辽宁装备制造职业技术学院，辽宁沈阳 110161

1 精品在线开放课程的建设意义

国务院在2019年1月下发的《关于印发国家职业教育改革实施方案的通知》中指出，随着产业升级和经济结构加快调整，职业教育已发展成地位突出、作用凸显的一种重要教育形式。通过校企协同共建共享教学资源，注重培养职业岗位核心能力，遴选职业教育的精品在线开放课程，以适应“互联网+教育”的发展需要[1]。教育部在2019年2月下发的《2019年教育信息化和网络安全工作要点》提出了10项核心目标、35项重点任务，其中在“持续推进职业教育和高等教育资源建设”重点任务中指出，要积极开展职业院校的数字化资源建设、积极打造职业岗位核心能力精品课资源建设[2]。

精品在线开放课程是利用现代化信息技术、改进教学方式方法、构建基于工作过程、提炼职业岗位核心能力的线上学习模式。弧焊机器人操作与编程作为智能焊接技术专业的专业核心课，体现了智能焊接的发展需要，区分于传统的手工焊接，更加注重培养学生使用示教器编写程序、调试参数、系统维护的综合运用能力。课程建设过程中，积极引入机器人焊接岗位的典型工作任务，通过与唐山松下产业机器有限公司交流研讨，校企共建、“双元”开发，真正实现了产与教的互融互通，促进了数字教学资源在职业院校混合式教学模式的应用。

2 弧焊机器人操作与编程课程的建设思路

2.1 遵循课程资源的结构要求

按照辽宁省职业教育精品在线开放课程的建设技术要求，课程的基本资源应该覆盖课程所有基本知识点和基本技能点，基本资源应包括：课程概要、理论教学资源、实践教学资源。其中，课程概要应涵盖课程简介、教学大纲、教学计划（课程日历）、课程导学、教学设计、评价标准等反应课程基本信息的相关文字材料，同时作为线上教学资源，学生对任课教师团队还要做简单了解，因此模块中还设计了课程负责人简介、团队成员简介；理论教学资源应涵盖每个模块的学习目标、学习指导、课程教学录像、课后作业题、测验、拓展学习的参考资料，以及结合项目教学设计的课程思政内容；实践教学资源应涵盖每个模块的技能培养目标、学习指导、技能考核作业、测验、拓展学习的参考资料。

2.2 优化课程资源的主体内容

依据专业培养目标，对焊接操作员的职业岗位核心能力进行剖析，结合智能焊接技术未来的发展方向，弧焊机器人操作与编程课程的整体设计思路是以典型工作任务为载体，将传统教学的知识体系重构为现代职业教育的行动体系，通过对接职业岗位的核心能力、职业技能等级证书的考核要求[3]，该课程设计了平板堆焊焊接轨迹示教、对接接头焊接轨迹示教编程、T形接头焊接轨迹示教编程、管板圆弧焊接轨迹示教编程、平板“S”弧焊接轨迹示教编程、中厚板对接接头焊接轨迹示教编程、中厚板角接接头焊接轨迹示教编程、圆管对接环缝焊接轨迹示教编程、方管对接环缝焊接轨迹示教编程9个典型项目，同时响应课程思政的号召，积极在项目教学过程中融入大国工匠、匠心筑梦等课程思政元素，引领学生树立正确的人生观、价值观，增强学生的职业归属感、认同感。表1为弧焊机器人操作与编程课程设计的核心内容。

表1 弧焊机器人操作与编程课程核心内容

2.3 组建经验丰富的教学团队

弧焊机器人操作与编程课程坚持以技能培养为核心，促建校企协同育人的人才培养模式，打通岗位技能与课程实践教学有机融合的教育理念，积极聘请唐山松下产业机器有限公司的高级技术人员共同参与优化课程设计。通过调研企业典型机器人焊接操作工作岗位，确定课程对接的职业岗位核心能力，选取企业生产的工作过程作为项目内容，共同研讨递进式的教学内容，反复打磨修改，形成了实践主导、虚实结合、协作有序的双师型团队[4]。

3 弧焊机器人操作与编程的教学资源建设内容

3.1 融入课程思政元素

优化建设课程资源的同时，应将思想政治教育贯通其中，抓好课程思政建设，解决立德树人的根本问题。确立以职业岗位核心技能培养为中心，不断完善课程思政内容、专业知识内容，夯实教育教学的根本地位，深入挖掘课程教学方式中蕴含的思政元素，让学生在学习过程中增长见识、塑造品格，锤炼成为德智体美劳全面发展的技术技能型人才。在9个典型项目的递进式教学设计过程中，均融入了焊接工匠的思政教育元素，在转向架机器人自动焊领域被公认为“机器人编程第一人”的刘建树、在火箭发动机焊接领域被称为“火箭心脏金手天焊”的高凤林、中国首席焊接女专家孙红梅等人物事迹的工匠精神，既体现了他们专注事业精益求精的品质，又契合了专业教育与思政教育的有机融合。

3.2 制作教学PPT

教学PPT是对知识结构的梳理、对教学内容的提炼，基于职业岗位核心能力的课程模式改革，更要厘清理实一体化教学模式的层次性和逻辑性，强化学生对知识的运用能力。在线课程的教学资源主要是在网络共享平台上运行，PPT作为体现课程教学思路的媒介，其制作的精良程度会直接影响教学效果，所以既要重视PPT呈现形式的美观，又要注意基于工作过程的教学元素设计[5]。弧焊机器人操作与编程课程PPT，从任务导入开始，结合项目教学核心内容引入生产实例视频，帮助学生直观了解需要解决的实际问题，增强项目教学的带入感和职业岗位的认同感。以“管板圆弧焊接轨迹示教编程”为例，在平面圆弧轨迹示教分析中，通过智能产线管板焊接操作的视频，引出学习目标，分析如何使用MCVEC指令完成单一圆弧、整个圆弧的示教，以及如何进行焊接参数的设定。为了提升教学的实效性和趣味性，将“单一圆弧轨迹的示教”“整个圆弧轨迹的示教”制作成Flash二维动画的形式呈现在PPT中，发挥了信息技术在课程教学中的优势。任务分析阶段的详尽讲解，使学生初步具备了对MOVEC指令的运用能力，在任务实施阶段，首先让学生独立完成“管板圆弧焊接轨迹”的程序编制，同组学生相互比较各自程序，然后教师强调临近点、规避点的设置更符合安全操作规范，使学生意识到精益求精、安全生产等工作品质的重要性。PPT中的视频案例、音频讲解、动画演示，将原本枯燥的文字内容转化为声音、动画，激发了学生的视听体验，增强了课程教学效果。

3.3 编写脚本录制视频

在线课程的核心内容就是录制视频，视频的教学内容是对教材知识的提炼，也是对实践技能点的演绎。视频内容将原本枯燥的文字、冰冷的程序语句，形象化、动态化地呈现在客户端，降低了学习者的认知难度，调动了学习者的积极性。以“管板圆弧焊接轨迹示教编程”为例，在管-板骑坐式焊缝焊接轨迹示教编程中，首先引入前序课程“圆弧示教轨迹”的动画，然后确定本次任务的学习目标，熟练运用MCVEC指令进行圆弧轨迹焊缝的示教、跟踪与再现，设置合适的焊接参数完成管-板骑坐式焊缝的焊接。采用情景教学模式录制视频，教师进行示教前准备：工件表面清理、工件装配与定位、工件装夹、运动轨迹的示教演示、设定焊接参数、运行测试程序、施焊、焊缝外观质量检查。由于实操演示具有规范性，所以在编写脚本时要言简意赅表达清楚使用了哪个功能键、输入了什么程序指令、实现了什么动作效果，并且在配音过程中保证操作视频的步骤和音频讲解同步，使教学内容简单明了。当然，对于理论性比较高的内容，教师要出镜讲解，与面授教学不同的是，在线课程的视频录制需要教师将摄像头当作是听课的学生，设计一些自问自答的语句模拟真实的面授课教学环境，增加课程的交互性。

3.4 完善课后学习资料

弧焊机器人操作与编程是一门证书课，鼓励学生在课程结业后考取弧焊机器人操作员证书，持证上岗为企业节约培养成本。将职业技能证书的理论知识点和实操考核点融入课程教学内容的同时，将理论考试复习题拆解到项目中，及时、有效地检验学生的学习效果，实现课证深度融合，提升课程学习的实效性。

由于弧焊机器人操作与编程课程是基于职业岗位核心能力、校企共建的课程，所以从教学设计上更多融入了企业生产所需的技能要素，在拓展学习的参考资料中，着重介绍DTPS离线编程软件，发挥线上教学进行虚拟仿真学习的优势。

4 弧焊机器人操作与编程课程的远景规划

4.1 线上虚拟仿真实训内容

弧焊机器人操作与编程是凸显新工科理念的实践性较强的课程，理论讲解只是形成了初步认识，操作示教器进行编程并完成焊接才能达到知识的应用性。那么，在线课程能够更大程度地模拟真实工作场景，需要运用虚拟仿真软件，设计虚拟仿真实训内容。通过信息技术、智能技术与实践教学的深度融合，实现“离线编程”“虚拟示教”“虚拟焊接”，解决了在线课程实训内容“做不到”“做不了”“做不上”的难题。在已经建设完成的拓展学习资料中，向学生推荐了DTPS离线编程软件，下一步的课程建设内容就是打造虚拟仿真实验教学课程，利用离线编程、在线示教，拉近虚与实的距离，探索虚实结合、理实一体的融通教学模式。

4.2 建设课程配套教材

打造精品在线开放课程，不仅要制作线上教学资源，也要建设与课程思路相配套的教材。纸质教材是知识传授的主要载体，实施职业教育“三教”改革过程中，要探索传统教育出版社与现代信息技术的深度融合，创新教材形态，推行形式多样的教材模式，如：活页式教材、工作手册式教材、融媒体教材。教材建设过程中，强化校企协同、产教融合，注重吸收机器人焊接领域的新技术、新工艺、新方法，立足于学生实际，引领学生进入理实一体化的学习情境，全面提升学生的实践经验和技能水平[6]。