专业群背景下“工业机器人应用技术”课程的教学改革探析

2022-07-26彭明仔

科技与创新 2022年14期

彭明仔

（广州科技贸易职业学院，广东广州 510000）

1 研究背景

新的国际国内环境为提升粤港澳大湾区国际竞争力、更高水平参与国际合作和竞争拓展了新空间。2019年2 月，中共中央、国务院印发了《粤港澳大湾区发展规划纲要》，未来粤港澳大湾区将建成世界新兴产业、先进制造业和现代服务业基地。同时，《广东省智能制造发展规划（2015—2025 年）》强调要以先进装备制造业为突破口，以智能制造为核心和主攻方向，带动全省制造业转型升级，加快实现由制造业大省向制造业强省转变。

基于此背景，提出了贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》和《广东省职业教育“扩容、提质、强服务”三年行动计划（2019—2021 年）》，并发挥专业群的集聚效应和服务功能，为广东省经济社会发展提供高素质技术技能人才支持和智力支撑。因此，对当前高职院校的人才培养工作提出了更高的要求，迫切需要大力提高高职人才培养质量。工业机器人技术是先进制造业的典型代表，在专业群建设背景下应加强对工业机器人应用技术教学质量的提升，进而培养出更多高素质技术技能人才。

2 教学中存在问题

实践条件不足。在教学过程中，由于实训设备有限，目前通常采用的是分组轮训的实践教学方式，教师无法兼顾到每个学生的完成情况，从而导致学生平均实践学时不足。

教学方法落后。传统的课程教学模式下教师占据了课堂教学的主体，并且以课堂讲授为主，使得实践教学与课堂教学之间呈现出严重的脱节现象，学生对于该课程知识的学习也逐渐失去兴趣。

缺乏双师型教师队伍。课程内容与企业工程实际场景脱节，高职院校缺乏从事过工业机器人岗位相关的“双师型”教师，所讲授的内容也无法被学生理解与掌握，教师在企业实践的能力有待提升。

教学内容针对性不强。专业群各专业对本课程的教学目标有所不同，但目前为不同专业的学生授课的内容基本一致，应针对不同专业建立规范的课程标准，并将课程进行模块化设计，教师根据各专业学时进行合理组合，开展模块化教学设计。

3 课程改革的基本方法和思路

3.1 开展企业调研，明确课程的教学目标

为掌握工业机器人在本体制造、系统集成及应用企业的人才需求情况，了解工业机器人的相关岗位设置，并对各职业岗位所需能力与典型工作任务进行统计分析。前往珠三角智能制造行业，对工业机器人职业发展和人才需求开展了调查和研究，进而明确企业岗位对应课程的教学目标，形成工业机器人技术专业人才需求调研报告。

3.2 建立模块化教学标准

由于电气自动化专业群相关专业的人才培养目标不尽相同，需突出各专业的重点和难点内容，有针对性地设计符合各专业需求的模块化课程教学标准。如电气自动化技术专业学生侧重于掌握工业机器人的集成应用知识；机电一体化技术专业的学生侧重于掌握工业机器人的一般操作应用及一般操作维护知识；工业机器人专业学生侧重于掌握工业机器人的集成应用、系统维护及安装调试等知识上[1]。根据专业群各专业人才培养的目标的差异性，确定本课程的重点教学内容，并扩展本课程的相关知识。

3.3 改革教学方法

传统教学缺乏对学生从事企业项目工程实践能力的培养，从而导致学生进入企业无法快速融入企业工程项目，引入工程问题，激发学生积极参与和讨论，可以锻炼和培养学生的项目工程思维方式，从而提高学生分析和解决问题的能力。同时，以企业岗位典型的工作任务为载体，采用项目导向、任务驱动、“理虚实一体化”的教学方式[2]。

3.4 搭建网络教学平台，开展线上线下混合教学

搭建基于超星学习通的网络课程平台，便于开展线上线下同步教学，教师与学生通过“网络教学平台”，实现课堂教学与在线学习相结合。

3.5 改革考核方法，突出考核学生解决问题的能力

改革现有考核方法，重点考核学生应用专业知识解决企业工程实践问题的能力及岗位技能。借助线上评价体系，并结合线下实践教学评价，实现“线上+线下+期末考核”的模式，科学、系统、客观地评价学生的学习效果。

4 课程改革取得的成果

4.1 智能制造企业的调研结果

本专业群教师前往佛山隆深、川崎、埃夫特、因明智能等企业调研。了解智能装备制造产业群上游是核心零部件，主要的是减速机、控制系统及本体制造商，中游是智能装备系统集成商，下游是智能装备应用企业，国内企业都集中在这个环节上。上游岗位包括机器人的本体制造，机器人系统装调、调试、销售及售后支持的技术人才；中游企业是工业机器人系统集成企业，主要岗位是机器人系统的安装调试、集成开发、技术服务等人才；在下游的应用型企业，需要大量的机器人自动生产线中运行维护、操作编程、车间管理等综合素质较强的技术人才。根据调研数据统计分析，本专业的人才需求主要分为安装调试、系统集成、技术服务、项目经理4 个层次。

4.2 明确课程教学目标

本岗位基于典型工作任务的能力要求来确定课程目标，以必须、够用、实用为原则，将学科的系统性知识进行重组，变知识本位为能力本位，课程内容融入“1+X ”证书职业技能等级标准[3]、职业资格认证考核标准及岗位能力考核评价标准，采用“教、学、做”为一体的教学方式，培养学生掌握工业机器人现场操作与编程应用的能力。课程设计遵循以学生为中心，结合企业访谈、问卷调查和职业能力分析，确定了本课程的认知目标、能力目标、情感目标。

4.3 建立专业群模块化课程标准

本课程以智能制造企业与现代服务业职业岗位能力需求为宗旨，以先进实训设备为实训教学载体，构建以核心职业能力培养为主线，“基础通用、模块组合、各具特色”的工学结合的专业群课程标准。同时，学习情境遵循人才职业成长的规律进行排列，具有合理的梯度结构，学习难度由易到难，职业能力要求从低到高；贯彻以学生为主体的教学理念，采用行动导向教学，学生通过接受教师安排的工作任务，在完成工作任务的过程中使教学目标得以实现，做到“教、学、做” 一体化，最终实现“做中学”和“学中做”[4]。

课程划分为通识模块、基础模块、技能模块、应用模块及拓展模块，不同专业适用不同的教学模块开展教学，如表1 所示。

表1 课程模块与专业的对应性

表1（续）

4.4 采用“理-虚-实”及线上线下一体化教学模式

本课程改革了以往的“理实一体化”教学模式，通过引入“理实一体、虚实结合”的现代教学模式，将课程理论知识和实践能力结合在一起，将离线仿真和实际动手操作结合在一起，虚拟仿真与实训硬件平台进行结合[5]。在实际教学中教师利用线上学习通+线下课堂+线下实训进行混合式教学，同时实现课前、课中、课后无缝连接，线上线下高度融合。每个学生利用线上资源进行理论学习，然后再通过电脑进行虚拟仿真实训教学，最后再通过现场设备进行实际操作和验证。利用虚拟仿真实训平台，可以让每个学生都有机会动手训练，解决了以往实践条件不足，学生训练时间短的问题，有助于教学质量的提升。

4.5 构建科学合理的课程评价体系

传统的课堂教学评价以教师评价为主，本课程考核评价结合“1+X”证书考核标准[6]，课程考核采用项目过程化评价，评价每个子项目实施的全过程。强化实操考核，每个项目的考核主要采用小组互评、学生自评和教师评价相结合的评价方式。评价内容以教学目标为依据，侧重学生专业能力和职业素养相结合的综合评价。具体的考核评价方法为：过程性线上考核占50%，包含线上视频（15%），课堂活动（10%）、出勤（10%）、作业（15%）；期末考核占50%，包含理论（30%）、实操（20%），在每一个子项目后面附有评分标准，采用多种评价相结合的评价方式。