基于國賽設(shè)備工業(yè)機器人選修課教學實踐初探

趙紫悅

[摘 要] 以國賽工業(yè)機器人設(shè)備選修課的教學為切入點，結(jié)合中職工業(yè)機器人技能大賽要求，從工業(yè)機器人選修課的教學內(nèi)容設(shè)計、教學方法、教學成效、教學反思等方面進行初探，以期待選修課教學實踐能更好地服務于該項目的技能大賽。

[關(guān) 鍵 詞] 工業(yè)機器人；選修課；技能大賽；三元三制；四環(huán)四讓

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）14-0068-02

一、開設(shè)工業(yè)機器人選修課的背景

（一）時代發(fā)展的需要

隨著工業(yè)4.0的到來，工業(yè)機器人發(fā)展迅速，特別是在中國市場上，制造業(yè)為了改變落后的生產(chǎn)方式，解決用工荒難題，需要大力投入機器人等自動化設(shè)備。加上政策對智能化產(chǎn)業(yè)的大力扶持，中國各地興起了機器人發(fā)展大潮。

國務院印發(fā)的《中國制造2025》是我國實施制造強國戰(zhàn)略的首個十年綱領(lǐng)，轉(zhuǎn)型智能制造將成為新時期下制造業(yè)的發(fā)展新趨勢，在此背景下，工業(yè)機器人將在制造業(yè)轉(zhuǎn)型中大有可為。所以，近幾年中不光是高職院校紛紛開設(shè)工業(yè)機器人專業(yè)，就連很多中職學校也已經(jīng)開始嘗試開設(shè)工業(yè)機器人專業(yè)，筆者學校由于條件的限制，現(xiàn)在還沒法專門開設(shè)機器人專業(yè)，但是開設(shè)選修課的條件已經(jīng)達到。

（二）浙江省選擇性課改的需要

2014年開始的浙江省中職選擇性課程改革是一場真正服務于學生內(nèi)在需求、挖掘?qū)W生內(nèi)在潛力的課程改革，是一場真正改變教師教育理念的課程改革，是一場打破傳統(tǒng)學校教育管理機制的課程改革！在深入推進選擇性課改革中，深切體會到最好的教育是適合學生的教育。而適合學生的教育，只有在被教育者、教育者的不斷選擇中才能發(fā)現(xiàn)、才能實現(xiàn)。工業(yè)機器人選修課的開設(shè)為本校的學生提供了一次自主選擇的機會，更為對工業(yè)機器人感興趣的學生提供了一個學習的平臺。

（三）學校技能競賽的需要

普高看高考，職高看技能大賽，現(xiàn)在的中職學校都很重視技能大賽，筆者了解到自2015年教育部開設(shè)中職工業(yè)機器人國賽項目至今，杭州地區(qū)已經(jīng)有6所學校購買并開設(shè)了工業(yè)機器人課程，并從2016年起杭州有工業(yè)機器人市賽、省賽、國賽層層選拔。筆者學校由于省示范校建設(shè)中專業(yè)建設(shè)的需要購得兩臺國賽設(shè)備工業(yè)機器人，具備了開設(shè)工業(yè)機器人選修課的硬件要求，開設(shè)工業(yè)機器人選修課也為學校參加杭州市工業(yè)機器人大賽提供了保障。

二、基于國賽設(shè)備工業(yè)機器人選修課的教學實踐

（一）教學實踐內(nèi)容設(shè)計的思路

本次工業(yè)機器人選修課教學實踐內(nèi)容的設(shè)計思路，筆者主要是以服務技能大賽為宗旨，以學校現(xiàn)有的國賽工業(yè)機器人設(shè)備為平臺，結(jié)合往年該項目技能大賽的特點和具體要求，弱化理論內(nèi)容，強化實踐內(nèi)容，化繁為簡，以工作任務為主線。對有興趣參加比賽的學生進行相對應的選修課教學實踐內(nèi)容的指導，并運用筆者多年教學實踐總結(jié)的教學方法，讓學生在選修課的整個過程中重素養(yǎng)、強能力、練技能，并能在技能大賽中出彩。

（二）教學實踐內(nèi)容設(shè)計依據(jù)

通過對近兩年各地該項目技能大賽的分析，其主要考核學生的機械裝配能力、工業(yè)機器人操控能力、離線軟件編程能力、工業(yè)機器人編程能力、PLC編程能力、心理素質(zhì)等的綜合能力，根據(jù)技能大賽考核的要求，選擇和組織教學實踐的內(nèi)容，弱化理論內(nèi)容，強化實踐內(nèi)容，形成基于技能大賽需要的選修課教學內(nèi)容，這樣能增強教學內(nèi)容與技能大賽的相關(guān)性，有一定的針對性和實效性。

（三）“三元三制”教學實踐內(nèi)容

筆者認為設(shè)計適當?shù)慕虒W內(nèi)容是學生有興趣學下去的動力，學生如果一直保持有興趣的學習，那么，他的學習會很快樂，學習成功的機率會很高。

1.“三元三制”的定義

“三元三制”的教學內(nèi)容設(shè)計就是根據(jù)每個學生不同的學習習慣和學習差異設(shè)計三種難易不同的元素并根據(jù)學生個體學習能力的差異提出三種不同的制度和要求。

2.“三元三制”的教學內(nèi)容

“三元三制”的教學內(nèi)容設(shè)計既符合學生的普遍學情，又鼓勵學生在學習內(nèi)容上的個性發(fā)展，并可以以此教學內(nèi)容作為選拔參加技能比武的學生的依據(jù)。如，在設(shè)置安裝工位裝配單元時，設(shè)置裝配1、2工位、裝配1、2、3工位、裝配1、2、3、4工位三元目標，學生根據(jù)自己的情況選擇目標、達成目標。

（四）“四環(huán)四讓”的教學方法

為更好地適應行業(yè)崗位需求和教學實際，提高教學效率，根據(jù)以教師為主導、學生為主體的教學模式，筆者通過總結(jié)教學實踐，提出“四環(huán)四讓”的工業(yè)機器人選修課教學法，以教師引導學生獨立、自主學習為指導思想，以此發(fā)揮學生各自的個性和特長、激發(fā)學生的學習興趣、提高學生的職業(yè)素養(yǎng)和自主學習能力，讓學生掌握技術(shù)與技能，形成職業(yè)核心能力，同時也培養(yǎng)學生的自信心和成就感。

1.“四環(huán)四讓”教學方法的定義

“四環(huán)四讓”教學法是以工作任務為導向，實際工作流程中有四個主要環(huán)節(jié)：任務解讀、任務分析、任務實施、任務評價。通過教師引導學生進行小組合作、協(xié)作探究做到書本讓學生自學、疑難讓學生研討、規(guī)律讓學生發(fā)現(xiàn)、評價讓學生參與。

2.“四環(huán)四讓”教學實踐

工業(yè)機器人選修課的每一個任務都是按任務解讀—任務分析—任務實施—任務評價來教學，在實際的教學過程中如何實現(xiàn)以教師為主導，學生為主體的四環(huán)四讓呢？以碼垛搬運為例。

（1）一環(huán)一讓：在任務解讀中實現(xiàn)書本讓學生自學

主要是通過教師引導，學生自主學習的方法進行，例如，碼垛搬運任務解讀：學生在解讀任務所需的理論知識時，通過教師的導讀試題，有目的地自主學習教材，從而進入任務分析。

（2）二環(huán)二讓：在任務分析中實現(xiàn)疑難讓學生研討

在任務分析中主要通過教師的引導、組內(nèi)互助、查找資料及小組討論的方法進行，通過各組任務解讀，從中討論出各組的共性問題，也就是課堂疑難點了。

（3）三環(huán)三讓：在任務實施中實現(xiàn)規(guī)律讓學生發(fā)現(xiàn)

學生兩人一組根據(jù)任務分析后發(fā)現(xiàn)的疑難，通過學生組內(nèi)合作、各組互助親自動手去做、去觀察并觀看教師的操作微視頻發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律，根據(jù)各組的學習程度可以選擇教學內(nèi)容其中的一元一制去實施。任務實施分成四個環(huán)節(jié)去實施，環(huán)節(jié)一是角色輪換，分工操作。兩人一組設(shè)置兩個角色：操作員和編程員主要通過分工操作，小組互助，教師巡視的方法進行；環(huán)節(jié)二是程序及點的準確性檢測，主要通過小組成員共同參與來完成；環(huán)節(jié)三是組間PK，通過一、二兩個環(huán)節(jié)的任務實施，各組成員選擇出最適合自己的工作組隊參加比賽；主要的教學意圖是加強團隊合作、鞏固所學知識。環(huán)節(jié)四是工位的整理，主要教學意圖是提高學生的職業(yè)素養(yǎng)，培養(yǎng)文明生產(chǎn)習慣。通過四個環(huán)節(jié)的任務實施，讓學生自己在做中學、在做中悟、在做中覺，實現(xiàn)規(guī)律讓學生自己發(fā)現(xiàn)。并通過教學內(nèi)容的自主選擇和組間的PK層層選拔大賽所需要的選手。

（4）四環(huán)四讓：在任務評價中實現(xiàn)評價讓學生參與

通過多元化全面的評價做到學生在課堂上所做的每一步都有一個具體的學分對其進行鼓勵評價，并且評價讓其自己參與，做到技能大賽選拔選手有據(jù)可依。

三、基于國賽工業(yè)機器人設(shè)備選修課的教學實踐

成效

（一）促進教師教學能力和專業(yè)技能的綜合發(fā)展

傳統(tǒng)教學根據(jù)設(shè)備說明書，采用傳統(tǒng)的示范、模仿教學，不能得到很好的比賽成績；而現(xiàn)在在教學內(nèi)容設(shè)計和教學方法的摸索過程中，潛移默化地讓教師具備了一定的整體設(shè)計、規(guī)劃和實施有效教學的能力；在和學生一起探索專業(yè)知識的過程中，不斷地提高了教師的職業(yè)技能水平（2017年11月杭州地區(qū)教師工業(yè)機器人大賽獲第三名）。

（二）促進學生專業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)的綜合發(fā)展

工業(yè)機器人課程需涉及電子專業(yè)的電工電子、PLC編程、電機與電氣控制技術(shù)等課程，以及機械專業(yè)的機械識圖、機械基礎(chǔ)、液壓及氣動技術(shù)等課程，原來兩個專業(yè)的學生只能學習自己專業(yè)的課程，而現(xiàn)在都要涉及。通過教學內(nèi)容的合理、適當設(shè)計，激發(fā)了學生的興趣和潛能，豐富了學生機械和電子的雙專業(yè)知識儲備，提高了學生的綜合素養(yǎng)和綜合應用能力。學生的職業(yè)素養(yǎng)由原來單一的電工電子技能操作或機床技能操作發(fā)展為兩項皆能操作。

（三）有效地服務技能大賽

教學實踐的內(nèi)容設(shè)置是針對技能大賽的，內(nèi)容是圍繞著技能大賽要求的，平時的訓練和模擬競賽是接近技能大賽氛圍的。目前通過選修課的教學實踐已經(jīng)選出兩組較好的學生參加2018年的杭州市工業(yè)機器人選拔賽。

四、基于國賽設(shè)備工業(yè)機器人選修課的教學實踐思考

（一）教學內(nèi)容設(shè)置不夠完善

教學內(nèi)容是筆者總結(jié)往年的技能大賽的模塊和技能點設(shè)置的，但每年技能大賽的要求都在不斷變化，都會有新的模塊和技能點增加。怎樣建立一個完善有效的教學內(nèi)容體系，有待整體設(shè)計。

（二）相關(guān)師資力量薄弱

雖然在2017年杭州市賽取得第三名，但和第一名的教師團隊還相差較多，隨著杭州地區(qū)中職學校國賽工業(yè)機器人設(shè)備的增多，競爭也會越來越激烈，對指導教師的要求也越來越高，怎樣才能不斷提升教師的職業(yè)技能水平，有待思考。

參考文獻：

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