《焊接機器人技術》能力本位的整體教學設計研究

王麗七

(安徽國防科技職業(yè)學院 機械技術學院，安徽 六安 237011)

長期以來，“能力本位”職教理念是高職院校堅持和落實的職業(yè)教育理念，符合職業(yè)教育的客觀規(guī)律，具有其先進性和科學性，為現(xiàn)代職業(yè)教育的發(fā)展指明了方向。2014年5月2日國務院頒布了《關于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》的文件，2014年6月16日，國家政府部門印發(fā)了《現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設規(guī)劃(2014—2020年)》的文件。可見“能力本位”的職業(yè)教育越來越受到相關部門的重視和關注[1-3]。

隨著制造業(yè)的迅速發(fā)展，焊接技術的應用越來越廣泛，焊接智能化水平也越來越高，采用機器人焊接已經(jīng)成為焊接技術自動化的主要標志[4]。但是，具有扎實焊接專業(yè)知識的機器人操作人才卻十分稀缺，限制了我國機器人應用技術向更大程度的發(fā)展，因此，在高職院校開設《焊接機器人技術》課程，并進行能力本位視域的教學設計與改革是非常重要的。本文結合我院焊接技術與自動化專業(yè)培養(yǎng)目標，探析了基于能力本位的《焊接機器人技術》課程的教學目標、教學內(nèi)容、教學情境、考核方案等內(nèi)容，以期進一步提高課程的教學效果，提高學生的職業(yè)能力與素質(zhì)。

1 能力本位的教學設計思路

能力本位教育更注重學生職業(yè)技能的培養(yǎng)，在教學過程中更多地強調(diào)學生的任務演練，鼓勵并引導學生積極參與其中，采取以學生為主體、教師為主導的教學模式，以崗位職業(yè)能力的培養(yǎng)為重點，強化培養(yǎng)學生工程實踐能力[1]。為適應能力本位教學要求，在教學設計時，首先根據(jù)專業(yè)崗位群對學生崗位能力的需求,結合專業(yè)人才培養(yǎng)目標，確立能力本位的課程目標，然后分析崗位具體工作過程，明確崗位典型工作任務，然后整合教學內(nèi)容，設計相應的訓練項目及目標體系。課程設計思路如圖1所示。其中，項目設計要體現(xiàn)一定的趣味性挑戰(zhàn)性，激發(fā)同學們自主學習和探究興趣。并且，每一個子項目或任務均要設計了相應的考核方案和評分細則，有助于客觀評價教學效果和學生的職業(yè)能力。

2 能力本位課程目標

與課程密切相關的崗位主要有：焊接機器人操作員、焊接機器人調(diào)試與編程員、自動化焊接生產(chǎn)線技術員、焊接自動化生產(chǎn)線調(diào)試與管理員等。根據(jù)典型工作任務(如圖2)能力素質(zhì)需求分析，結合我校實際，本課程的課程目標確定為以下三方面:

(1)能力目標：能夠對焊接機器人基本線路進行連接、維護保養(yǎng)、安全操作與調(diào)試；能根據(jù)產(chǎn)品任務書進行分析并設計工藝路線；能獨立運用示教器進行機器人軌跡規(guī)劃與示教再現(xiàn)；能夠獨立完成四種常見典型接頭(板對接、T形接頭、管板對接、管管對接)及簡單構件的機器人焊接；能夠對常見事故進行分析與解決，靈活應對突發(fā)事件。

(2)知識目標：了解弧焊機器人系統(tǒng)的4大基本組成部分及其功能和作用及其結構控制原理；掌握焊接機器人安全操作規(guī)程及日常檢查和保養(yǎng)常識；掌握ABB1410焊接機器人示教器面板操作及焊接機器人系統(tǒng)的基本操作；熟練掌握基本軌跡的示教再現(xiàn)要點(示教點的插補方式、示教速度設置、空走點和焊接點的設置，直線、圓弧和及其擺動程序的編寫方法、焊接工藝優(yōu)化等)。

(3)素質(zhì)目標：培養(yǎng)積極主動的學習態(tài)度、應用信息化技術等手段自主學習的能力；培養(yǎng)任務施工圖的領會能力和執(zhí)行力，評價與總結能力，創(chuàng)新能力等；培養(yǎng)較強的表達能力、人際溝通能力、團隊協(xié)作能力、克服困難的能力；培養(yǎng)安全、質(zhì)量、責任、環(huán)保等崗位意識。

3 能力本位的整體教學設計方案

3.1 教學內(nèi)容與時間軸設計

整個教學過程以完成渦輪減速器箱體的機器人焊接項目為載體，根據(jù)項目完成的工作過程，將《焊接機器人技術》課程的教學內(nèi)容整合為焊接機器人焊前準備、焊接機器人在線操作、機器人焊接生產(chǎn)三大模塊，表1為各部分具體項目與學時分配。

圖1 機器人焊接生產(chǎn)工藝流程與能力要求

我校焊接專業(yè)本課程總學時為84，一共14周，每周6學時，一般在第4學期開設,其中第一次課主要是課程介紹，情景引入并認識實訓室焊接機器人。最后一次課主要是課程總結，包括基本的概念，基本知識點與技能點，常用的英文單詞等。

表1 教學內(nèi)容與學時分配

3.2 教學情境設計

本課程教學始終以職業(yè)能力培養(yǎng)為核心目標，采取“教、學、做”一體化的教學模式，課堂教學均在校內(nèi)實訓基地內(nèi)進行。實訓基地配有多媒體教室，老師教學時可以借助多媒體展示原理、演示動畫和視頻等。實訓基地機器人焊接區(qū)有用于教學的ABB1410焊接機器人系統(tǒng)及焊接所需的各種耗材和保障設施，可以讓同學們學中做，做中學，不斷提高自身的能力和素養(yǎng)。具體教學情境：每一堂課一般有三個環(huán)節(jié)，第一個環(huán)節(jié)主要是老師示范與講解，并告知學生確本次課的任務目標、基本的知識點和技能點。第二環(huán)節(jié)是同學們學操任務，任務難度與老師示范的任務相當，主要是同學們分組訓練，要求同學們積極主動學練，相互協(xié)作完成任務并進行互動點評，老師可以進行個別的指導和點評，并鼓勵同學們大膽創(chuàng)新。該環(huán)節(jié)以學生為主體，所需時間一般為課堂時間的2/3以上，讓同學們在完成具體工作任務的過程中不斷提高職業(yè)能力與素養(yǎng)。第三環(huán)節(jié)是任務考核，要求同學們在規(guī)定時間內(nèi)完成所給的工作任務，老師根據(jù)具體的評定標準對同學們?nèi)蝿胀瓿汕闆r進行評價，最后老師可根據(jù)學生任務完成情況，布置一定的課外任務，由學生課余時間在實訓基地內(nèi)完成。

由于課堂時間有限，為進一步拓展同學們的職業(yè)能力，激發(fā)探究興趣，我們還組建了焊接機器人科技社團，定期開展技能競賽，競賽項目具有代表性(體現(xiàn)能力目標)、趣味性和挑戰(zhàn)性，可以豐富同學們的課外學習生活，進一步拓展專業(yè)能力。

3.3 課程考核設計

本課程考核有兩種方案，均以過程性考核(能力考核)為主。方案一：過程考核(70%)+期末考核(30%)。期末考核分兩部分，一部分是根據(jù)綜合考核項目完成情況進行評價(15%)，另一部分為理論考試(15%)，理論考主要考察基本的概念、知識點和操作規(guī)范等。方案二：過程性考核(70%)+技能競賽成績(30%)，推行以賽促學，以賽代考制。凡參加焊接機器人科技社團，并表現(xiàn)良好，期末可申請免考，總成績可直接認定為70-80分。凡參加校內(nèi)舉辦的焊接機器人技能競賽獲一等獎者，總績直接評定為90分以上，獲二等獎者，總成績直接評定為85-89分，獲三等獎者期末成績評定為80-85分。同學們課根據(jù)自身情況，選擇一種或兩種方案，并按高分計入。

表3 過程考核與技能競賽成績分布與評定細則

4 結語

基于能力本位的《焊接機器人技術》課程整體教學設計是實施能力本位教學改革的前提和必要手段。該設計以提升教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力為核心，從分析崗位能力入手，結合專業(yè)人才培養(yǎng)目標，落實能力本位的課程目標，然后根據(jù)課程目標設計教學內(nèi)容、項目任務、教學情境與考核方案?；谀芰Ρ疚坏慕虒W設計思路和設計要點可以引導教師改變傳統(tǒng)執(zhí)教觀念，創(chuàng)新教學方法，激發(fā)學生自主學習能力和創(chuàng)新能力?！逗附訖C器人技術》課程整體教學設計方案是教師進一步實施教學改革，進行該課程教學單元設計的依據(jù)。該設計是結合我校實際教學條件和學生學情而設計的，具有可實施性，在今后的教學實踐中，教師還需根據(jù)具體情況進行一定的優(yōu)化。