高職院校“以賽促教”的教學(xué)模式改革研究
——以“焊接機器人技術(shù)”為例

徐洪亮 高繼軍

長春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 吉林 長春 130013

1 焊接機器人發(fā)展現(xiàn)狀

工業(yè)機器人技術(shù)是計算機、控制論、機構(gòu)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)并與其他學(xué)科形成的結(jié)合，其發(fā)展迅速、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛[1]。

2013年 ，《關(guān)于推進工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》中提出，到2020年，工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)基本完善，工業(yè)機器人密度達到100?以上[2]。在《〈中國制造?2025〉重點領(lǐng)域技術(shù)路線圖》中進一步提到，到2020年工業(yè)機器人的保有量將達到?80?萬臺，2025年，其保有量將達到?180萬臺[3]。

據(jù)不完全統(tǒng)計，近一半工業(yè)機器人應(yīng)用于焊接加工，其廣泛應(yīng)用于汽車、鐵路、航天、軍工等專業(yè)領(lǐng)域。我國作為制造大國，其焊接機器人技術(shù)應(yīng)用的高度和廣度，在一定程度上也體現(xiàn)了我國制造業(yè)的發(fā)展水平。

2 高職院校焊接機器人技術(shù)教學(xué)分析

在此工業(yè)機器人技術(shù)發(fā)展的上升期，眾多高職院校把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向，積極培養(yǎng)專業(yè)人才，并紛紛開設(shè)工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)，2019年高職專業(yè)設(shè)置備案顯示，自2012年1所院校首開之后，至2019年迅速發(fā)展為568所[4]。但工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)發(fā)展時間有限，專業(yè)課程建設(shè)資源匱乏，缺乏可借鑒的指導(dǎo)和科學(xué)規(guī)范，也造成了培養(yǎng)目標(biāo)不明晰、課程體系建設(shè)特色不突出、課程內(nèi)容不豐滿鮮明、教學(xué)模式不與時俱進等一系列問題，進而導(dǎo)致專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量問題。

焊接機器人技術(shù)作為工業(yè)機器人技術(shù)的重要組成部分，待解決的困難尤多。本門課程需將焊接技術(shù)和工業(yè)機器人技術(shù)融為一體，既有熔焊基礎(chǔ)、焊接工藝及焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)理論，也要掌握工業(yè)機器人的基礎(chǔ)理論和操作技能，這對課程內(nèi)容建設(shè)提出了更高的要求。焊接機器人技術(shù)課程教學(xué)模式的優(yōu)劣，會直接影響學(xué)生的技術(shù)能力。由于該課程的特點，需要進行長時間反復(fù)訓(xùn)練，導(dǎo)致學(xué)生感到枯燥乏味、缺少興趣，尤其焊接加工本身臟累的特點，更易增強學(xué)生的倦怠感，而且學(xué)生素質(zhì)參差不齊。傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不再適合當(dāng)前高職院校的教學(xué)情況，而目前課堂常規(guī)的項目驅(qū)動式教學(xué)，雖然在一定程度上可以增加學(xué)生的參與度，但在提高學(xué)生技能和活躍度上仍顯不足。為了進一步提升學(xué)生的技能，深化教學(xué)改革，完善高校教學(xué)模式，培養(yǎng)出更多適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新性人才，且達到分層教學(xué)的目的，基于項目驅(qū)動式教學(xué)，在焊接機器人技術(shù)教學(xué)中提出并實施了“以賽促教”的教學(xué)模式。

3 焊接機器人技術(shù)“以賽促教”的教學(xué)模式建設(shè)方案

“以賽促教”的教學(xué)過程中，不僅鼓勵學(xué)生參與各級別賽事，而且上課流程對標(biāo)競賽流程，課程內(nèi)容對標(biāo)競賽內(nèi)容，教學(xué)考核標(biāo)準(zhǔn)對標(biāo)競賽評價，依據(jù)比賽成績進行相應(yīng)的獎懲措施，在此過程中學(xué)生的參與度、活躍度及競爭力都會得到大大提升。以焊接機器人技術(shù)課程為例，課程與全國各類機器人焊接大賽對標(biāo)，與企業(yè)生產(chǎn)對標(biāo)，在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上，參考大賽題庫和企業(yè)生產(chǎn)工件，建設(shè)競賽教學(xué)資源庫，從而進行競賽式訓(xùn)練：出示任務(wù)書，根據(jù)圖紙拼裝焊接件，操作機器人編寫焊接程序、調(diào)節(jié)焊接參數(shù)，焊接工件，依據(jù)評分細則進行考評，其教學(xué)模式具體流程如下圖所示。

(1)競賽培訓(xùn)

1)賽項流程培訓(xùn)。對標(biāo)競賽標(biāo)準(zhǔn)，培訓(xùn)學(xué)生了解各級別大賽，了解焊接機器人技術(shù)大賽及相關(guān)賽項的流程，這對于后續(xù)教學(xué)及競賽工作的進行可以達到事半功倍的效果。

2)安全生產(chǎn)培訓(xùn)。以6S生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)培訓(xùn)學(xué)生，在競賽(生產(chǎn))過程中，確保人身與設(shè)備安全，并且每次施行任務(wù)前必須進行安全測試。

3)理論培訓(xùn)。出示理論任務(wù)單，學(xué)生通過查閱資料完成任務(wù)，并進行匯報、討論、總結(jié)，基于學(xué)生的完成情況，教師進行歸納總結(jié)。

4)實操培訓(xùn)。教師根據(jù)任務(wù)單要求，對技術(shù)要點進行示范演示、講解。

(2)任務(wù)書(單)

任務(wù)書(單)以表格形式給出，其明確焊接任務(wù)及相關(guān)要求，給出焊接件拼裝圖紙及工作流程，提供所使用的設(shè)備清單，每一位選手從中都可以清楚了解自己所要實施的焊接任務(wù)及相關(guān)準(zhǔn)備工作與后續(xù)工作。

(3)拼裝焊接件

可選擇助手，依據(jù)給定焊件拼裝圖紙，共同進行焊接件拼裝，可使用手工焊接或機器人焊接方式將焊件固定成型，完成焊接件整體拼裝，并且確保拼裝正確，不影響后續(xù)機器人進行連續(xù)焊接及工件焊接質(zhì)量。

(4)焊接工件

依據(jù)拼裝工件旱道的具體位置，設(shè)計快速、高效的焊接機器人運行軌跡，選擇恰當(dāng)?shù)暮附臃椒ǎ⒑侠碚{(diào)整焊槍姿態(tài)。根據(jù)焊接板材的材質(zhì)、厚度、旱道位置等因素調(diào)整焊接參數(shù)，并合理的匹配機器人速度，實現(xiàn)高效焊接的同時，確保焊接質(zhì)量。

(5)比賽評判

考核評分標(biāo)準(zhǔn)對標(biāo)各類焊接大賽、機器人大賽評分細則：1)安全文明生產(chǎn)(10分)，2)違規(guī)扣分表(10分)，3)機器人程序編寫(20分)，4)焊接質(zhì)量(50分)，5)焊接效率(10分)，若由于誤操作出現(xiàn)設(shè)備損壞或工件拼裝錯誤，則勒令停止比賽，得分為零。比賽的成績從以上幾個方面進行綜合評定，焊接機器人技術(shù)比賽中焊接產(chǎn)品質(zhì)量是決定勝負的關(guān)鍵，因此，焊接質(zhì)量的分數(shù)占在半數(shù)，甚至更高，其他評定項目作為評分的重要組成部分，分值仍很可觀。比賽中，選手在保證焊接質(zhì)量的前提下，也要確保自身盡可能的少犯錯誤，才會取得優(yōu)異成績。

(6)比賽獎懲

根據(jù)評分細則統(tǒng)計分數(shù)。每次課內(nèi)競賽獲得前60%的學(xué)生按照分數(shù)排名，適當(dāng)增加分值予以獎勵，并推薦課內(nèi)競賽表現(xiàn)優(yōu)異的學(xué)生，參加國家級、省級等各級別焊接機器人技術(shù)技能大賽及相關(guān)賽項；總成績第一名的小組，獲優(yōu)秀焊接小組，其成員根據(jù)個人成績排名適當(dāng)增加考核分值，每位學(xué)生的多次比賽成績經(jīng)加權(quán)計算后所得分數(shù)作為期末成績。其中，個人分值a＋獎勵分值b≤100，平時表現(xiàn)分值c≤100，期末成績d，其成績?nèi)缦鹿剿尽?/p>

4 結(jié)語

“以賽促教”的教學(xué)模式改革，對于實踐性強的焊接機器人技術(shù)課程具有極強的可操作性。以競賽的模式進行教學(xué)工作，既能夠有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和教學(xué)參與度，也可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新精神，并確實有效地提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)與實踐操作能力，為學(xué)生日后參加工作夯實基礎(chǔ)，為企業(yè)發(fā)展培養(yǎng)合格人才，為社會進步培育合格的建設(shè)者。