基于項(xiàng)目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)的中職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)教學(xué)中的探索

李悅

[摘 要]中等職業(yè)學(xué)校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)。為了能更好地幫助學(xué)生提升自身能力，就需要教師深入研究教學(xué)策略，用更好的教學(xué)理念、更恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段有效地開展教學(xué)工作，最大限度地幫助學(xué)生，使學(xué)生得到更加全面的培養(yǎng)，收獲更加熟練的技能?，F(xiàn)基于項(xiàng)目引領(lǐng)，探討適合中職工業(yè)機(jī)器人這門學(xué)科的教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)策略及教學(xué)手段。

[關(guān)鍵詞]項(xiàng)目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動(dòng);中等職業(yè)學(xué)校;工業(yè)機(jī)器人技術(shù)

工業(yè)機(jī)器人是由綜合電子工程技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息傳感技術(shù)等多學(xué)科組成的高新技術(shù)，是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。在中國制造2025大背景下，工業(yè)機(jī)器人得以廣泛應(yīng)用，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展更是日新月異。為了更好地服務(wù)經(jīng)濟(jì)，職業(yè)院校培養(yǎng)技術(shù)人才迫在眉睫。

一、有效結(jié)合CDIO工程教育理念和模式

CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作，提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)、全面的實(shí)施指導(dǎo)以及實(shí)施檢驗(yàn)等，這種理念與模式很適合中等職業(yè)學(xué)校：

1.強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，通過項(xiàng)目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)，使學(xué)生在實(shí)踐中獲得真知。

2.通過集成化教學(xué)使學(xué)生獲得專業(yè)知識(shí)的同時(shí)收獲自身能力和團(tuán)隊(duì)合作能力等多方面的提升。

3.建立并探索多學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)，使專業(yè)目標(biāo)得到多門課程的共同支持。

二、項(xiàng)目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

陶行知先生“教學(xué)做合一”的教學(xué)理念為“項(xiàng)目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的教學(xué)方法提供了理論依據(jù)，通過分析工業(yè)機(jī)器人的典型工作任務(wù)，將教學(xué)內(nèi)容有機(jī)整合，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目引領(lǐng)。根據(jù)項(xiàng)目給定的引導(dǎo)性問題，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，自主提出解決方案并通過工業(yè)機(jī)器人在線示教編程進(jìn)行實(shí)操驗(yàn)證。

三、虛擬仿真教學(xué)法

建立虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室，在工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足的情況下，可以通過虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，解決教學(xué)資源不足的窘境，同時(shí)可以滿足學(xué)生課后練習(xí)拓展的需求，使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程與調(diào)試。

四、探索校企合作

隨著工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)和調(diào)整，要求專業(yè)人才能具備更全面的綜合職業(yè)能力，特別是在對(duì)機(jī)器人專業(yè)的人才培養(yǎng)時(shí)，中等職業(yè)學(xué)校應(yīng)探索工學(xué)結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，順利推進(jìn)校企合作的深度融合。使學(xué)生在校內(nèi)接受系統(tǒng)的知識(shí)體系學(xué)習(xí)，在校外接受有針對(duì)性的實(shí)踐操作訓(xùn)練，最終實(shí)現(xiàn)校企無縫對(duì)接，使受教育者能真正將理論知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)。

接下來，以工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程中“管與板的焊接”項(xiàng)目為例，談?wù)剬?duì)“項(xiàng)目引領(lǐng)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)法的實(shí)踐與反思。

（一）溫故知新，引入任務(wù)

1.如何新建基坐標(biāo)系？

2.什么是點(diǎn)到點(diǎn)移動(dòng)（PTP）？

3.什么是線性移動(dòng)（LIN）？

任務(wù)描述：

完成如圖管與板的焊接

（二）學(xué)習(xí)知識(shí)，化解任務(wù)

圓周運(yùn)動(dòng)的定義：圓周運(yùn)動(dòng)是指機(jī)器人沿圓形軌跡以定義的速度將TCP移動(dòng)至目標(biāo)點(diǎn)，圓形軌道是通過起點(diǎn)、輔助點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)定義的。

起始點(diǎn)：是上一條運(yùn)動(dòng)指令以精確定位方式抵達(dá)的目標(biāo)點(diǎn)。

輔助點(diǎn)：是圓周所經(jīng)歷的中間點(diǎn)。

目標(biāo)點(diǎn)：是圓弧軌跡的結(jié)束點(diǎn)。

子任務(wù)一：完成一段圓弧軌跡的示教編程。

子任務(wù)二：完成一個(gè)完整圓周軌跡的示教編程。

子任務(wù)三選做：完成如圖軌跡的示教編程。

（三）引導(dǎo)探究，實(shí)施任務(wù)

創(chuàng)建CIRC運(yùn)動(dòng)的操作步驟：

1.將TCP移向應(yīng)被示教為目標(biāo)點(diǎn)的位置。

2.將光標(biāo)置于其后應(yīng)添加運(yùn)動(dòng)指令的那一行中。

3.選擇菜單序列指令> 運(yùn)動(dòng)> CIRC。

圓形輪廓軌跡規(guī)劃

運(yùn)動(dòng)路徑：

機(jī)器人HOME點(diǎn)->P1（安全點(diǎn)）;

P1（安全點(diǎn)）->P2（輪廓起始點(diǎn)）;

P2（圓弧起始點(diǎn)）->P3（輔助點(diǎn)）->P4（輪廓中間點(diǎn)）;

P4（圓弧起始點(diǎn)）->P5（輔助點(diǎn)）->P6（圓弧終點(diǎn)）;

P6（圓弧終點(diǎn)） -> P7（安全點(diǎn)）;

P7（安全點(diǎn)）->機(jī)器人HOME點(diǎn)。

（四）概括、評(píng)價(jià)任務(wù)

1.圓周運(yùn)動(dòng)的定義

2.創(chuàng)建圓周運(yùn)動(dòng)的操作方法

項(xiàng)目引領(lǐng)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法實(shí)施的關(guān)鍵在于項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和任務(wù)的分解，而其真正的價(jià)值則應(yīng)體現(xiàn)在學(xué)生探究任務(wù)和實(shí)踐任務(wù)的過程中，從而實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)、以探究為方法、以應(yīng)用為目的的教學(xué)理念。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙志群.職業(yè)教育工學(xué)結(jié)合—一體化課程開發(fā)指南[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009.

[2]邵澤強(qiáng).機(jī)電一體化概論[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[作者單位]

吉林機(jī)械工業(yè)學(xué)校

（編輯：溫子超）