中職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)與提升的探究

■陳振龍

（珠海市第一中等職業(yè)學(xué)校，廣東 珠海 519000）

隨著信息時(shí)代的到來，知識(shí)更新速度更快，創(chuàng)造科技新生態(tài)、經(jīng)濟(jì)新模式、職業(yè)新形態(tài)，學(xué)習(xí)的速度跟不上技術(shù)更新的速度。作為培育社會(huì)一線技能人才的職業(yè)學(xué)校，培育具備“學(xué)習(xí)習(xí)慣和終身學(xué)習(xí)素養(yǎng)”的技能型人才，培育具備“創(chuàng)造性思維能力和復(fù)雜交往能力”的復(fù)合型人才，比以往任何時(shí)候都重要。2014年，教育部明確提出中國(guó)學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，即學(xué)生應(yīng)發(fā)展具備適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。它不是特定學(xué)科或情境的特殊素養(yǎng)，而是人必備的文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)需求的最普遍、最根本的素養(yǎng)，是知識(shí)、技能、情感態(tài)度價(jià)值觀的綜合表現(xiàn)，是面向社會(huì)、面向未來職業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。中職學(xué)生需要核心素養(yǎng)支撐職業(yè)能力的發(fā)展，因此面向?qū)W生的職業(yè)發(fā)展需求，職業(yè)學(xué)校無論是對(duì)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)還是實(shí)踐教育，核心素養(yǎng)都是重中之重。

一、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生的核心素養(yǎng)

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用是2019年教育部新增的中職專業(yè)，但是有部分學(xué)校早已在校內(nèi)開設(shè)相關(guān)專業(yè)，尤其是南方地區(qū)的一些學(xué)校。另外，2017年全國(guó)職業(yè)院校技能大賽（中職組）就設(shè)立了機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用賽項(xiàng)，該賽事使用的平臺(tái)即是工業(yè)機(jī)器人工作站。經(jīng)過幾年的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)已形成了完善的人才培養(yǎng)體系，它是一個(gè)集機(jī)械、傳感、電氣等多學(xué)科交叉的專業(yè)，對(duì)學(xué)生的理論學(xué)習(xí)與動(dòng)手實(shí)踐能力要求較高。而學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)必須涵蓋知識(shí)、能力與態(tài)度三個(gè)要素，經(jīng)過幾年的競(jìng)賽探索、教育教學(xué)實(shí)踐，筆者認(rèn)為中職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)學(xué)生的核心素養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）學(xué)生的智能化經(jīng)驗(yàn)改造與理論構(gòu)建能力

工業(yè)機(jī)器人使生產(chǎn)智能化，智能化產(chǎn)品不斷融入并推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展，學(xué)生在日常的生活中更是潛移默化地形成了自己的智能化經(jīng)驗(yàn)，而通過工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的學(xué)習(xí)改造學(xué)生固有的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)學(xué)生能否獲取新知識(shí)至關(guān)重要。工業(yè)機(jī)器人專業(yè)邏輯性強(qiáng)且操作性要求高，學(xué)生學(xué)習(xí)過程中能否構(gòu)建系統(tǒng)化的認(rèn)識(shí)，直接影響其對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)理論的掌握。改造固有經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建新的知識(shí)體系，這是學(xué)生持續(xù)成長(zhǎng)的核心素養(yǎng)的重要組成部分。

（二）學(xué)生的仿真構(gòu)建能力

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用是一個(gè)多學(xué)科交叉的專業(yè)，對(duì)實(shí)訓(xùn)設(shè)備、環(huán)境要求較高，且工業(yè)機(jī)器人工作站的運(yùn)行邏輯性較強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中能否使用仿真手段構(gòu)建出系統(tǒng)，將直接體現(xiàn)出其對(duì)各交叉學(xué)科的掌握情況，同時(shí)還將影響到其后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)與實(shí)踐的體驗(yàn)效果。通過對(duì)工業(yè)機(jī)器人的仿真構(gòu)建與反復(fù)測(cè)試，能夠讓學(xué)生更好地利用虛擬的軟件完成對(duì)工業(yè)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)、操控與系統(tǒng)集成訓(xùn)練，且利用虛擬仿真能夠最大程度地節(jié)約成本并在有限條件下開展更多的試錯(cuò)實(shí)驗(yàn)。虛擬仿真構(gòu)建能力，可以讓人突破資源與空間的約束、實(shí)現(xiàn)線上多人協(xié)助、多人合作，這是學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的核心素養(yǎng)的體現(xiàn)之一。

（三）學(xué)生的工程思維

學(xué)生開展工業(yè)機(jī)器人專業(yè)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，離不開工業(yè)機(jī)器人工作站。工業(yè)機(jī)器人工作站是以一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)器人為主，配以相應(yīng)的周邊設(shè)備，如變位機(jī)、輸送機(jī)、工裝夾具等，或借助人工的輔助操作一起完成相對(duì)獨(dú)立的一種作業(yè)或工序的一組設(shè)備組合，這是一個(gè)根據(jù)需求定制的集成品。學(xué)生需在工作站上反復(fù)開展多學(xué)科的技能訓(xùn)練掌握定制化、系統(tǒng)集成化的工程思維，這是學(xué)生未來可持續(xù)發(fā)展、終身發(fā)展的核心素養(yǎng)的重要表現(xiàn)。

（四）學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)

職業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)以就業(yè)為主，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的就業(yè)環(huán)境與發(fā)展尤其注重規(guī)范和要求，學(xué)生在校期間培養(yǎng)起來的職業(yè)素養(yǎng)將是其個(gè)人職業(yè)生涯成敗的關(guān)鍵因素。作為工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的從業(yè)者，除掌握本專業(yè)的知識(shí)與技能外，必須具備良好的溝通交流能力，以及良好的職業(yè)道德作為底線，這是學(xué)生職業(yè)發(fā)展核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。

二、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)與提升的方法探究

（一）項(xiàng)目化教學(xué)的“學(xué)中做”

通過項(xiàng)目教學(xué)與實(shí)訓(xùn)改造學(xué)生固有經(jīng)驗(yàn)、構(gòu)建系統(tǒng)的智能化理論，并在項(xiàng)目系統(tǒng)化設(shè)計(jì)與建模過程中提升學(xué)生的仿真構(gòu)建能力。采用項(xiàng)目化教學(xué)方式，在教學(xué)過程中轉(zhuǎn)變教師與學(xué)生角色，以項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)、學(xué)生為主體，設(shè)計(jì)合適合理的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，發(fā)布實(shí)訓(xùn)任務(wù)，通過自主學(xué)習(xí)與頭腦風(fēng)暴使學(xué)生對(duì)固有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行充分討論或產(chǎn)生質(zhì)疑，教師適當(dāng)介入?yún)⑴c討論并指導(dǎo)完成相應(yīng)的任務(wù)或項(xiàng)目。通過這種學(xué)習(xí)方式，可以培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作、開拓創(chuàng)新的能力。根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，結(jié)合工業(yè)機(jī)器人核心技能點(diǎn)設(shè)計(jì)從工業(yè)機(jī)器人認(rèn)識(shí)、工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用到工業(yè)機(jī)器人綜合應(yīng)用的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，開展項(xiàng)目化教學(xué)。

首先，以工業(yè)機(jī)器人本體、控制柜為學(xué)習(xí)載體，奠定學(xué)生專業(yè)核心基礎(chǔ)技能，讓學(xué)生改造固有經(jīng)驗(yàn)，并掌握工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)和基本操作技能。設(shè)計(jì)以下實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)：

項(xiàng)目一：工業(yè)機(jī)器人認(rèn)知，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)及其作用、工業(yè)機(jī)器人操作規(guī)程、緊急情況的處理方法；項(xiàng)目二：工業(yè)機(jī)器人基本操作，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人示教器使用方法、工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系統(tǒng)的標(biāo)定、工業(yè)機(jī)器人各關(guān)節(jié)軸正負(fù)方向的判別及操作、工業(yè)機(jī)器人參數(shù)設(shè)置；項(xiàng)目三：工業(yè)機(jī)器人電氣部分認(rèn)知，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用方法、各控制單元的使用方法、各種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的使用方法、工業(yè)機(jī)器人控制柜電路圖中符號(hào)及電路繪制、工業(yè)機(jī)器人傳感器的篩選與使用方法；項(xiàng)目四：工業(yè)機(jī)器人機(jī)械部分拆裝，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人機(jī)械部分裝配工藝、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械拆裝安全規(guī)范、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的拆裝及精度檢測(cè)；項(xiàng)目五：工業(yè)機(jī)器人電氣部分拆裝，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人電氣部分裝配工藝、工業(yè)機(jī)器人電氣拆裝安全規(guī)范、工業(yè)機(jī)器人電氣回路的安裝調(diào)試；項(xiàng)目六：工業(yè)機(jī)器人編程，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人編程語言、編程語言格式及規(guī)則、工業(yè)機(jī)器人編程調(diào)試；項(xiàng)目七：工業(yè)機(jī)器人調(diào)試及故障排除，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人機(jī)械部分調(diào)試方法、工業(yè)機(jī)器人電氣部分調(diào)試方法、工業(yè)機(jī)器人程序部分調(diào)試方法、工業(yè)機(jī)器人常見故障排除。

其次，以工業(yè)機(jī)器人仿真軟件為學(xué)習(xí)載體，通過不同項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的仿真構(gòu)建能力。根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)以下實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

項(xiàng)目一：工業(yè)機(jī)器人的三維建模，包括技能點(diǎn)：設(shè)備產(chǎn)品三維模型建立方法與工藝、三維模型數(shù)據(jù)管理、工業(yè)機(jī)器人工作站三維建模；項(xiàng)目二：工業(yè)機(jī)器人典型工作的仿真，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人編程仿真調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人碼垛工作站仿真調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人涂膠工作站仿真調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)工作站仿真調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)上料工作站仿真調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人視覺跟蹤檢測(cè)仿真調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人總線通信仿真調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人立體倉庫應(yīng)用仿真調(diào)試。

最后，以工業(yè)機(jī)器人智能工作站為學(xué)習(xí)載體，打造學(xué)生專業(yè)核心技能綜合應(yīng)用能力。通過綜合的機(jī)器人生產(chǎn)線，讓學(xué)生在多學(xué)科的綜合項(xiàng)目中提升綜合應(yīng)用能力，打造核心競(jìng)爭(zhēng)力。設(shè)計(jì)以下實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)：

項(xiàng)目一：工業(yè)機(jī)器人工作站的安裝與調(diào)試，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人控制柜的安裝與調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人本體安裝與調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人外圍電路的安裝與調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用模塊的安裝與調(diào)試；項(xiàng)目二：工業(yè)機(jī)器人智能工作站的調(diào)試，包括技能點(diǎn)：工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)設(shè)定、工作站PLC編程與調(diào)試、工作站機(jī)器人編程與調(diào)試、工作站在線檢測(cè)裝置模塊的設(shè)定與調(diào)試、工作站可視化視覺檢測(cè)設(shè)置與編程調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人智能工作站聯(lián)調(diào)與系統(tǒng)調(diào)試、工作站系統(tǒng)打包。

（二）創(chuàng)客式教學(xué)的“做中學(xué)”

通過創(chuàng)客式的工作與學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生工程思維。創(chuàng)客式的教學(xué)是為通過各項(xiàng)開放式的工作訓(xùn)練學(xué)生的技能，并在解決問題的過程中獲得相應(yīng)的工程思維。從對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用專業(yè)學(xué)生的學(xué)科培養(yǎng)轉(zhuǎn)向核心素養(yǎng)培養(yǎng)，從對(duì)學(xué)生一般問題解決能力的培養(yǎng)提升到創(chuàng)造性解決問題能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生融會(huì)貫通的跨學(xué)科知識(shí)運(yùn)用能力和創(chuàng)新能力，讓學(xué)生從運(yùn)用知識(shí)到生成產(chǎn)品的創(chuàng)意過程中提升核心素養(yǎng)、獲得全面發(fā)展，讓學(xué)生在創(chuàng)作的過程中升華理論，并檢驗(yàn)工程思維的養(yǎng)成情況。

創(chuàng)客式的“做中學(xué)”，轉(zhuǎn)變以往照著做、模仿著做的學(xué)習(xí)的模式，是基于創(chuàng)造的體驗(yàn)性學(xué)習(xí)?！白鲋袑W(xué)”的教學(xué)模式由來已久，但更多的是讓學(xué)生照著老師的指引做，或者仿照著做；而創(chuàng)客式的“做中學(xué)”強(qiáng)調(diào)的是讓學(xué)生有創(chuàng)造地做，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新創(chuàng)意，是基于體驗(yàn)式的學(xué)習(xí)，組織學(xué)生在相應(yīng)情境下，通過觀察、模仿、探究或游戲等方式開展教學(xué)，并培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。工業(yè)機(jī)器人是一個(gè)多學(xué)科交錯(cuò)的綜合性專業(yè)，涉及電子、電工、電氣、自動(dòng)化、數(shù)學(xué)、編程等，因此設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的創(chuàng)客式教學(xué)項(xiàng)目可以有足夠的復(fù)雜性，讓學(xué)生投入足夠的時(shí)間和精力去研究學(xué)習(xí)，并為學(xué)生提供足夠的時(shí)間去創(chuàng)造；使項(xiàng)目貼近于生活或是來源于日常的生產(chǎn)，讓學(xué)生有親密感，并能夠在項(xiàng)目活動(dòng)過程中有足夠的獲得感；給項(xiàng)目預(yù)留足夠的空間，讓學(xué)生可以在活動(dòng)中更多地與教師、同學(xué)互動(dòng)共享，并充分發(fā)揮想象力，提升項(xiàng)目的擴(kuò)展彈性。綜上所述，設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)客式項(xiàng)目，讓學(xué)生們創(chuàng)客式的“做中學(xué)”，區(qū)別于傳統(tǒng)的“做中學(xué)”依靠老師預(yù)設(shè)足夠的問題，一步步引導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目的過程，而是更多強(qiáng)調(diào)學(xué)生們自己在活動(dòng)過程中發(fā)現(xiàn)問題，且問題大多是來源于學(xué)生的。

（三）導(dǎo)向性、迭代式的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)模式，在評(píng)價(jià)的過程中滲透職業(yè)素養(yǎng)

弱化結(jié)果，注重過程，及時(shí)記錄，多種方式收錄學(xué)生學(xué)習(xí)過程的各種信息作為評(píng)價(jià)依據(jù)，真正做到導(dǎo)向性的評(píng)價(jià)模式。根據(jù)教學(xué)項(xiàng)目情況，分階段進(jìn)行全方位考核，根據(jù)學(xué)生狀態(tài)調(diào)整的情況進(jìn)行迭代式的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。結(jié)合設(shè)計(jì)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目，學(xué)生們的階段性操作規(guī)范、任務(wù)完成情況、實(shí)訓(xùn)報(bào)告、設(shè)備與環(huán)境整理將作為考核的多個(gè)階段進(jìn)行評(píng)定，成績(jī)?cè)u(píng)定過程中弱化以往目標(biāo)設(shè)定式的模式，如：學(xué)生們的知識(shí)、技能、情感目標(biāo)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的目標(biāo)，而應(yīng)尤其注重觀察學(xué)生們?cè)诟鞑煌碾A段中的“作品”與行為習(xí)慣。作品產(chǎn)出過程的設(shè)計(jì)、模型、成品的創(chuàng)造性、合理性，考察學(xué)生在各階段中的創(chuàng)造性問題解決能力，行為習(xí)慣則展現(xiàn)學(xué)生各個(gè)階段的職業(yè)素養(yǎng)養(yǎng)成情況。如：學(xué)生們第一階段的任務(wù)完成過程，評(píng)價(jià)結(jié)果不應(yīng)只注重學(xué)生們是否完成了任務(wù)，而應(yīng)關(guān)注學(xué)生們是否對(duì)任務(wù)進(jìn)行了合理的解讀、理解，并據(jù)此設(shè)計(jì)了合理解決任務(wù)問題的方案，完成任務(wù)的過程中是否更多地關(guān)注操作規(guī)范與行為舉止。

通過導(dǎo)向性、迭代式的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，既不為學(xué)生們指明唯一的路徑，也不指向某一清晰具體的結(jié)果，通過不斷推演的過程，培養(yǎng)學(xué)生們獨(dú)立思考的創(chuàng)客思維，在評(píng)價(jià)的過程中強(qiáng)調(diào)操作規(guī)范與行為習(xí)慣，不斷地滲透學(xué)生們的職業(yè)素養(yǎng)。在評(píng)價(jià)的過程中，通過分多階段對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，降低實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目難度，并在導(dǎo)向性、迭代式的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)過程中，僅僅為學(xué)生們指明一個(gè)粗略的方向，沒有確定的路徑與結(jié)果，在評(píng)價(jià)生成的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，不斷改造學(xué)生們固有經(jīng)驗(yàn)，并提高學(xué)生們的拓展能力；各個(gè)不同的評(píng)價(jià)階段，可以更多地提高學(xué)生們的總結(jié)歸納能力，從而達(dá)到培養(yǎng)并提升學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

三、結(jié)語

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用是一個(gè)新興的綜合性專業(yè)，既要求培養(yǎng)學(xué)生多學(xué)科交叉的理論知識(shí)，又要求培養(yǎng)學(xué)生過硬的實(shí)踐動(dòng)手能力，這對(duì)教師和學(xué)生都提出了很高的要求。但是作為新興專業(yè)，學(xué)校對(duì)于學(xué)生的培養(yǎng)同樣不能再像傳統(tǒng)一樣只關(guān)注學(xué)生的知識(shí)與技能培訓(xùn)，應(yīng)更多注重學(xué)生可持續(xù)的終身發(fā)展，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)與提升。經(jīng)過近幾年來在中職工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的學(xué)習(xí)研究，深入企業(yè)調(diào)研，并與相關(guān)高職院校集體研究銜接分段教育教學(xué)，本文對(duì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)技術(shù)應(yīng)用學(xué)生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)提出探究觀點(diǎn)，并將在教學(xué)過程中不斷地強(qiáng)化項(xiàng)目化“學(xué)中做”，通過項(xiàng)目任務(wù)驅(qū)動(dòng)，以行動(dòng)導(dǎo)向引導(dǎo)學(xué)生掌握核心技能，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)；在項(xiàng)目任務(wù)實(shí)訓(xùn)過程中，引導(dǎo)學(xué)生改造固有經(jīng)驗(yàn)、構(gòu)建系統(tǒng)的理論體系，提升仿真構(gòu)建能力；并在創(chuàng)客情境化下，基于創(chuàng)造地做，落實(shí)創(chuàng)客學(xué)習(xí)，養(yǎng)成工程思維；通過過程導(dǎo)向、迭代式的評(píng)價(jià)方式落實(shí)滲透職業(yè)素養(yǎng)?？傊?，教師應(yīng)從專業(yè)課程角度激發(fā)學(xué)生勇于探索及敢于面對(duì)挫折不屈不撓的精神，培養(yǎng)學(xué)生樂于分享交流，精工細(xì)分，小組合作探究、共同解決問題的智慧，從而提升學(xué)生終身學(xué)習(xí)、全面發(fā)展的核心素養(yǎng)。