工業(yè)機器人編程技術(shù)（離線和現(xiàn)場）課程教學(xué)改革探索

范洪艷

(遼寧輕工職業(yè)學(xué)院 遼寧大連 116000)

從2019年開始，全國各職業(yè)院校啟動“學(xué)歷證書+若干職業(yè)技能等級證書”制度試點（1+X證書制度試點）工作。遼寧輕工職業(yè)學(xué)院成功入選工業(yè)機器人應(yīng)用編程第二批1+X證書制度試點院校。1+X工業(yè)機器人應(yīng)用編程初、中級考試中較為重要的一門課程就是工業(yè)機器人編程技術(shù)（離線和現(xiàn)場）課程，所以該課程的教學(xué)改革勢在必行。目前，工業(yè)機器人教學(xué)設(shè)備昂貴，多數(shù)職業(yè)院校的機器人實訓(xùn)設(shè)備數(shù)量與學(xué)生人數(shù)不相配比，所以，多數(shù)職業(yè)院校都開設(shè)了機器人離線仿真課程，該課程也是學(xué)生走向社會崗位進行機器人工作站系統(tǒng)集成設(shè)計時所必須的。但機器人離線仿真課程里的教學(xué)內(nèi)容是孤立的，僅是為了仿真而仿真，并沒有與實體設(shè)備相關(guān)聯(lián)，沒有真正起到訓(xùn)練學(xué)生技能的作用，學(xué)生理解不透徹。我院進行工業(yè)機器人編程技術(shù)（離線和現(xiàn)場）課程改革，編寫項目化教材，仿真案例與真實設(shè)備吻合，每仿真運行完一個項目，把仿真程序稍加改動就可下載到實際機器人設(shè)備里，重新示教點位，完成實體機器人工作站的運行，并借助超星網(wǎng)絡(luò)平臺，不斷豐富教學(xué)資源，開展線上線下混合教學(xué)模式。

一、教學(xué)內(nèi)容改革

學(xué)生借助好的載體，好的項目任務(wù)來學(xué)習(xí)是事半功倍的，學(xué)生通過完成項目任務(wù)來達到真正提升技術(shù)技能水平，獲得實際能力的目標(biāo)。學(xué)院購買亞龍YL399機器人實訓(xùn)設(shè)備10臺，每臺設(shè)備都有十多種教學(xué)任務(wù)模塊諸如碼垛工作站、搬運工作站、機床上下料工作站等。為了與我院的實體設(shè)備相對接，工業(yè)機器人編程技術(shù)（離線和現(xiàn)場）這門課程里仿真的內(nèi)容與實體設(shè)備的工作站是一樣的，這就要求學(xué)生學(xué)會如何利用第三方軟件制作工作站場景里所需的機械模型、機械幾何體以及機器人工具等，這項本領(lǐng)與能力也是1+X工業(yè)機器人編程技術(shù)中級水平考試所要求的。把第三軟件制作的機械模型等導(dǎo)入到RobotStudio仿真軟件里搭建工作站，編寫程序，smart組件實現(xiàn)動畫，進而完成仿真運行。再把仿真軟件里的程序下載到實體機器人設(shè)備，完成實體設(shè)備的硬件功能。

工業(yè)機器人編程技術(shù)（離線和現(xiàn)場）課程采用項目化教學(xué)方式，項目模塊包括基礎(chǔ)知識模塊、軌跡模塊、涂膠模塊、焊接模塊、搬運模塊、碼垛模塊、自動生產(chǎn)線模塊、變位機模塊、大小料裝配模塊、機床上下料模塊、視覺模塊。每個模塊均采用理實一體化方法，先仿真再實體設(shè)備運行，學(xué)生把仿真與實際操作聯(lián)系起來，不割裂。實踐表明，學(xué)生的實際操作技能、分析與解決問題的能力均有提高。

二、教學(xué)方法改革

依據(jù)1+x工業(yè)機器人編程應(yīng)用技術(shù)初、中級考核標(biāo)準(zhǔn)，明確課程目標(biāo)，整合教學(xué)資源，校企合作開發(fā)項目化模塊教材。借助學(xué)院超星網(wǎng)絡(luò)平臺，建立工業(yè)機器人編程技術(shù)（離線和現(xiàn)場）網(wǎng)絡(luò)課程，制作教學(xué)課件、微課、視頻、動畫、習(xí)題等教學(xué)資源，以開放的形式，使課堂教學(xué)更加可移動化和碎片化。學(xué)生可以在任何時間、地點學(xué)習(xí)，可以自由選擇學(xué)習(xí)的內(nèi)容和進度，滿足了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的愿望[1]。

采用混合式教學(xué)模式，以超星學(xué)習(xí)通移動學(xué)習(xí)平臺為手段，課前推送任務(wù)、課中分組導(dǎo)學(xué)、課后拓展鞏固。

課前教師結(jié)合實際與教學(xué)目標(biāo)，在超星學(xué)習(xí)通移動學(xué)習(xí)平臺發(fā)布學(xué)習(xí)任務(wù)，針對本次任務(wù)知識點，布置學(xué)生需要提前觀看完的視頻、微課，并下發(fā)學(xué)生要完成的預(yù)習(xí)測試題，根據(jù)學(xué)生反饋調(diào)整教學(xué)計劃。學(xué)生需登錄平臺領(lǐng)取要事先完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，包括觀看微課視頻，課前線上測驗題等。教師與同學(xué)可以在線上進行交流互動。學(xué)生的課前學(xué)習(xí)軌跡、測試、任務(wù)報告均可在線評價，教師可根據(jù)評價結(jié)果了解學(xué)生對知識點的掌握情況，進而調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)策略。

課中項目實例引導(dǎo)，采用“任務(wù)驅(qū)動法”，由五個教學(xué)環(huán)節(jié)組成，分別為：“任務(wù)引入—任務(wù)分析—任務(wù)實施—任務(wù)拓展—考核評價”。學(xué)生分組合作，組織學(xué)生先分析討論，根據(jù)工作站項目任務(wù)的實際工作過程，結(jié)合具體的任務(wù)要求，初步制定方案，RobotStudio仿真軟件里共同編寫仿真程序，建立板卡、建立信號、示教點位，RobotStudio仿真軟件里運行機器人軌跡正確后，再添加Smart組件動作，仿真運行整個工作站。仿真成果展示，把仿真運行視頻上傳網(wǎng)絡(luò)平臺，完成考核評價，評價分三部分：老師評價、小組互評、小組自評。超星平臺記錄課中學(xué)習(xí)軌跡。最后把仿真程序下載到真實機器人里，建立板卡與信號，重新示教機器人點位，實際調(diào)試運行，完成實際機器人工作站的動作要求。這種理實一體化的教學(xué)方法，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，能夠激發(fā)學(xué)生探知欲，突出對學(xué)生動手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)。

課后，學(xué)生可利用超星學(xué)習(xí)通開展工業(yè)機器人編程技術(shù)（離線和現(xiàn)場）的移動學(xué)習(xí)，鞏固和加強學(xué)習(xí)成果。一方面，學(xué)生通過觀看微課視頻來鞏固本次課的重難點知識；另一方面，學(xué)生可以通過移動學(xué)習(xí)平臺中的“知識拓展”完成課后任務(wù)的學(xué)習(xí)，達到知識遷移的目的[2]。另外，學(xué)生、教師及企業(yè)專家還可通過超星學(xué)習(xí)通平臺進行溝通交流，及時解決問題。

三、結(jié)束語

結(jié)合1+X工業(yè)機器人編程應(yīng)用技術(shù)初、中級考核技能要求，整合教學(xué)資源，校企合作編寫了項目化仿真教材，仿真項目案例與實訓(xùn)室機器人工作站相同，實現(xiàn)理實一體化。制作網(wǎng)絡(luò)課程資源，基于超星線上平臺和手機超星學(xué)習(xí)通相結(jié)合的線上線下混合式教學(xué)模式，以及任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)方法，促使學(xué)生自主學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生自身潛能，從一個學(xué)習(xí)高峰攀登到另一個學(xué)習(xí)高峰?？傊?，工業(yè)機器人編程技術(shù)（離線和現(xiàn)場）課程改革效果明顯，提高了學(xué)生分析和解決實際問題的能力，也增強了學(xué)生對工業(yè)機器人系統(tǒng)編程的調(diào)試能力。