“三教改革”和“1+X”證書背景下工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程一體化課程教學(xué)改革研究

曹昌仁

（江西旅游商貿(mào)職業(yè)學(xué)院機(jī)建分院，江西南昌 330100）

1 引言

教育部下發(fā)的教職成司函〔2019〕89文件中將“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程”與“1+X”證書規(guī)劃為課證融通課程[1]，從而實(shí)現(xiàn)文憑與技能雙豐收。在“三教”(教師、教材、教法)改革中，首要的是教師改革，所謂的教材與教法都需要教師去實(shí)施。教師不是指某一個(gè)人，而是一個(gè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)，每位教師都必須具備“雙師型”素質(zhì)，這樣才能構(gòu)建專業(yè)的教學(xué)體系，課程才能在不同教師之間完美銜接。工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程課程的教法與教師的風(fēng)格和學(xué)校硬件設(shè)施息息相關(guān)，教材與教法都必須緊跟企業(yè)崗位需求進(jìn)行專門化的教學(xué)。

2 雙背景下一體化課程內(nèi)容的劃分

當(dāng)前，在很多高職院校中既有三年制高職生，也有五年制大專生，甚至還有三年制中職生（中職對(duì)應(yīng)初級(jí)，高職對(duì)應(yīng)中級(jí)）。所以不論從課程劃分，還是從循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)過程來講，工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程課程都要由“1+x”證書初級(jí)學(xué)習(xí)至中級(jí)學(xué)習(xí)。教學(xué)方法采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)任務(wù)式教學(xué)，將企業(yè)崗位需求和知識(shí)點(diǎn)相銜接。如圖1是初級(jí)和中級(jí)的項(xiàng)目劃分。

每個(gè)項(xiàng)目又劃分為多個(gè)任務(wù)，如初級(jí)里的項(xiàng)目六（工業(yè)機(jī)器人繪圖應(yīng)用）可以分為三個(gè)任務(wù)：任務(wù)一坐標(biāo)系標(biāo)定及繪圖；任務(wù)二基于工件坐標(biāo)系變換的繪圖；任務(wù)三使用坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令繪圖。對(duì)應(yīng)企業(yè)崗位：汽車玻璃涂膠、激光按規(guī)定圖形切割等。中級(jí)里的項(xiàng)目四（工業(yè)機(jī)器人視覺分揀應(yīng)用編程）可以分為三個(gè)任務(wù)：任務(wù)一相機(jī)安全區(qū)域設(shè)置；任務(wù)二工件現(xiàn)狀和顏色識(shí)別；任務(wù)三基于視覺識(shí)別的工件分揀。對(duì)應(yīng)企業(yè)崗位：來料（物）按顏色分揀、來料（物）按現(xiàn)狀分揀和來料（物）按位置轉(zhuǎn)換角度分揀等。

為了讓學(xué)校與企業(yè)能實(shí)現(xiàn)全方位對(duì)接，以滿足企業(yè)需求，我們還會(huì)在課程教學(xué)中聘請(qǐng)企業(yè)人員講解企業(yè)文化及企業(yè)對(duì)專業(yè)的需求[2]。有條件的項(xiàng)目采用與企業(yè)崗位相同的教學(xué)環(huán)境，沒條件的項(xiàng)目采用虛擬仿真的教學(xué)模式，使學(xué)生感受到比較真實(shí)的任務(wù)實(shí)施體驗(yàn)。

3 完成一體化改革的步驟

2020年9月，國家推出職業(yè)教育“提質(zhì)培優(yōu)”計(jì)劃。教學(xué)質(zhì)量的提高是高職院校的發(fā)展目標(biāo)，學(xué)生的進(jìn)步和發(fā)展是評(píng)判教學(xué)的有效性指標(biāo)，教師要求在有效的時(shí)間內(nèi)綜合提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。成效的標(biāo)準(zhǔn)之一是可以通過“1+X”考證的通過率來檢驗(yàn)。

教師的改革是教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的重要內(nèi)容，以立德樹人、構(gòu)建專業(yè)體系為改革核心?！半p師型”教師培養(yǎng)是關(guān)鍵，團(tuán)隊(duì)的技能基礎(chǔ)一定要牢固，才能更好地完成項(xiàng)目建設(shè)。再好的技術(shù)都離不開教學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施，因而教學(xué)設(shè)備是必不可少的，正所謂“巧婦難為無米之炊”，教學(xué)的工、量具及設(shè)備是展示技能的橋梁，活頁式教材如同是橋上的分界線，教學(xué)方法如同是橋上的道路燈。所有的建設(shè)改革都要轉(zhuǎn)化為教學(xué)成果，能否出成果，需要自我診斷和不斷完善，如此才能實(shí)現(xiàn)一個(gè)良性的、有序的、可復(fù)制的大循環(huán)，如圖2所示。

圖2 一體化改革的步驟

4 教學(xué)實(shí)施

對(duì)于“三教改革”，教材上，采用與“1+X”考核對(duì)應(yīng)的教材；教法上，采用教師的教、學(xué)生的學(xué)與做相結(jié)合，通過理論與實(shí)踐考核雙重把關(guān)的方式；作為主講教師，也應(yīng)通過直接到企業(yè)培訓(xùn)、國培等多種方式相結(jié)合掌握操作工業(yè)機(jī)器人相關(guān)技能和職業(yè)資格。

為了使學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場編程及相應(yīng)的操作，在教學(xué)過程中把課程編排為四周半的學(xué)習(xí)進(jìn)程，如圖5所示，前四周是相關(guān)知識(shí)和技能掌握，后半周是針對(duì)“1+X”考證進(jìn)行實(shí)操練習(xí)，理論題是隨機(jī)選一百個(gè)客觀題，每題一分，60分及格，實(shí)操題是由兩個(gè)項(xiàng)目組成（或一個(gè)大項(xiàng)目），共60分鐘完成，60分及格。

圖3 四周半的學(xué)習(xí)劃分

在四周半的學(xué)習(xí)中，每個(gè)任務(wù)都有相應(yīng)的技能要求。如任務(wù)3.3中包括：①根據(jù)情景任務(wù)要求，能夠獨(dú)立編制搬運(yùn)、裝配、碼垛、涂膠等工業(yè)機(jī)器人技能操作的程序；②根據(jù)情景任務(wù)要求，能夠獨(dú)立編制搬運(yùn)、裝配、碼垛、涂膠等綜合流程的工業(yè)機(jī)器人技能操作的程序；③根據(jù)情景工藝流程調(diào)整要求，能夠?qū)Π徇\(yùn)、裝配、碼垛、涂膠等工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技能操作的程序進(jìn)行調(diào)整。每個(gè)任務(wù)需要掌握的技能點(diǎn)是相當(dāng)重要的。因此在課堂上要求學(xué)生結(jié)合自己掌握的知識(shí)通過工業(yè)機(jī)器人實(shí)踐操作或ROBOTSTUDIO軟件把操作過程通過視頻的形式展現(xiàn)出來，熟練相關(guān)技能點(diǎn)。同學(xué)間相互分享操作視頻，還可以起到相互學(xué)習(xí)的作用。

5 改革成效

在機(jī)器人應(yīng)用編程的操作中，由于設(shè)備數(shù)量有限，不能保證每位同學(xué)同時(shí)操作，并且學(xué)生初次操作會(huì)出現(xiàn)不可預(yù)知的操作錯(cuò)誤，對(duì)此可以進(jìn)行學(xué)生分組，保證每位學(xué)生都能進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真或離線編程，各小組成員輪流操作機(jī)器人工作臺(tái)。在實(shí)施一體化教學(xué)改革后，此課程可以由兩位教師同時(shí)授課：一位保障機(jī)器人設(shè)備正常操作；另一位保障ROBOTSTUDIO仿真軟件正常操作。

學(xué)生的考核量化要與“1+X”證書進(jìn)行銜接。考核要點(diǎn)包括繪圖準(zhǔn)備恰當(dāng)及功能完善、搬運(yùn)準(zhǔn)備恰當(dāng)及顏色抓取正確、職業(yè)操作規(guī)范及服從安排、不要有違規(guī)操作；考核要求包括設(shè)置合理、操作規(guī)范、移動(dòng)準(zhǔn)確、安全整潔、無碰撞損壞，各項(xiàng)技能得分要求分配合理，明確評(píng)分細(xì)則。

6 結(jié)語

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程課程主要培養(yǎng)學(xué)生的虛擬仿真能力、編程能力和實(shí)踐操作能力，尤其是培養(yǎng)學(xué)生的安全意識(shí)。在一體化課程改革中，結(jié)合我院實(shí)際情況，在教師培養(yǎng)方面，通過參加國培項(xiàng)目、不定期參與企業(yè)實(shí)踐，將最新的技術(shù)、工藝和生產(chǎn)理念帶入課堂；在教材選定方面，以“十四五”規(guī)劃教材、“1+X”證書專用教材和校本講義相結(jié)合的方式，注重以學(xué)生為本，學(xué)校軟硬件設(shè)施相輔相成；在教學(xué)的改革方面，全面實(shí)施一體化教學(xué)改革，打破過去的理論課教師和實(shí)踐課教師相分離的模式，全面發(fā)展具有“雙師型”素質(zhì)的教師，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組教學(xué)，各小組之間相互促進(jìn)，形成學(xué)生之間相互競爭的學(xué)習(xí)氛圍。

“1+X”證書對(duì)專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求[4]。本課程重構(gòu)了過去的離線編程和現(xiàn)場編程，由于目前同一證書下有多個(gè)企業(yè)不同的系統(tǒng)，如“工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程”就有FANUC、安川、華數(shù)和匯博等，為讓學(xué)生能夠勝任崗位需求，教師要了解企業(yè)發(fā)展和市場變化的同時(shí)還要讓學(xué)生清楚各種機(jī)器人之間的特點(diǎn)及應(yīng)用場合，為高職院校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)提供參考。