精品在線開放課程建設(shè)研究
——以弧焊機(jī)器人操作與編程為例

劉 徐

遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院，遼寧 沈陽 110161

1 精品在線開放課程的建設(shè)意義

國務(wù)院在2019年1月下發(fā)的《關(guān)于印發(fā)國家職業(yè)教育改革實施方案的通知》中指出，隨著產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)加快調(diào)整，職業(yè)教育已發(fā)展成地位突出、作用凸顯的一種重要教育形式。通過校企協(xié)同共建共享教學(xué)資源，注重培養(yǎng)職業(yè)崗位核心能力，遴選職業(yè)教育的精品在線開放課程，以適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展需要[1]。教育部在2019年2月下發(fā)的《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全工作要點》提出了10項核心目標(biāo)、35項重點任務(wù)，其中在“持續(xù)推進(jìn)職業(yè)教育和高等教育資源建設(shè)”重點任務(wù)中指出，要積極開展職業(yè)院校的數(shù)字化資源建設(shè)、積極打造職業(yè)崗位核心能力精品課資源建設(shè)[2]。

精品在線開放課程是利用現(xiàn)代化信息技術(shù)、改進(jìn)教學(xué)方式方法、構(gòu)建基于工作過程、提煉職業(yè)崗位核心能力的線上學(xué)習(xí)模式?；『笝C(jī)器人操作與編程作為智能焊接技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課，體現(xiàn)了智能焊接的發(fā)展需要，區(qū)分于傳統(tǒng)的手工焊接，更加注重培養(yǎng)學(xué)生使用示教器編寫程序、調(diào)試參數(shù)、系統(tǒng)維護(hù)的綜合運用能力。課程建設(shè)過程中，積極引入機(jī)器人焊接崗位的典型工作任務(wù)，通過與唐山松下產(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司交流研討，校企共建、“雙元”開發(fā)，真正實現(xiàn)了產(chǎn)與教的互融互通，促進(jìn)了數(shù)字教學(xué)資源在職業(yè)院?；旌鲜浇虒W(xué)模式的應(yīng)用。

2 弧焊機(jī)器人操作與編程課程的建設(shè)思路

2.1 遵循課程資源的結(jié)構(gòu)要求

按照遼寧省職業(yè)教育精品在線開放課程的建設(shè)技術(shù)要求，課程的基本資源應(yīng)該覆蓋課程所有基本知識點和基本技能點，基本資源應(yīng)包括：課程概要、理論教學(xué)資源、實踐教學(xué)資源。其中，課程概要應(yīng)涵蓋課程簡介、教學(xué)大綱、教學(xué)計劃（課程日歷）、課程導(dǎo)學(xué)、教學(xué)設(shè)計、評價標(biāo)準(zhǔn)等反應(yīng)課程基本信息的相關(guān)文字材料，同時作為線上教學(xué)資源，學(xué)生對任課教師團(tuán)隊還要做簡單了解，因此模塊中還設(shè)計了課程負(fù)責(zé)人簡介、團(tuán)隊成員簡介；理論教學(xué)資源應(yīng)涵蓋每個模塊的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、課程教學(xué)錄像、課后作業(yè)題、測驗、拓展學(xué)習(xí)的參考資料，以及結(jié)合項目教學(xué)設(shè)計的課程思政內(nèi)容；實踐教學(xué)資源應(yīng)涵蓋每個模塊的技能培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、技能考核作業(yè)、測驗、拓展學(xué)習(xí)的參考資料。

2.2 優(yōu)化課程資源的主體內(nèi)容

依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，對焊接操作員的職業(yè)崗位核心能力進(jìn)行剖析，結(jié)合智能焊接技術(shù)未來的發(fā)展方向，弧焊機(jī)器人操作與編程課程的整體設(shè)計思路是以典型工作任務(wù)為載體，將傳統(tǒng)教學(xué)的知識體系重構(gòu)為現(xiàn)代職業(yè)教育的行動體系，通過對接職業(yè)崗位的核心能力、職業(yè)技能等級證書的考核要求[3]，該課程設(shè)計了平板堆焊焊接軌跡示教、對接接頭焊接軌跡示教編程、T形接頭焊接軌跡示教編程、管板圓弧焊接軌跡示教編程、平板“S”弧焊接軌跡示教編程、中厚板對接接頭焊接軌跡示教編程、中厚板角接接頭焊接軌跡示教編程、圓管對接環(huán)縫焊接軌跡示教編程、方管對接環(huán)縫焊接軌跡示教編程9個典型項目，同時響應(yīng)課程思政的號召，積極在項目教學(xué)過程中融入大國工匠、匠心筑夢等課程思政元素，引領(lǐng)學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀，增強(qiáng)學(xué)生的職業(yè)歸屬感、認(rèn)同感。表1為弧焊機(jī)器人操作與編程課程設(shè)計的核心內(nèi)容。

表1 弧焊機(jī)器人操作與編程課程核心內(nèi)容

2.3 組建經(jīng)驗豐富的教學(xué)團(tuán)隊

弧焊機(jī)器人操作與編程課程堅持以技能培養(yǎng)為核心，促建校企協(xié)同育人的人才培養(yǎng)模式，打通崗位技能與課程實踐教學(xué)有機(jī)融合的教育理念，積極聘請?zhí)粕剿上庐a(chǎn)業(yè)機(jī)器有限公司的高級技術(shù)人員共同參與優(yōu)化課程設(shè)計。通過調(diào)研企業(yè)典型機(jī)器人焊接操作工作崗位，確定課程對接的職業(yè)崗位核心能力，選取企業(yè)生產(chǎn)的工作過程作為項目內(nèi)容，共同研討遞進(jìn)式的教學(xué)內(nèi)容，反復(fù)打磨修改，形成了實踐主導(dǎo)、虛實結(jié)合、協(xié)作有序的雙師型團(tuán)隊[4]。

3 弧焊機(jī)器人操作與編程的教學(xué)資源建設(shè)內(nèi)容

3.1 融入課程思政元素

優(yōu)化建設(shè)課程資源的同時，應(yīng)將思想政治教育貫通其中，抓好課程思政建設(shè)，解決立德樹人的根本問題。確立以職業(yè)崗位核心技能培養(yǎng)為中心，不斷完善課程思政內(nèi)容、專業(yè)知識內(nèi)容，夯實教育教學(xué)的根本地位，深入挖掘課程教學(xué)方式中蘊含的思政元素，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中增長見識、塑造品格，錘煉成為德智體美勞全面發(fā)展的技術(shù)技能型人才。在9個典型項目的遞進(jìn)式教學(xué)設(shè)計過程中，均融入了焊接工匠的思政教育元素，在轉(zhuǎn)向架機(jī)器人自動焊領(lǐng)域被公認(rèn)為“機(jī)器人編程第一人”的劉建樹、在火箭發(fā)動機(jī)焊接領(lǐng)域被稱為“火箭心臟金手天焊”的高鳳林、中國首席焊接女專家孫紅梅等人物事跡的工匠精神，既體現(xiàn)了他們專注事業(yè)精益求精的品質(zhì)，又契合了專業(yè)教育與思政教育的有機(jī)融合。

3.2 制作教學(xué)PPT

教學(xué)PPT是對知識結(jié)構(gòu)的梳理、對教學(xué)內(nèi)容的提煉，基于職業(yè)崗位核心能力的課程模式改革，更要厘清理實一體化教學(xué)模式的層次性和邏輯性，強(qiáng)化學(xué)生對知識的運用能力。在線課程的教學(xué)資源主要是在網(wǎng)絡(luò)共享平臺上運行，PPT作為體現(xiàn)課程教學(xué)思路的媒介，其制作的精良程度會直接影響教學(xué)效果，所以既要重視PPT呈現(xiàn)形式的美觀，又要注意基于工作過程的教學(xué)元素設(shè)計[5]?；『笝C(jī)器人操作與編程課程PPT，從任務(wù)導(dǎo)入開始，結(jié)合項目教學(xué)核心內(nèi)容引入生產(chǎn)實例視頻，幫助學(xué)生直觀了解需要解決的實際問題，增強(qiáng)項目教學(xué)的帶入感和職業(yè)崗位的認(rèn)同感。以“管板圓弧焊接軌跡示教編程”為例，在平面圓弧軌跡示教分析中，通過智能產(chǎn)線管板焊接操作的視頻，引出學(xué)習(xí)目標(biāo)，分析如何使用MCVEC指令完成單一圓弧、整個圓弧的示教，以及如何進(jìn)行焊接參數(shù)的設(shè)定。為了提升教學(xué)的實效性和趣味性，將“單一圓弧軌跡的示教”“整個圓弧軌跡的示教”制作成Flash二維動畫的形式呈現(xiàn)在PPT中，發(fā)揮了信息技術(shù)在課程教學(xué)中的優(yōu)勢。任務(wù)分析階段的詳盡講解，使學(xué)生初步具備了對MOVEC指令的運用能力，在任務(wù)實施階段，首先讓學(xué)生獨立完成“管板圓弧焊接軌跡”的程序編制，同組學(xué)生相互比較各自程序，然后教師強(qiáng)調(diào)臨近點、規(guī)避點的設(shè)置更符合安全操作規(guī)范，使學(xué)生意識到精益求精、安全生產(chǎn)等工作品質(zhì)的重要性。PPT中的視頻案例、音頻講解、動畫演示，將原本枯燥的文字內(nèi)容轉(zhuǎn)化為聲音、動畫，激發(fā)了學(xué)生的視聽體驗，增強(qiáng)了課程教學(xué)效果。

3.3 編寫腳本錄制視頻

在線課程的核心內(nèi)容就是錄制視頻，視頻的教學(xué)內(nèi)容是對教材知識的提煉，也是對實踐技能點的演繹。視頻內(nèi)容將原本枯燥的文字、冰冷的程序語句，形象化、動態(tài)化地呈現(xiàn)在客戶端，降低了學(xué)習(xí)者的認(rèn)知難度，調(diào)動了學(xué)習(xí)者的積極性。以“管板圓弧焊接軌跡示教編程”為例，在管-板騎坐式焊縫焊接軌跡示教編程中，首先引入前序課程“圓弧示教軌跡”的動畫，然后確定本次任務(wù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，熟練運用MCVEC指令進(jìn)行圓弧軌跡焊縫的示教、跟蹤與再現(xiàn)，設(shè)置合適的焊接參數(shù)完成管-板騎坐式焊縫的焊接。采用情景教學(xué)模式錄制視頻，教師進(jìn)行示教前準(zhǔn)備：工件表面清理、工件裝配與定位、工件裝夾、運動軌跡的示教演示、設(shè)定焊接參數(shù)、運行測試程序、施焊、焊縫外觀質(zhì)量檢查。由于實操演示具有規(guī)范性，所以在編寫腳本時要言簡意賅表達(dá)清楚使用了哪個功能鍵、輸入了什么程序指令、實現(xiàn)了什么動作效果，并且在配音過程中保證操作視頻的步驟和音頻講解同步，使教學(xué)內(nèi)容簡單明了。當(dāng)然，對于理論性比較高的內(nèi)容，教師要出鏡講解，與面授教學(xué)不同的是，在線課程的視頻錄制需要教師將攝像頭當(dāng)作是聽課的學(xué)生，設(shè)計一些自問自答的語句模擬真實的面授課教學(xué)環(huán)境，增加課程的交互性。

3.4 完善課后學(xué)習(xí)資料

弧焊機(jī)器人操作與編程是一門證書課，鼓勵學(xué)生在課程結(jié)業(yè)后考取弧焊機(jī)器人操作員證書，持證上崗為企業(yè)節(jié)約培養(yǎng)成本。將職業(yè)技能證書的理論知識點和實操考核點融入課程教學(xué)內(nèi)容的同時，將理論考試復(fù)習(xí)題拆解到項目中，及時、有效地檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，實現(xiàn)課證深度融合，提升課程學(xué)習(xí)的實效性。

由于弧焊機(jī)器人操作與編程課程是基于職業(yè)崗位核心能力、校企共建的課程，所以從教學(xué)設(shè)計上更多融入了企業(yè)生產(chǎn)所需的技能要素，在拓展學(xué)習(xí)的參考資料中，著重介紹DTPS離線編程軟件，發(fā)揮線上教學(xué)進(jìn)行虛擬仿真學(xué)習(xí)的優(yōu)勢。

4 弧焊機(jī)器人操作與編程課程的遠(yuǎn)景規(guī)劃

4.1 線上虛擬仿真實訓(xùn)內(nèi)容

弧焊機(jī)器人操作與編程是凸顯新工科理念的實踐性較強(qiáng)的課程，理論講解只是形成了初步認(rèn)識，操作示教器進(jìn)行編程并完成焊接才能達(dá)到知識的應(yīng)用性。那么，在線課程能夠更大程度地模擬真實工作場景，需要運用虛擬仿真軟件，設(shè)計虛擬仿真實訓(xùn)內(nèi)容。通過信息技術(shù)、智能技術(shù)與實踐教學(xué)的深度融合，實現(xiàn)“離線編程”“虛擬示教”“虛擬焊接”，解決了在線課程實訓(xùn)內(nèi)容“做不到”“做不了”“做不上”的難題。在已經(jīng)建設(shè)完成的拓展學(xué)習(xí)資料中，向?qū)W生推薦了DTPS離線編程軟件，下一步的課程建設(shè)內(nèi)容就是打造虛擬仿真實驗教學(xué)課程，利用離線編程、在線示教，拉近虛與實的距離，探索虛實結(jié)合、理實一體的融通教學(xué)模式。

4.2 建設(shè)課程配套教材

打造精品在線開放課程，不僅要制作線上教學(xué)資源，也要建設(shè)與課程思路相配套的教材。紙質(zhì)教材是知識傳授的主要載體，實施職業(yè)教育“三教”改革過程中，要探索傳統(tǒng)教育出版社與現(xiàn)代信息技術(shù)的深度融合，創(chuàng)新教材形態(tài)，推行形式多樣的教材模式，如：活頁式教材、工作手冊式教材、融媒體教材。教材建設(shè)過程中，強(qiáng)化校企協(xié)同、產(chǎn)教融合，注重吸收機(jī)器人焊接領(lǐng)域的新技術(shù)、新工藝、新方法，立足于學(xué)生實際，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入理實一體化的學(xué)習(xí)情境，全面提升學(xué)生的實踐經(jīng)驗和技能水平[6]。

5 結(jié)語

目前，遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院弧焊機(jī)器人操作與編程課程已獲批遼寧省職業(yè)教育精品在線開放課程。課程線上運行之后，我們還將繼續(xù)優(yōu)化現(xiàn)有課程資源的建設(shè)，認(rèn)真分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，及時調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，契合職業(yè)崗位核心內(nèi)容，對標(biāo)職業(yè)技能等級證書，與時俱進(jìn)，建設(shè)高水平的線上、線下混合式的教學(xué)資源。