“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”課程思政教學(xué)改革探索與研究

摘 要：以“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”課程為主體，以立德樹(shù)人理念為指導(dǎo)，針對(duì)課堂實(shí)操環(huán)節(jié)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)薄弱、實(shí)操積極性不足、課堂思政元素單一等問(wèn)題，從實(shí)訓(xùn)任務(wù)設(shè)計(jì)、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)修訂、思政內(nèi)容挖掘三個(gè)維度出發(fā)，對(duì)“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐做進(jìn)一步研究。通過(guò)制定符合學(xué)生發(fā)展的課程改革方法與實(shí)施方案，提高學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。為高職院校實(shí)訓(xùn)課程的思政改革提供一定參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試 實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié) 教學(xué)改革

“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”是一門(mén)以服務(wù)工業(yè)機(jī)器人職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)考核為核心，涉及機(jī)器人系統(tǒng)安裝、仿真、編程與調(diào)試的綜合性實(shí)踐課程。該課程涵蓋編程語(yǔ)言、機(jī)器視覺(jué)、路徑規(guī)劃、傳感器應(yīng)用、通信與集成等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，針對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程的實(shí)際應(yīng)用背景，具有較強(qiáng)的實(shí)用性、綜合性，是高職院校機(jī)電一體化、電氣自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等專業(yè)的必修課程[1-2]。課程以工業(yè)機(jī)器人工作站實(shí)訓(xùn)設(shè)備為載體，要求學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)能夠綜合應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人、電氣控制、機(jī)器視覺(jué)、RFID通信等技術(shù)，掌握工業(yè)機(jī)器人工作站的編程與調(diào)試，集成與控制能力。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)習(xí)慣、獨(dú)立分析、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素質(zhì)。

筆者以教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的若干問(wèn)題為研究對(duì)象，結(jié)合新時(shí)代立德樹(shù)人的根本要求，對(duì)“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”課程的教學(xué)改革與實(shí)踐做進(jìn)一步的探索[3-4]。以加深學(xué)生對(duì)工匠精神的理解和認(rèn)同、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)合作能力、引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的勞動(dòng)觀念和職業(yè)道德為目的，提高學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，提升課堂的教學(xué)質(zhì)量，為高職院校實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)改革提供參考[5]。

1 實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題

1.1 學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)薄弱

“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”授課過(guò)程采用的是傳統(tǒng)的教師演示、學(xué)生實(shí)操的授課模式。在教學(xué)過(guò)程中，許多學(xué)生往往盲目模仿、參照教師的演示過(guò)程，缺乏對(duì)問(wèn)題的主觀思考和邏輯分析，導(dǎo)致課程知識(shí)的掌握只停留在表面。具體表現(xiàn)為學(xué)生對(duì)理論知識(shí)不夠重視，課堂講授環(huán)節(jié)注意力不集中，不愿意過(guò)多參與課堂思考。而實(shí)操時(shí)常常完全按照任務(wù)書(shū)上的實(shí)操步驟，按部就班地完成任務(wù)。雖然該做法也能實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，但缺乏對(duì)任務(wù)脈絡(luò)的整體把握和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的深度學(xué)習(xí)，無(wú)法全面理解每個(gè)實(shí)操步驟的作用和意義。一旦任務(wù)要求發(fā)生改變，學(xué)生便難以適應(yīng)，缺乏對(duì)所學(xué)知識(shí)自主應(yīng)用、舉一反三的能力。

因此，在課程思政中應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鼓勵(lì)他們?cè)趯?shí)操訓(xùn)練中自主探索和實(shí)踐，提高其獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

1.2 學(xué)生實(shí)操積極性不足

在教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生編寫(xiě)的程序雖然能夠?qū)崿F(xiàn)任務(wù)書(shū)的要求，但示教誤差大、工作效率低，在實(shí)際生產(chǎn)中并不適用。以課程中的“工業(yè)機(jī)器人電機(jī)裝配”實(shí)訓(xùn)任務(wù)為例，學(xué)生在編寫(xiě)程序時(shí)，往往不愿根據(jù)每道工序的實(shí)際工作內(nèi)容對(duì)運(yùn)動(dòng)指令的速度參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，程序中無(wú)論是工件抓取還是抓手的大范圍移動(dòng)，所使用的速度都是系統(tǒng)默認(rèn)的，使得整體工作效率低下；另外每條移動(dòng)指令的定位類型都默認(rèn)為FINE，并沒(méi)有根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，使得整個(gè)作業(yè)過(guò)程不夠流暢。

筆者認(rèn)為這是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)于機(jī)器人的程序優(yōu)化及工序調(diào)優(yōu)不夠重視，在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中往往以完成書(shū)本上的實(shí)訓(xùn)任務(wù)為目的，不愿意花精力進(jìn)一步改進(jìn)自己設(shè)計(jì)的程序，缺乏精益求精的工匠精神。因此在課程思政中還應(yīng)該注重學(xué)生的素質(zhì)教育，將工匠精神的內(nèi)涵融入實(shí)訓(xùn)任務(wù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定中，在實(shí)踐過(guò)程中潛移默化地提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

1.3 課堂思政元素挖掘欠缺

思政教育是教育體系中不可或缺部分，但在教學(xué)過(guò)程中，筆者發(fā)現(xiàn)教師只注重實(shí)訓(xùn)任務(wù)的完成情況，忽視了思政教育的重要性，導(dǎo)致實(shí)操過(guò)程中思政元素內(nèi)容單一，融入隨意，缺乏與實(shí)訓(xùn)內(nèi)容環(huán)節(jié)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作分工和任務(wù)考核標(biāo)準(zhǔn)的有機(jī)結(jié)合，學(xué)生在分組實(shí)操過(guò)程中課程思政引領(lǐng)不足，素質(zhì)教育體驗(yàn)感低，導(dǎo)致課堂思政教育只停留在表面[6]。

以工業(yè)機(jī)器人電機(jī)裝配環(huán)節(jié)為例，受設(shè)備數(shù)量制約，實(shí)操過(guò)程需要對(duì)學(xué)生分組，以小組為單位進(jìn)行考評(píng)。筆者發(fā)現(xiàn)，實(shí)操過(guò)程中往往是小組中基礎(chǔ)較好的學(xué)生包攬了絕大部分工作內(nèi)容，其余成員參與度不高，使得課堂實(shí)訓(xùn)效果參差不齊。該現(xiàn)象不僅不利于學(xué)生知識(shí)技能的掌握，還會(huì)影響學(xué)生集體責(zé)任心的培養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)合作能力的發(fā)展。筆者認(rèn)為這是由于課程思政頂層設(shè)計(jì)中，缺乏與實(shí)操環(huán)節(jié)相適宜的激勵(lì)和考核機(jī)制，導(dǎo)致思政設(shè)計(jì)內(nèi)容空洞，脫離實(shí)際，需要對(duì)實(shí)操環(huán)節(jié)的課堂思政元素做進(jìn)一步挖掘。

2 相關(guān)舉措

2.1 實(shí)訓(xùn)任務(wù)多樣化設(shè)計(jì)

為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和自主學(xué)習(xí)能力，筆者對(duì)“工業(yè)機(jī)器人編程與調(diào)試”實(shí)訓(xùn)任務(wù)指導(dǎo)書(shū)進(jìn)行了修訂和完善。將原有的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容分為基礎(chǔ)任務(wù)、進(jìn)階任務(wù)和團(tuán)隊(duì)任務(wù)三個(gè)層次，形成由易到難、循序漸進(jìn)的任務(wù)梯度。在授課過(guò)程中，教師只針對(duì)基礎(chǔ)任務(wù)進(jìn)行講解和演示，幫助學(xué)生掌握基本的知識(shí)和技能。而進(jìn)階任務(wù)則需要學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上，自行探索和嘗試，找出解決問(wèn)題的最優(yōu)方法。團(tuán)隊(duì)任務(wù)的設(shè)置旨在培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作精神，以小組為單位，成員分工合作完成綜合性強(qiáng)、工作量大的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

以工業(yè)機(jī)器人電機(jī)裝配實(shí)訓(xùn)單元為例，筆者分別設(shè)計(jì)了電機(jī)轉(zhuǎn)子搬運(yùn)任務(wù)、電機(jī)裝配任務(wù)和基于變位機(jī)的電機(jī)裝配任務(wù)三個(gè)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，教師通過(guò)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子基礎(chǔ)搬運(yùn)任務(wù)進(jìn)行講解，演示各個(gè)指令的應(yīng)用方法。學(xué)生要在這一基礎(chǔ)上通過(guò)示教編程，依次將電機(jī)轉(zhuǎn)子、端蓋放置到電機(jī)定子的指定位置，獨(dú)立完成電機(jī)的裝配工作。團(tuán)隊(duì)任務(wù)是將變位機(jī)作為整個(gè)電機(jī)裝配流程的工作載體，要求學(xué)生分組討論，選擇合適的末端工具并確定裝配方法，利用變位機(jī)克服工業(yè)機(jī)器人工作行程的限制，完成電機(jī)的裝配任務(wù)。

多樣化的實(shí)訓(xùn)任務(wù)設(shè)計(jì)，突破了傳統(tǒng)“教師講、學(xué)生聽(tīng)”的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式，為學(xué)生提供了自主學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐的機(jī)會(huì)，引導(dǎo)他們養(yǎng)成獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的習(xí)慣，激發(fā)他們探究問(wèn)題、解決問(wèn)題的興趣和熱情。

2.2 考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)多元化修訂

為了引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立正確的職業(yè)價(jià)值觀，培養(yǎng)精益求精的工匠精神，筆者對(duì)實(shí)訓(xùn)任務(wù)的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂和完善。在原有以任務(wù)完成情況為主要評(píng)判依據(jù)的基礎(chǔ)上，增加了“效益考察”和“組內(nèi)評(píng)價(jià)”兩個(gè)考核維度，任務(wù)評(píng)分表如圖1所示。

“效益考察”重點(diǎn)考查學(xué)生對(duì)機(jī)器人工作站的程序優(yōu)化和工藝調(diào)優(yōu)情況。通過(guò)對(duì)程序執(zhí)行效率、參數(shù)設(shè)置合理性、示教點(diǎn)位精度等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生在完成任務(wù)的同時(shí)，注重細(xì)節(jié)把控、提高工作效率，體會(huì)精益求精的工作態(tài)度。以工業(yè)機(jī)器人電機(jī)裝配實(shí)訓(xùn)單元為例，考核過(guò)程中教師需要對(duì)機(jī)器人有無(wú)從原點(diǎn)出發(fā)、抓手移動(dòng)過(guò)程速度設(shè)置是否恰當(dāng)、裝配過(guò)程有無(wú)設(shè)置漸近點(diǎn)和等待指令、搬運(yùn)過(guò)程定位類型設(shè)置是否合理等內(nèi)容展開(kāi)評(píng)價(jià)。將工匠精神的內(nèi)涵融入實(shí)訓(xùn)任務(wù)的考評(píng)中，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生精益求精、追求卓越的職業(yè)素養(yǎng)。

“組內(nèi)評(píng)價(jià)”則考查學(xué)生在團(tuán)隊(duì)任務(wù)中的參與度和貢獻(xiàn)度。通過(guò)小組成員互評(píng)、學(xué)生自評(píng)相結(jié)合的方式，全面客觀地評(píng)價(jià)每個(gè)學(xué)生的表現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)集體榮譽(yù)感，踐行“獨(dú)木不成林”的團(tuán)隊(duì)理念。實(shí)操過(guò)程中以4位同學(xué)為一組，推行組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制。根據(jù)預(yù)習(xí)作業(yè)完成情況推舉優(yōu)秀的學(xué)生成為組長(zhǎng)，通過(guò)組長(zhǎng)牽頭協(xié)調(diào)，提高團(tuán)隊(duì)工作效率，培養(yǎng)學(xué)生的領(lǐng)導(dǎo)力和責(zé)任心。以工業(yè)機(jī)器人電機(jī)裝配實(shí)訓(xùn)單元為例，分組完成后，首先由組長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)一分工協(xié)調(diào)，任務(wù)開(kāi)始后每位學(xué)生要將自己在本次實(shí)操中完成的工作內(nèi)容記錄在“組內(nèi)評(píng)價(jià)”欄目?jī)?nèi)，并由組長(zhǎng)簽字確認(rèn)，從而幫助任課老師掌握每位學(xué)生實(shí)際的工作量。學(xué)生完成任務(wù)后還需要在“自我評(píng)價(jià)”欄目?jī)?nèi)對(duì)自己本次實(shí)訓(xùn)過(guò)程進(jìn)行自我評(píng)價(jià)和反思，并對(duì)其他小組成員的實(shí)操表現(xiàn)進(jìn)行打分。組內(nèi)評(píng)價(jià)的最終得分由自我評(píng)價(jià)和其他組員評(píng)價(jià)共同構(gòu)成。

多元化的考核評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將知識(shí)、能力、素質(zhì)有機(jī)結(jié)合，全方位評(píng)價(jià)學(xué)生的綜合表現(xiàn)。不僅注重學(xué)生專業(yè)技能的考核，更加突出職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)和引導(dǎo)，激勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中提升專業(yè)素質(zhì)、塑造職業(yè)品格。

2.3 課程思政內(nèi)容系統(tǒng)化融入

為了進(jìn)一步加強(qiáng)課程的育人功能，筆者結(jié)合課程特點(diǎn)和專業(yè)要求，對(duì)課程思政內(nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)化設(shè)計(jì)。針對(duì)不同教學(xué)環(huán)節(jié)，有機(jī)融入豐富多樣的思政元素。

在理論講授環(huán)節(jié)，結(jié)合課程內(nèi)容，介紹工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，引導(dǎo)學(xué)生了解智能制造與中國(guó)制造2025的關(guān)系，增強(qiáng)專業(yè)認(rèn)同感和自豪感。同時(shí)，選取行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀企業(yè)案例，分析其發(fā)展歷程和成功經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情懷和民族自信心[7]。在實(shí)訓(xùn)操作環(huán)節(jié)，通過(guò)案例分享、情境設(shè)計(jì)等方式，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，培養(yǎng)精益求精的敬業(yè)精神。例如，在機(jī)器人的日常維護(hù)與保養(yǎng)實(shí)訓(xùn)中，通過(guò)對(duì)比國(guó)外機(jī)器人巨頭的維護(hù)保養(yǎng)規(guī)范，引導(dǎo)學(xué)生反思造成我國(guó)機(jī)器人使用壽命普遍偏低的原因，喚起愛(ài)惜設(shè)備、精心保養(yǎng)的意識(shí)，提高學(xué)生的責(zé)任心。在技能考核環(huán)節(jié)，以機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用技能大賽為載體，將比賽項(xiàng)目融入課程考核內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)嚴(yán)格規(guī)范的賽場(chǎng)氛圍，感受比賽過(guò)程中團(tuán)結(jié)協(xié)作、爭(zhēng)創(chuàng)佳績(jī)的拼搏精神。在期末考核環(huán)節(jié)，邀請(qǐng)企業(yè)專家擔(dān)任考評(píng)員，引導(dǎo)學(xué)生直面社會(huì)用人需求，感受行業(yè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，樹(shù)立職業(yè)發(fā)展信心。

課程思政內(nèi)容的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)的有機(jī)統(tǒng)一，將顯性教育和隱性教育相結(jié)合，充分發(fā)揮了課程的育人功效，提升了人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)生在潛移默化中堅(jiān)定理想信念、厚植愛(ài)國(guó)情懷、勇?lián)鷷r(shí)代使命，成長(zhǎng)為德智體美勞全面發(fā)展的高素質(zhì)技術(shù)技能人才。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)訓(xùn)任務(wù)的多樣化設(shè)計(jì)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)和實(shí)踐能力得到了顯著提高；考核標(biāo)準(zhǔn)的多元化改革，調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)“工匠精神”的理解，加深了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，小組成員之間分工明確、配合默契，體現(xiàn)出良好的職業(yè)素養(yǎng)；課程思政內(nèi)容的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，拓展了課程的廣度和深度。學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)技能的同時(shí)，工匠精神、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作等職業(yè)品質(zhì)得到了培育和強(qiáng)化，愛(ài)國(guó)情懷、文化自信進(jìn)一步增強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)傳授和價(jià)值引領(lǐng)的同頻共振、同向同行。

基金項(xiàng)目：溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院“十四五”教學(xué)建設(shè)與教學(xué)改革研究項(xiàng)目（WZYYB202318）。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙祥，薛誓穎.“工業(yè)機(jī)器人編程及應(yīng)用”課程教改研究[J].機(jī)電技術(shù)，2022（02）：118-120.

[2]江敏，楊敏，熊超有，等.“工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程”課程思政教學(xué)改革與實(shí)踐[J].工業(yè)和信息化教育，2024（01）：86-90.

[3]范昭君.《工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程》課程思政教學(xué)改革探索與研究[J].輕工科技，2021，37（10）：117-118.

[4]趙宏平.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與檢測(cè)課程思政教改探索[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2023（03）：37-40.

[5]張海清.基于“一基兩軸三階遞進(jìn)”的課程教學(xué)改革——以大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)為例[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2024（18）：125-128.

[6]奚彩萍，王敏.如何開(kāi)展以學(xué)生為中心的電工電子技術(shù)課程思政建設(shè)[J].科教導(dǎo)刊，2018（32）：84-85+92.