基于国赛设备工业机器人选修课教学实践初探

赵紫悦

[摘 要] 以国赛工业机器人设备选修课的教学为切入点，结合中职工业机器人技能大赛要求，从工业机器人选修课的教学内容设计、教学方法、教学成效、教学反思等方面进行初探，以期待选修课教学实践能更好地服务于该项目的技能大赛。

[关 键 词] 工业机器人；选修课；技能大赛；三元三制；四环四让

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）14-0068-02

一、开设工业机器人选修课的背景

（一）时代发展的需要

随着工业4.0的到来，工业机器人发展迅速，特别是在中国市场上，制造业为了改变落后的生产方式，解决用工荒难题，需要大力投入机器人等自动化设备。加上政策对智能化产业的大力扶持，中国各地兴起了机器人发展大潮。

国务院印发的《中国制造2025》是我国实施制造强国战略的首个十年纲领，转型智能制造将成为新时期下制造业的发展新趋势，在此背景下，工业机器人将在制造业转型中大有可为。所以，近几年中不光是高职院校纷纷开设工业机器人专业，就连很多中职学校也已经开始尝试开设工业机器人专业，笔者学校由于条件的限制，现在还没法专门开设机器人专业，但是开设选修课的条件已经达到。

（二）浙江省选择性课改的需要

2014年开始的浙江省中职选择性课程改革是一场真正服务于学生内在需求、挖掘学生内在潜力的课程改革，是一场真正改变教师教育理念的课程改革，是一场打破传统学校教育管理机制的课程改革！在深入推进选择性课改革中，深切体会到最好的教育是适合学生的教育。而适合学生的教育，只有在被教育者、教育者的不断选择中才能发现、才能实现。工业机器人选修课的开设为本校的学生提供了一次自主选择的机会，更为对工业机器人感兴趣的学生提供了一个学习的平台。

（三）学校技能竞赛的需要

普高看高考，职高看技能大赛，现在的中职学校都很重视技能大赛，笔者了解到自2015年教育部开设中职工业机器人国赛项目至今，杭州地区已经有6所学校购买并开设了工业机器人课程，并从2016年起杭州有工业机器人市赛、省赛、国赛层层选拔。笔者学校由于省示范校建设中专业建设的需要购得两台国赛设备工业机器人，具备了开设工业机器人选修课的硬件要求，开设工业机器人选修课也为学校参加杭州市工业机器人大赛提供了保障。

二、基于国赛设备工业机器人选修课的教学实践

（一）教学实践内容设计的思路

本次工业机器人选修课教学实践内容的设计思路，笔者主要是以服务技能大赛为宗旨，以学校现有的国赛工业机器人设备为平台，结合往年该项目技能大赛的特点和具体要求，弱化理论内容，强化实践内容，化繁为简，以工作任务为主线。对有兴趣参加比赛的学生进行相对应的选修课教学实践内容的指导，并运用笔者多年教学实践总结的教学方法，让学生在选修课的整个过程中重素养、强能力、练技能，并能在技能大赛中出彩。

（二）教学实践内容设计依据

通过对近两年各地该项目技能大赛的分析，其主要考核学生的机械装配能力、工业机器人操控能力、离线软件编程能力、工业机器人编程能力、PLC编程能力、心理素质等的综合能力，根据技能大赛考核的要求，选择和组织教学实践的内容，弱化理论内容，强化实践内容，形成基于技能大赛需要的选修课教学内容，这样能增强教学内容与技能大赛的相关性，有一定的针对性和实效性。

（三）“三元三制”教学实践内容

笔者认为设计适当的教学内容是学生有兴趣学下去的动力，学生如果一直保持有兴趣的学习，那么，他的学习会很快乐，学习成功的机率会很高。

1.“三元三制”的定义

“三元三制”的教学内容设计就是根據每个学生不同的学习习惯和学习差异设计三种难易不同的元素并根据学生个体学习能力的差异提出三种不同的制度和要求。

2.“三元三制”的教学内容

“三元三制”的教学内容设计既符合学生的普遍学情，又鼓励学生在学习内容上的个性发展，并可以以此教学内容作为选拔参加技能比武的学生的依据。如，在设置安装工位装配单元时，设置装配1、2工位、装配1、2、3工位、装配1、2、3、4工位三元目标，学生根据自己的情况选择目标、达成目标。

（四）“四环四让”的教学方法

为更好地适应行业岗位需求和教学实际，提高教学效率，根据以教师为主导、学生为主体的教学模式，笔者通过总结教学实践，提出“四环四让”的工业机器人选修课教学法，以教师引导学生独立、自主学习为指导思想，以此发挥学生各自的个性和特长、激发学生的学习兴趣、提高学生的职业素养和自主学习能力，让学生掌握技术与技能，形成职业核心能力，同时也培养学生的自信心和成就感。

1.“四环四让”教学方法的定义

“四环四让”教学法是以工作任务为导向，实际工作流程中有四个主要环节：任务解读、任务分析、任务实施、任务评价。通过教师引导学生进行小组合作、协作探究做到书本让学生自学、疑难让学生研讨、规律让学生发现、评价让学生参与。

2.“四环四让”教学实践

工业机器人选修课的每一个任务都是按任务解读—任务分析—任务实施—任务评价来教学，在实际的教学过程中如何实现以教师为主导，学生为主体的四环四让呢？以码垛搬运为例。

（1）一环一让：在任务解读中实现书本让学生自学

主要是通过教师引导，学生自主学习的方法进行，例如，码垛搬运任务解读：学生在解读任务所需的理论知识时，通过教师的导读试题，有目的地自主学习教材，从而进入任务分析。

（2）二环二让：在任务分析中实现疑难让学生研讨

在任务分析中主要通过教师的引导、组内互助、查找资料及小组讨论的方法进行，通过各组任务解读，从中讨论出各组的共性问题，也就是课堂疑难点了。

（3）三环三让：在任务实施中实现规律让学生发现

学生两人一组根据任务分析后发现的疑难，通过学生组内合作、各组互助亲自动手去做、去观察并观看教师的操作微视频发现其中的规律，根据各组的学习程度可以选择教学内容其中的一元一制去实施。任务实施分成四个环节去实施，环节一是角色轮换，分工操作。两人一组设置两个角色：操作员和编程员主要通过分工操作，小组互助，教师巡视的方法进行；环节二是程序及点的准确性检测，主要通过小组成员共同参与来完成；环节三是组间PK，通过一、二两个环节的任务实施，各组成员选择出最适合自己的工作组队参加比赛；主要的教学意图是加强团队合作、巩固所学知识。环节四是工位的整理，主要教学意图是提高學生的职业素养，培养文明生产习惯。通过四个环节的任务实施，让学生自己在做中学、在做中悟、在做中觉，实现规律让学生自己发现。并通过教学内容的自主选择和组间的PK层层选拔大赛所需要的选手。

（4）四环四让：在任务评价中实现评价让学生参与

通过多元化全面的评价做到学生在课堂上所做的每一步都有一个具体的学分对其进行鼓励评价，并且评价让其自己参与，做到技能大赛选拔选手有据可依。

三、基于国赛工业机器人设备选修课的教学实践

成效

（一）促进教师教学能力和专业技能的综合发展

传统教学根据设备说明书，采用传统的示范、模仿教学，不能得到很好的比赛成绩；而现在在教学内容设计和教学方法的摸索过程中，潜移默化地让教师具备了一定的整体设计、规划和实施有效教学的能力；在和学生一起探索专业知识的过程中，不断地提高了教师的职业技能水平（2017年11月杭州地区教师工业机器人大赛获第三名）。

（二）促进学生专业技能和职业素养的综合发展

工业机器人课程需涉及电子专业的电工电子、PLC编程、电机与电气控制技术等课程，以及机械专业的机械识图、机械基础、液压及气动技术等课程，原来两个专业的学生只能学习自己专业的课程，而现在都要涉及。通过教学内容的合理、适当设计，激发了学生的兴趣和潜能，丰富了学生机械和电子的双专业知识储备，提高了学生的综合素养和综合应用能力。学生的职业素养由原来单一的电工电子技能操作或机床技能操作发展为两项皆能操作。

（三）有效地服务技能大赛

教学实践的内容设置是针对技能大赛的，内容是围绕着技能大赛要求的，平时的训练和模拟竞赛是接近技能大赛氛围的。目前通过选修课的教学实践已经选出两组较好的学生参加2018年的杭州市工业机器人选拔赛。

四、基于国赛设备工业机器人选修课的教学实践思考

（一）教学内容设置不够完善

教学内容是笔者总结往年的技能大赛的模块和技能点设置的，但每年技能大赛的要求都在不断变化，都会有新的模块和技能点增加。怎样建立一个完善有效的教学内容体系，有待整体设计。

（二）相关师资力量薄弱

虽然在2017年杭州市赛取得第三名，但和第一名的教师团队还相差较多，随着杭州地区中职学校国赛工业机器人设备的增多，竞争也会越来越激烈，对指导教师的要求也越来越高，怎样才能不断提升教师的职业技能水平，有待思考。

参考文献：

[1]唐灵爽.中职院校工业机器人创新实践教学研究[J].现代职业教育，2016（26）.

[2]郑翰炤.新形势下技工院校工业机器人教学实践与探索[J].职业，2017（16）.

[3]李楠.高职院校工业机器人技术专业课程建设探索与实践[J].商品与质量，2015（46）.

[4]吴燕峰.在自主探究中培养学生的创新素养[J].上海教育，2014（4）.