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第1篇

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可以有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，而且對(duì)保障人身安全、改善勞動(dòng)環(huán)境、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約材料消耗以及降低生產(chǎn)成本都有十分重要的意義。工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平和科技水平的重要標(biāo)志。

工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用涉及到多門學(xué)科知識(shí)， 學(xué)生不僅要掌握理論知識(shí)， 還要具備工程技術(shù)應(yīng)用能力。而實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)對(duì)于學(xué)生鞏固理論知識(shí)， 特別是培養(yǎng)其解決實(shí)際工程問題的能力、工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力至關(guān)重要。 高職院校應(yīng)充分利用現(xiàn)有資源， 積極與企業(yè)開展校企合作，創(chuàng)建更加貼合實(shí)際工程應(yīng)用的工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，為學(xué)生提供解決實(shí)際工程問題及提高創(chuàng)新能力的條件和機(jī)會(huì)。

一、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室布局

工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室歸屬于本校自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)，為了讓教學(xué)更加貼近真實(shí)的工作任務(wù)，自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)與合作企業(yè)華中數(shù)控工業(yè)機(jī)器人有限公司，共同制定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)要求，使教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工作崗位任務(wù)相符，并以此為依據(jù)建設(shè)規(guī)劃工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，經(jīng)過雙方的研究和探討，該實(shí)訓(xùn)室被劃分為多媒體教學(xué)、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、維護(hù)維修、工程應(yīng)用等四個(gè)功能區(qū)域。實(shí)訓(xùn)室布局如圖1。

圖1 實(shí)訓(xùn)室布局圖

二、 工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室硬件設(shè)施

為開展工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用項(xiàng)目的教學(xué)，并考慮到實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中最有代表性的機(jī)器人類型，實(shí)訓(xùn)室中工業(yè)機(jī)器人類型選用華中數(shù)控工業(yè)機(jī)器人有限公司生產(chǎn)的4臺(tái)輕載式六自由度多關(guān)節(jié)機(jī)器人、4臺(tái)桁架機(jī)器手，臺(tái)灣益眾科技有限公司的2足行走機(jī)器人、競(jìng)速機(jī)器人、樂高趣味組合機(jī)器人用于基礎(chǔ)教學(xué);選用華中數(shù)控提供的4臺(tái)六軸機(jī)器人本體、4臺(tái)桁架機(jī)械手本體、及配圖控制器用于維護(hù)維修教學(xué);選用華中數(shù)控提供的3臺(tái)立式加工中心并配置1臺(tái)6六自由度多關(guān)節(jié)機(jī)器人組成1個(gè)自動(dòng)加工單元用于工程應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)。同時(shí)，上述兩家公司還配套教學(xué)所需的各種輔助設(shè)備，包括末端執(zhí)行裝置（如機(jī)械手、吸盤、專用夾具等），電氣控制、傳感設(shè)備等。

三、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室軟件設(shè)施

除了硬件設(shè)施供學(xué)生提升實(shí)操能力、工程應(yīng)用能力之外，還要注重軟件設(shè)施的建設(shè)。實(shí)訓(xùn)室除操作系統(tǒng)以外，還安裝了AutoCAD、UG、CATIA等三維軟件，用于三維建模，為運(yùn)動(dòng)仿真提供數(shù)字模型。為了克服機(jī)器人數(shù)量不足，降低機(jī)器人及各種輔助設(shè)備的損耗，實(shí)訓(xùn)室還配套華中數(shù)控研制的模擬仿真軟件，包括離線編程功能和仿真功能，用于構(gòu)建虛擬機(jī)器人的工作環(huán)境，以及虛擬機(jī)器人工作過程的仿真。

四、工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目設(shè)置

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是與華中數(shù)控工業(yè)機(jī)器人有限公司按照企業(yè)實(shí)際工作任務(wù)來進(jìn)行設(shè)計(jì)、歸納、總結(jié)得到的，實(shí)行教學(xué)內(nèi)容模塊化。為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)、演示等功能，在多媒體教學(xué)區(qū)中，還需配置多媒體及配套設(shè)備、電腦及配套設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)傳輸所需的服務(wù)器、 交換機(jī)及配圖設(shè)備等。

（一）工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)培訓(xùn)模塊

1.模塊一：機(jī)器人操作 （16課時(shí)）

項(xiàng)目?jī)?nèi)容：1）工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)介紹;2）安全操作規(guī)范，緊急情況處置;3）使用示教器操作機(jī)器人，修改位置點(diǎn);4）調(diào)用系統(tǒng)中的例行程序;5）程序備份和系統(tǒng)備份方法介紹，實(shí)踐;6）機(jī)器人零位更新方法介紹，實(shí)踐;7）手動(dòng)模式下的機(jī)器人操作;8）益眾機(jī)器人參數(shù)設(shè)置及操作實(shí)踐。

2.模塊二：機(jī)器人基礎(chǔ)編程 （40課時(shí)）

項(xiàng)目?jī)?nèi)容：

1）手動(dòng)模式下的機(jī)器人操作;2）工業(yè)機(jī)器人坐標(biāo)系統(tǒng);3）編程語言介紹及其基本指令;4）I/O 信號(hào)介紹及配置;5）機(jī)器人系統(tǒng)重啟指令介紹;6）程序保存，系統(tǒng)備份;7）機(jī)器人系統(tǒng)配置及安裝;8）校正方式介紹;9）操作實(shí)踐。

（二）工業(yè)機(jī)器人維護(hù)維修培訓(xùn)模塊

1.模塊一：機(jī)器人維護(hù)維修 （80課時(shí)）

項(xiàng)目?jī)?nèi)容：1）機(jī)器人中各電氣模塊功能及原理介紹。包括電源系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，總線與I/O 系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，安全面板 和 SMB 板;2）機(jī)器人電氣知識(shí)簡(jiǎn)介，電路圖講解;3）機(jī)器人中各電氣模塊維護(hù)保養(yǎng)注意事項(xiàng);4）機(jī)器人安全面板、主機(jī)箱中的指示燈狀態(tài)介紹;5）機(jī)器人故障代碼介紹;6）機(jī)器人不同啟動(dòng)方式的原理及介紹;7）故障排除實(shí)踐;8）機(jī)器人本體硬件結(jié)構(gòu)介紹;9）日常機(jī)械維護(hù)保養(yǎng)知識(shí)介紹及實(shí)踐;10）各軸電機(jī)、電纜更換步驟講解及實(shí)踐;11）機(jī)器人齒輪箱、平衡裝置更換方法講解與實(shí)踐;12）機(jī)器人精校準(zhǔn)方法介紹與實(shí)踐。

（三）工業(yè)機(jī)器人工程應(yīng)用培訓(xùn)模塊

1.模塊一：機(jī)器人離線編程系統(tǒng)的學(xué)習(xí) （40課時(shí)）

項(xiàng)目?jī)?nèi)容：1）創(chuàng)建工作站;2）創(chuàng)建系統(tǒng);3）創(chuàng)建幾何體和機(jī)械裝置;4）創(chuàng)建工具、工件坐標(biāo)系、路徑點(diǎn)、軌跡;5）利用創(chuàng)建的組件和數(shù)據(jù)進(jìn)行離線編程和仿真;6）使用相關(guān)組件模擬現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)效果;7）機(jī)器人的可選項(xiàng)的使用，包括外軸（轉(zhuǎn)臺(tái)、 導(dǎo)軌）;輸送鏈追蹤;8）學(xué)習(xí)離線編程系統(tǒng)的實(shí)用功能。包括信號(hào)分析器;文件傳輸。

2.模塊二：自動(dòng)化加工單元的學(xué)習(xí)（32課時(shí)）

項(xiàng)目?jī)?nèi)容：1）學(xué)習(xí)系統(tǒng)技術(shù)資料、自動(dòng)化加工單元的組成和工作原理;2）裝配工藝設(shè)計(jì);3）制定安裝順序和工作計(jì)劃;4）加工單元工作程序編寫及導(dǎo)入;5）加工單元的組裝聯(lián)調(diào);6）加工單元穩(wěn)定性調(diào)整;7）加工單元驗(yàn)收。

五、小結(jié)

通過校企合作的方式建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室，使教學(xué)內(nèi)容更加貼近實(shí)際工作崗位的內(nèi)容， 降低企業(yè)二次培訓(xùn)的時(shí)間和費(fèi)用，促進(jìn)了學(xué)校和企業(yè)的無縫連接。同時(shí)，也促進(jìn)教師教學(xué)工作、 科研工作的開展， 激發(fā)教師教學(xué)改革的熱情，提升學(xué)生實(shí)操能力、工程應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)：

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第2篇

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；人才培養(yǎng)；崗位能力分析

一、機(jī)電一體化專業(yè)開設(shè)的必要性

在世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇乏力的背景下，中國(guó)經(jīng)濟(jì)增速出現(xiàn)回落，2015年增長(zhǎng)幅度為6.9%，國(guó)際環(huán)境仍然復(fù)雜嚴(yán)峻，對(duì)制造加工型企業(yè)的自動(dòng)化改造是保證企業(yè)降低成本、緩解用工不足壓力的有效途徑之一。同時(shí)，工業(yè)機(jī)器人的大規(guī)模應(yīng)用是現(xiàn)代化企業(yè)自動(dòng)化改造的重要手段，我國(guó)“世界工廠”的地位也決定了我國(guó)必將成為工業(yè)機(jī)器人的最大市場(chǎng)。未來三年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人處于國(guó)家政策紅利、工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求釋放、人口紅利減弱、市場(chǎng)需求增長(zhǎng)的機(jī)遇疊加期[1]。這也意味著這一領(lǐng)域技能人才缺口之大。機(jī)械、汽車、電子、電氣控制、機(jī)電一體化等專業(yè)都是傳統(tǒng)的工科類專業(yè)，企業(yè)對(duì)相關(guān)人才的需求已經(jīng)由單一型人才發(fā)展到復(fù)合型、應(yīng)用型人才[2]，而工業(yè)機(jī)器人專業(yè)正是多種學(xué)科的綜合應(yīng)用，對(duì)培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力有著重要的意義。新專業(yè)的開設(shè)因?yàn)槭敲嫦蚬I(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)用型人才培養(yǎng)，緊密結(jié)合國(guó)家《中國(guó)制造2025》計(jì)劃，且為增加校企合作辦學(xué)，為展開實(shí)用型科研課題的研究打下基礎(chǔ)，正因?yàn)槠涫切屡d事物，因此在相關(guān)領(lǐng)域哪怕有一點(diǎn)成果都是開創(chuàng)性的，有益于成績(jī)?nèi)〉靡约皩W(xué)校知名度的提升。重慶市農(nóng)業(yè)機(jī)械化學(xué)校（以下簡(jiǎn)稱學(xué)校）依托機(jī)電一體化專業(yè)開設(shè)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)方向，符合重慶市推進(jìn)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策導(dǎo)向，能更好地服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)。

二、專業(yè)發(fā)展前景

工業(yè)機(jī)器人作為一種高技術(shù)含量的設(shè)備，在使用過程中其設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試、操作、維護(hù)等工作需要大量的專業(yè)技術(shù)人員[3]。隨著我國(guó)工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)廠家、應(yīng)用行業(yè)的增多和裝機(jī)量的爆發(fā)式增長(zhǎng)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)重缺乏該類人才。從崗位需求來看，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的學(xué)生可以在企事業(yè)單位從事以下三個(gè)方面工作：制造工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品；銷售工業(yè)機(jī)器人；利用工業(yè)機(jī)器人設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)等。第一種需要完成工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)、零部件生產(chǎn)、裝配、安裝、調(diào)試和售后服務(wù)等工作；第二種主要工作是機(jī)器人銷售、專業(yè)的技術(shù)咨詢服務(wù)；第三種主要包括工業(yè)機(jī)器人設(shè)備操作和設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)。從技術(shù)層面來看，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是機(jī)械加工與裝配、電工電子、計(jì)算機(jī)編程、傳感器技術(shù)、電機(jī)傳動(dòng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)的結(jié)合體，學(xué)生通過這些技術(shù)的培養(yǎng)成為復(fù)合型技能人才，將具備發(fā)展?jié)摿蛷V闊的就業(yè)前景。

三、專業(yè)職業(yè)能力崗位分析

（一）工業(yè)機(jī)器人操作、維護(hù)崗。崗位工作任務(wù)：根據(jù)生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人編程、調(diào)試以達(dá)到生產(chǎn)需要；負(fù)責(zé)上料和裝夾；負(fù)責(zé)備件管理；負(fù)責(zé)機(jī)器人操作及程序錄入、日常點(diǎn)檢與數(shù)據(jù)維護(hù)、完成生產(chǎn)任務(wù)；負(fù)責(zé)產(chǎn)品質(zhì)量控制及提升；負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人故障處理和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作；負(fù)責(zé)建立工業(yè)機(jī)器人操作資料檔案；參與工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)工作；負(fù)責(zé)工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)8S工作。崗位能力要求：機(jī)電基礎(chǔ)知識(shí)，精通ABB、庫(kù)卡（KUKA）、發(fā)那科（FANUC）、安川電機(jī)(YASKAWA)、國(guó)產(chǎn)機(jī)器人等至少1種機(jī)器人示教編程、仿真編程與調(diào)試能力；簡(jiǎn)單英文操作界面的識(shí)讀能力；工業(yè)機(jī)器人本體與控制器的維護(hù)能力；二氧化碳保護(hù)焊、弧焊、點(diǎn)焊焊接不同金屬材料的參數(shù)和焊接姿態(tài)的設(shè)定能力；焊接圖、機(jī)械圖的識(shí)讀能力；熟悉各種機(jī)械加工制造；熟練運(yùn)用office辦公軟件；量具的使用能力；工裝夾具調(diào)整技能。職業(yè)素養(yǎng)要求：勤奮好學(xué)，愛崗敬業(yè)，吃苦耐勞，認(rèn)真負(fù)責(zé)，積極上進(jìn)。

（二）工業(yè)機(jī)器人裝配、調(diào)試崗。崗位工作任務(wù)：負(fù)責(zé)協(xié)助銷售人員做好客戶、經(jīng)銷商的技術(shù)支持工作；負(fù)責(zé)以工業(yè)機(jī)器人為核心的自動(dòng)化單元機(jī)械和電氣安裝；負(fù)責(zé)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)機(jī)器人本身參數(shù)設(shè)置、程序編制、工裝夾具的調(diào)試、工藝參數(shù)設(shè)置、聯(lián)鎖信號(hào)的設(shè)定、故障排除；負(fù)責(zé)生產(chǎn)過程質(zhì)量控制，質(zhì)量問題的分析及改進(jìn)；負(fù)責(zé)反饋現(xiàn)場(chǎng)問題，并能給出合理化建議；負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)客戶的應(yīng)用培訓(xùn)和產(chǎn)品驗(yàn)收；負(fù)責(zé)項(xiàng)目后期問題處理。崗位能力要求：機(jī)電基礎(chǔ)知識(shí)，精通ABB、庫(kù)卡（KUKA）、發(fā)那科（FANUC）、安川電機(jī)(YASKAWA)、國(guó)產(chǎn)機(jī)器人等至少1種機(jī)器人配置、示教、編程與調(diào)試；能閱讀中英文工業(yè)機(jī)器人技術(shù)資料；能識(shí)讀機(jī)械、焊接、電氣圖紙；具備一定的電氣電子基礎(chǔ)，了解低壓配電及電機(jī)驅(qū)動(dòng)；熟悉工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人周邊設(shè)備及周邊設(shè)備的連接和調(diào)試；熟悉工業(yè)機(jī)器人與PLC通信相關(guān)參數(shù)配置及PLC編程；熟悉機(jī)器人點(diǎn)焊、弧焊、二氧化碳保護(hù)焊、涂膠、搬運(yùn)、碼垛、滾邊、裝配、噴涂、磨削、去毛刺、上下料等典型應(yīng)用；能完成工業(yè)機(jī)器人培訓(xùn)的教學(xué)任務(wù)；善于處理人際關(guān)系。職業(yè)素養(yǎng)要求：良好的溝通能力、協(xié)調(diào)組織能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、吃苦耐勞、有責(zé)任心，積極主動(dòng)。

（三）機(jī)器人銷售、服務(wù)崗。崗位工作任務(wù)：負(fù)責(zé)客戶的開拓、客戶需求分析、提出相應(yīng)銷售解決方案、維護(hù)好客戶關(guān)系、進(jìn)行商業(yè)談判、標(biāo)書的制作、參與招標(biāo)、合同的簽訂、合同的跟進(jìn)；產(chǎn)品、行業(yè)、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手信息收集整理和合理利用；制定項(xiàng)目的跟進(jìn)安排并付諸實(shí)施，并完成銷售額；維護(hù)公司產(chǎn)品品牌形象。崗位能力分析：數(shù)控、自動(dòng)化、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)、市場(chǎng)營(yíng)銷等專業(yè)，機(jī)器人專業(yè)畢業(yè)更佳；熟悉機(jī)器人的應(yīng)用；語言表達(dá)能力強(qiáng)，善于了解并分析客戶需求；招投標(biāo)的專業(yè)知識(shí)；商務(wù)談判能力；承壓能力；協(xié)調(diào)組織能力；熟練運(yùn)用office辦公軟件。職業(yè)素養(yǎng)要求：開拓精神，吃苦耐勞，文明禮貌，團(tuán)隊(duì)合作精神。

（四）機(jī)器人教師崗。目前就業(yè)市場(chǎng)上提供了大量從事兒童與青少年科技教育崗位，主要為樂高積木機(jī)器人系列。崗位工作任務(wù)：建立學(xué)生有關(guān)檔案；編寫教案，高質(zhì)量完成教學(xué)任務(wù)；課后總結(jié)，提升授課技巧；負(fù)責(zé)學(xué)生上課期間的安全；維護(hù)與學(xué)生的良好關(guān)系，與家長(zhǎng)溝通學(xué)習(xí)情況。崗位能力分析：樂高積木機(jī)器人的裝配、編程、調(diào)試；具有較強(qiáng)的中文表達(dá)能力，普通話標(biāo)準(zhǔn)；動(dòng)手能力強(qiáng)；編程能力；熟練運(yùn)用office辦公軟件能力；團(tuán)隊(duì)管理能力。職業(yè)素養(yǎng)要求：有愛心、耐心、責(zé)任心，創(chuàng)新意識(shí)，親和力。從以上分析可以看出，崗位不同側(cè)重點(diǎn)不同、深度不同，且涉及到的知識(shí)和技能范疇大，除了要傳統(tǒng)的機(jī)電技能外，還需要很多新知識(shí)支撐。學(xué)校要培養(yǎng)出滿足企業(yè)需要的員工，需要定好位，購(gòu)置適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，推進(jìn)師資建設(shè)、教育教學(xué)資源建設(shè)。

四、專業(yè)培養(yǎng)規(guī)格

培養(yǎng)從事工業(yè)機(jī)器人模擬、編程、操作、裝配、調(diào)試、銷售、教學(xué)及自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)維護(hù)維修與管理等工作的應(yīng)用型技術(shù)人才。

五、專業(yè)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)

學(xué)校在原有機(jī)電一體化和機(jī)械加工實(shí)訓(xùn)室基礎(chǔ)上新建工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)室，該實(shí)訓(xùn)室包括2套ABB六自由度工業(yè)機(jī)器人本體，3套江蘇匯博工業(yè)機(jī)器人本體，2套工業(yè)機(jī)器人電氣系統(tǒng)拆裝平臺(tái)，1臺(tái)工業(yè)機(jī)器人機(jī)械拆裝平臺(tái)，自動(dòng)化生產(chǎn)線控制模塊；機(jī)器人夾具包括：搬運(yùn)碼垛夾具、寫字夾具、雙交位夾具、真空吸盤、噴槍；機(jī)器人配套訓(xùn)練工具：平面碼垛模塊、寫字平臺(tái)、模擬焊接激光筆、模擬拋光工具、涂膠模塊、仿機(jī)床上下料模塊、立體倉(cāng)庫(kù)模塊，一批樂高積木；專用的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)室軟件：工業(yè)機(jī)器人離線編程軟件、PLC編程軟件。

六、課程體系

第3篇

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；虛擬仿真技術(shù)；信息化教學(xué)

先進(jìn)的制造工業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人作為發(fā)展的重要手段，具有不可替代性，同時(shí)衡量了這個(gè)國(guó)家的制造水平與科技水平。目前，我國(guó)處于工業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型并且加快發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)作為工業(yè)機(jī)器人的重點(diǎn)部分，正是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)降低成本、免受環(huán)境制約等重要發(fā)展的良好選擇。近年來，工業(yè)機(jī)器人行業(yè)得到了快速的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)其的需求量非常大。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展帶動(dòng)了機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展。但是在機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展中，缺失技術(shù)水平高、綜合能力強(qiáng)、素質(zhì)比較高的專業(yè)人才，產(chǎn)業(yè)發(fā)展遇到瓶頸時(shí)，專業(yè)人才缺失，無疑會(huì)對(duì)發(fā)展造成巨大影響。所以，多個(gè)國(guó)內(nèi)的中專與大專院校也開展了工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，為國(guó)家重點(diǎn)培養(yǎng)目前緊缺型人才。但是由于和發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人的人才培養(yǎng)起步較晚，各院校對(duì)于專業(yè)的發(fā)展、實(shí)訓(xùn)課程的建設(shè)等還處于探索階段，再加上每個(gè)學(xué)校對(duì)工業(yè)機(jī)器人昂貴設(shè)備的投入差距，導(dǎo)致專業(yè)發(fā)展良莠不齊。因此，通過虛擬的仿真技術(shù)，能夠提升教學(xué)在實(shí)操訓(xùn)練中的質(zhì)量[1]。例如美國(guó)ABB機(jī)器人公司研發(fā)的RobotStudio仿真軟件，界面相互交錯(cuò)，操作易懂便利，能夠?qū)?shí)際的工作環(huán)境進(jìn)行模擬，滿足老師與學(xué)生們?cè)诮虒W(xué)過程中實(shí)驗(yàn)的要求，解決了實(shí)操困難的重要問題。

1虛擬仿真技術(shù)在信息化教學(xué)中的作用

1.1能夠有效減少教學(xué)成本，提高操作安全性。因我國(guó)目前在機(jī)器人教學(xué)實(shí)驗(yàn)中建設(shè)成本比較昂貴，光是工業(yè)機(jī)器人一臺(tái)設(shè)備就要四五十萬，一個(gè)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)至少要200萬以上。所以這對(duì)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地和資金的要求都比較高。而如果使用虛擬仿真軟件，雖然前期投入有點(diǎn)大，但是從長(zhǎng)期考慮，這不僅能夠在一定程度上滿足學(xué)生的實(shí)訓(xùn)要求，而且還降低了教學(xué)成本的投入，最重要的是能夠滿足一個(gè)學(xué)生一臺(tái)機(jī)器的操作訓(xùn)練，確保每一個(gè)學(xué)生在學(xué)習(xí)中均能享受到相同的教學(xué)效果與訓(xùn)練，同時(shí)能夠避免操作訓(xùn)練中機(jī)器人產(chǎn)生碰撞等危險(xiǎn)情況產(chǎn)生，保證了操作課程中的安全性與準(zhǔn)確性。1.2能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)。工業(yè)機(jī)器人RobotStudio仿真軟件能夠有效構(gòu)建虛擬三維實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景，模擬真實(shí)場(chǎng)景，有利于學(xué)生提前熟悉實(shí)際操作的環(huán)境與內(nèi)容。由于其交互性強(qiáng)，學(xué)生能夠快速掌握操作的技巧，對(duì)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行驗(yàn)證，并得到直觀的結(jié)果，因此極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造力，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。1.3能夠搭建實(shí)際的操作情境，實(shí)現(xiàn)實(shí)際工作環(huán)境的無縫對(duì)接工業(yè)機(jī)器人RobotStudio仿真軟件能夠模擬仿真焊接、碼垛、搬運(yùn)、噴涂、裝配等多種現(xiàn)場(chǎng)的工作，學(xué)生可脫離現(xiàn)場(chǎng)條件的束縛模擬搭建實(shí)際崗位情境，通過仿真操作可了解實(shí)際崗位要求，培養(yǎng)自身提前適應(yīng)崗位的能力，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際工作崗位能力的無縫對(duì)接。

2RobotStudio仿真軟件在信息化教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

在仿真軟件教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，將學(xué)生分成若干個(gè)小組，分組讓機(jī)械手在機(jī)器人工作臺(tái)上繪制三角形或矩形的場(chǎng)景，從而進(jìn)行模擬。仿真過程分為布局基本工作站、建立機(jī)器人虛擬系統(tǒng)及工件坐標(biāo)、建立并調(diào)試示教路徑、再現(xiàn)示教路徑四個(gè)部分[2]，如圖1所示。第一，機(jī)器人使用的工具為畫筆，合理導(dǎo)入工作臺(tái)模型。第二，依據(jù)布局來設(shè)置機(jī)器人系統(tǒng)，建立機(jī)器人虛擬操控器，讓機(jī)器人具備電器操控特點(diǎn)，并且在工作臺(tái)中設(shè)立三個(gè)工作坐標(biāo)點(diǎn)。第三，使用機(jī)器人“手動(dòng)線性”進(jìn)行操作，利用設(shè)定好的定位來調(diào)整機(jī)器人位置，之后確定教學(xué)，手動(dòng)線性對(duì)話的設(shè)計(jì)如圖2所示。使用MvoeJ與MoveL指令展開教學(xué)編程，直線軌跡指令如圖3所示。第四，把教學(xué)路徑和虛擬控制器進(jìn)行同步，啟動(dòng)仿真軟件同時(shí)實(shí)現(xiàn)教學(xué)路徑圖。下圖4為直線軌跡與教學(xué)再現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)成果。利用工業(yè)機(jī)器人虛擬仿真軟件RobotStudio為學(xué)生提供現(xiàn)場(chǎng)化教學(xué)的同時(shí)還能重現(xiàn)仿真教學(xué)，讓學(xué)生們能更容易理解工業(yè)機(jī)器人的概念，把握其在工作中的基本需求，掌握程序指令使用的調(diào)節(jié)與編程，更了解工業(yè)機(jī)器人的使用方式[3]，為將來的工作打下堅(jiān)固的基礎(chǔ)的同時(shí)，還更加了解工業(yè)機(jī)器人的實(shí)際操作過程。另外，通過軟件的仿真，也能讓學(xué)生熟悉工業(yè)機(jī)器人的模擬操作，避免在實(shí)際操作過程中因?yàn)檎`操作而撞壞昂貴的設(shè)備，導(dǎo)致不必要的損失。

3虛擬仿真技術(shù)在使用過程中存在的問題及解決策略

3.1存在問題。3.1.1與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的實(shí)際操作還是存在一定的差距。但虛擬仿真畢竟不是真實(shí)的設(shè)備，它也代替不了真實(shí)的設(shè)備，它和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作存在著一定程度的差距，比如在軟件操作中學(xué)生最容易忽視的就是安全意識(shí)，通過軟件操作，很容易忽視安全意識(shí)，容易麻痹大意，還有很容易忽視工業(yè)機(jī)器人的安全操作規(guī)程，等等。因此，遇到這樣的問題，同學(xué)們就會(huì)欠缺解決突發(fā)事件的能力。3.1.2難以滿足所有不同型號(hào)設(shè)備的教學(xué)需求。一些學(xué)校設(shè)立的工業(yè)機(jī)器人操作實(shí)驗(yàn)室，因日常教學(xué)與比賽的原因，會(huì)建設(shè)類型不同的工業(yè)機(jī)器人教學(xué)訓(xùn)練室，在利用仿真軟件過程中，只能使用某一個(gè)單一型號(hào)的教學(xué)軟件，它難以兼顧不同品牌的機(jī)器人。3.2解決策略。3.2.1虛實(shí)結(jié)合，有效開展信息化教學(xué)。教師在教學(xué)過程中，不能一味地只追求信息化教學(xué)，要把仿真虛擬技術(shù)和實(shí)際機(jī)器操作有效地結(jié)合起來，并把它們之間的差異表述明確，研究透徹，給學(xué)生樹立良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，也向同學(xué)們強(qiáng)調(diào)實(shí)際操作的重要性。要讓學(xué)生嚴(yán)格按照實(shí)際操作規(guī)范進(jìn)行訓(xùn)練，具備較強(qiáng)的安全操作認(rèn)知，讓學(xué)生們順利實(shí)現(xiàn)虛擬操作和實(shí)際操作之間的融合。3.2.2以點(diǎn)概面，建設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的信息化課程體系。RobotStudio仿真機(jī)器人軟件在使用過程中，不能和其他的仿真軟件進(jìn)行兼容，成為了面臨的最大問題。對(duì)于這個(gè)問題，必須設(shè)立一個(gè)統(tǒng)一的虛擬仿真操作教學(xué)課程，以該軟件作為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，提高學(xué)生對(duì)其他品牌機(jī)器人的理解和操作能力。因此，老師要通過數(shù)據(jù)化資源平臺(tái)努力建設(shè)不同品牌的仿真機(jī)器人教學(xué)課程，并且在不同的虛擬仿真機(jī)器人軟件中進(jìn)行操作之前，均需要了解其特點(diǎn)，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行歸納與總結(jié)，拓寬學(xué)生對(duì)知識(shí)的認(rèn)知面[4]。

4結(jié)語

虛擬仿真軟件可以進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)和場(chǎng)景再現(xiàn)等教學(xué)操作，讓學(xué)生們對(duì)虛擬仿真操作具有更強(qiáng)的理解能力，對(duì)教學(xué)也具有直觀的認(rèn)知，了解并且熟悉機(jī)器人訓(xùn)練操作方式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)速度，同時(shí)還能確保學(xué)生們理解掌握其中的重點(diǎn)，突破教學(xué)難題。此外，利用這種教學(xué)方式，能夠確保學(xué)生們的安全，同時(shí)還能避免在實(shí)際操作過程中對(duì)機(jī)器人造成的損失與破壞。實(shí)操教學(xué)和仿真教學(xué)相互結(jié)合，提升了教學(xué)的整體效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]李薇，吳藝琛.淺析我國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018(3)：260-261.

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[3]陳廷艷，彭一航，許二娟，等.仿真軟件在工業(yè)機(jī)器人示教及再現(xiàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].輕工科技，2018(6)：74-75.

第4篇

（臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江 臺(tái)州 318000）

摘要：在“工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試”學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程開發(fā)過程中，確定該課程應(yīng)使學(xué)生具備工業(yè)機(jī)器人安裝、工業(yè)機(jī)器人調(diào)試、工業(yè)機(jī)器人編程操控以及工業(yè)機(jī)器人檢修維護(hù)等能力。深入企業(yè)調(diào)研，明確典型工作崗位，分析課程所對(duì)應(yīng)的典型工作任務(wù)；從高職學(xué)生的基本情況出發(fā)，對(duì)典型工作任務(wù)進(jìn)行提煉形成行動(dòng)領(lǐng)域；按行動(dòng)領(lǐng)域所承載的知識(shí)、能力的相互關(guān)系構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域；按照每個(gè)學(xué)習(xí)情境對(duì)應(yīng)一個(gè)完整的工作過程的原則構(gòu)建學(xué)習(xí)情境；最后按照“資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估”六步法實(shí)施教學(xué)。在教學(xué)過程中盡可能為學(xué)生提供類似企業(yè)的真實(shí)工作環(huán)境、國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、任務(wù)單和計(jì)劃書等資料。

關(guān)鍵詞 ：高職；工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試；課程開發(fā)；學(xué)習(xí)情境

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5727（2014）04-0086-05

工業(yè)機(jī)器人（Industrial Robots）簡(jiǎn)稱IR，是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置，是靠自身動(dòng)力和控制能力來實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。工業(yè)機(jī)器人具有高效、可靠的優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化生產(chǎn)線中應(yīng)用日益廣泛，如在汽車工業(yè)中完成焊接、搬運(yùn)、噴涂和裝配等工作。此外，我國(guó)的民營(yíng)企業(yè)也逐漸認(rèn)識(shí)到了工業(yè)機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的采用量逐年增加。但這些企業(yè)存在著裝機(jī)量不高、人才流動(dòng)性強(qiáng)和培訓(xùn)不到位等問題，因而對(duì)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用維護(hù)人才需求較大和要求較高，高職院校有必要加強(qiáng)對(duì)這方面人才的培養(yǎng)力度。

課程開發(fā)原則和流程

（一）課程開發(fā)原則

作為臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)的核心課程，“工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試”的開設(shè)原則是以企業(yè)實(shí)際需要為根本出發(fā)點(diǎn)，通過教師進(jìn)入企業(yè)實(shí)地調(diào)研，總結(jié)典型工作任務(wù)，完成調(diào)研報(bào)告，最終確定工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)內(nèi)容及范圍。包括：工業(yè)機(jī)器人及柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線的安裝，辨識(shí)電器原理圖，根據(jù)需要編寫程序和調(diào)試代碼以及各種故障的診斷和維修。以項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)為主線，以學(xué)生親歷實(shí)踐為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的綜合職業(yè)能力。通過課程的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生具備常規(guī)工業(yè)機(jī)器人及柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝調(diào)試和故障診斷與維修能力，適應(yīng)未來社會(huì)對(duì)工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域人才的需求。

（二）課程開發(fā)流程

“工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試”課程開發(fā)的整體流程包括：教師深入工業(yè)機(jī)器人研發(fā)或應(yīng)用型企業(yè)調(diào)研，通過走訪、參觀、座談、研討等形式，了解與本課程相關(guān)人才的社會(huì)需求情況，相關(guān)行業(yè)對(duì)本課程開發(fā)的要求及企業(yè)的典型工作任務(wù)的信息，為確定課程定位，制定課程開發(fā)方案，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的高素質(zhì)技術(shù)技能型人才提供依據(jù)。從高職學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā)，遵從學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，與企業(yè)實(shí)踐專家一起對(duì)典型工作任務(wù)進(jìn)行提煉形成行動(dòng)領(lǐng)域。按行動(dòng)領(lǐng)域所承載的知識(shí)、能力的相互關(guān)系構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域，制定出課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)。并在實(shí)踐專家指導(dǎo)下設(shè)計(jì)符合工作過程的學(xué)習(xí)情境。最后，按照六步法進(jìn)行課程的實(shí)施和評(píng)價(jià)。整個(gè)課程開發(fā)流程如圖1所示。

課程開發(fā)過程

（一）企業(yè)調(diào)研

交通運(yùn)輸裝備制造業(yè)與特色裝備制造業(yè)是臺(tái)州市兩大傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。臺(tái)州地區(qū)現(xiàn)有汽車、摩托車及配件生產(chǎn)企業(yè)3 000多家，不乏吉利、吉奧、錢江等汽車行業(yè)知名龍頭企業(yè)。我們利用假期先后走訪了溫嶺市風(fēng)云機(jī)器人有限公司、浙江安露清洗機(jī)有限公司、吉利集團(tuán)、浙江吉奧汽車有限公司等企業(yè)。了解就業(yè)崗位的主要工作任務(wù)，企業(yè)對(duì)高職從事工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試工作畢業(yè)生的專業(yè)技能、社會(huì)能力和職業(yè)素養(yǎng)的具體要求，并與企業(yè)實(shí)踐專家探討工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試課程開設(shè)的有關(guān)情況。首先，我們擬定了調(diào)研方案，選定樣本為企業(yè)經(jīng)理、一線的維修工、車間和部門領(lǐng)導(dǎo)以及畢業(yè)生等，采取訪談和問卷調(diào)研相結(jié)合的方式。擬定調(diào)研方案之后，調(diào)研與工業(yè)機(jī)器人安裝調(diào)試及維修有關(guān)崗位，包括崗位名稱、級(jí)別、人數(shù)、崗位職責(zé)，然后了解所有這些崗位畢業(yè)生是如何在崗位之間調(diào)動(dòng)的，以此獲得畢業(yè)生崗位升遷的一般路線圖。獲得具體崗位之后，確定畢業(yè)生在這個(gè)崗位上從事的具體工作項(xiàng)目，在此基礎(chǔ)上，再一次向企業(yè)和畢業(yè)生征詢意見，重點(diǎn)了解對(duì)學(xué)生職業(yè)素質(zhì)和社會(huì)能力培養(yǎng)的具體要求，了解畢業(yè)生對(duì)擬開設(shè)課程知識(shí)學(xué)習(xí)的具體建議。主要形成四項(xiàng)調(diào)研成果：該課程培養(yǎng)的學(xué)生典型就業(yè)崗位、課程培養(yǎng)目標(biāo)，企業(yè)要求和崗位工作項(xiàng)目。

典型工作崗位分析 通過調(diào)查分析確定工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試典型工作崗位包括：工業(yè)機(jī)器人及柔性自動(dòng)化生產(chǎn)線操作工、維修工、電氣工程師、編程調(diào)試工程師、自動(dòng)化生產(chǎn)線班組長(zhǎng)、車間主任或項(xiàng)目經(jīng)理。

課程培養(yǎng)目標(biāo) 以就業(yè)為導(dǎo)向確定課程培養(yǎng)目標(biāo)：學(xué)生以獨(dú)立或小組合作的形式，通過教師指導(dǎo)或借助各種資料，制定工業(yè)機(jī)器人的安裝和調(diào)試作業(yè)計(jì)劃，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成上述計(jì)劃、實(shí)施、檢查并進(jìn)行評(píng)價(jià)反饋。在實(shí)施計(jì)劃的過程中，使用工具、設(shè)備和材料等要符合勞動(dòng)安全和環(huán)境保護(hù)規(guī)定，對(duì)已完成的任務(wù)進(jìn)行記錄、存檔和評(píng)價(jià)反饋。

企業(yè)要求 通過調(diào)研，歸納出企業(yè)對(duì)工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)線安調(diào)和維修人員的要求是：要具有良好的職業(yè)態(tài)度；具備各種常用工具和專用工具使用技能；具備一定的電工知識(shí)，熟識(shí)常見的電氣線路圖；能夠掌握工業(yè)機(jī)器人行業(yè)前沿技術(shù)知識(shí)動(dòng)態(tài)；對(duì)設(shè)備具有保養(yǎng)、操作、維護(hù)能力；對(duì)專用維修檢測(cè)儀器的數(shù)據(jù)能夠分析，能夠運(yùn)用數(shù)據(jù)流分析判斷故障產(chǎn)生的原因，能夠制定相應(yīng)的維修計(jì)劃并實(shí)施，能夠向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)情況；具有一定的寫作能力與獲取信息的能力；具有團(tuán)結(jié)協(xié)作、組織協(xié)調(diào)能力和繼續(xù)學(xué)習(xí)能力；了解工業(yè)機(jī)器人及自動(dòng)化生產(chǎn)線整體和各模塊的工作原理，了解各個(gè)模塊間的通訊，能夠具備根據(jù)任務(wù)的簡(jiǎn)單變化修改相應(yīng)控制程序的能力。

崗位工作項(xiàng)目 企業(yè)調(diào)查顯示，工業(yè)機(jī)器人安裝和調(diào)試人員主要從事的工作包括新建生產(chǎn)線的安裝和調(diào)試、定期維護(hù)和保養(yǎng)、綜合故障診斷和維修、生產(chǎn)線功能的擴(kuò)展和研發(fā)、生產(chǎn)線質(zhì)量控制和檢驗(yàn)等。

（二）典型工作任務(wù)描述

在企業(yè)實(shí)地走訪調(diào)研基礎(chǔ)上，提煉“工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試”典型工作任務(wù)，如下頁(yè)表1所示。

（三）崗位能力分析

通過崗位分析，“工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試”課程應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生三方面的能力，即知識(shí)能力、社會(huì)能力和方法能力。

知識(shí)能力 了解工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的基本概念和基本理論；了解工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的組成及工作原理；學(xué)會(huì)商業(yè)談判、合同簽訂并根據(jù)技術(shù)要求設(shè)計(jì)工作計(jì)劃和行動(dòng)方案的方法；學(xué)會(huì)與工業(yè)機(jī)器人有關(guān)的英語；學(xué)會(huì)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，制定機(jī)械和電器元件的拆裝順序；掌握氣動(dòng)元件、傳感器、電動(dòng)元件、PLC裝置在工業(yè)機(jī)器人中的作用并繪制相應(yīng)的電路圖；掌握工業(yè)機(jī)器人的模塊化組裝、調(diào)試、控制與維護(hù)的基本方法；掌握工業(yè)機(jī)器人的編程語言，編寫較簡(jiǎn)單的調(diào)試程序；掌握工業(yè)機(jī)器人常見故障診斷和維護(hù)方法。

社會(huì)能力 養(yǎng)成積極思考問題、主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣；培養(yǎng)良好的團(tuán)隊(duì)合作精神，樂于助人；培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和規(guī)范、安全、環(huán)保、成本和質(zhì)量意識(shí)；養(yǎng)成勇于克服困難的精神，具有較強(qiáng)的忍耐力；養(yǎng)成及時(shí)完成階段性工作任務(wù)的習(xí)慣。

方法能力 能夠根據(jù)任務(wù)需要查閱相關(guān)資料、制定工作計(jì)劃的能力，解決實(shí)際問題的能力，獨(dú)立學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)的能力，評(píng)估總結(jié)工作結(jié)果的能力；能夠正確閱讀工業(yè)機(jī)器人部件裝配圖、零件圖和技術(shù)文件，進(jìn)行機(jī)械部件裝配；能夠正確閱讀工業(yè)機(jī)器人的電氣原理圖、電氣安裝圖，完成電氣裝配；能夠編寫適用于不同工作任務(wù)的工業(yè)機(jī)器人調(diào)試程序；能夠使用工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試常用的機(jī)械工具，電子工具和相關(guān)儀器儀表；能夠及時(shí)詳細(xì)地記錄工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試過程的工作日記、總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)以供日后使用；能夠檢測(cè)和處理工業(yè)機(jī)器人的各種常見故障，并作相應(yīng)檢查維修工作記錄；能夠在工作過程中使用相關(guān)專業(yè)英語進(jìn)行簡(jiǎn)單的交流。

（四）學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)情境是在典型工作任務(wù)基礎(chǔ)之上，由專任教師和企業(yè)專家共同開發(fā)設(shè)計(jì)用于教學(xué)的“情形”和“環(huán)境”，是對(duì)典型工作任務(wù)進(jìn)行教學(xué)化處理的結(jié)果。德萊弗斯（S E Dreyfus）等人研究發(fā)現(xiàn)：“人的職業(yè)成長(zhǎng)遵循從初學(xué)者到專家的邏輯發(fā)展規(guī)律，其發(fā)展過程分為初學(xué)者、高級(jí)初學(xué)者、有能力者、熟練者和專家五個(gè)階段”。職業(yè)教育教學(xué)的根本任務(wù)是通過一定科學(xué)合理的方法把初學(xué)者帶入更高級(jí)的階段。因此，對(duì)于教學(xué)情境的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮上述因素，以工作任務(wù)為導(dǎo)向，符合職業(yè)發(fā)展過程和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，突出職業(yè)能力訓(xùn)練，使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人安裝和調(diào)試的核心技能。通過前期企業(yè)調(diào)研，得到了企業(yè)工業(yè)機(jī)器人安裝和調(diào)試的典型工作任務(wù)，對(duì)典型工作任務(wù)進(jìn)行提煉后形成行動(dòng)領(lǐng)域從而構(gòu)建相應(yīng)的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。

臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)“工業(yè)機(jī)器人安裝和調(diào)試”課程之前已經(jīng)具備一定的機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓和氣動(dòng)技術(shù)、PLC編程以及常見電機(jī)及其控制方法的基礎(chǔ)，但是缺少對(duì)機(jī)器人的認(rèn)知。故在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)情境時(shí)以積木式機(jī)器人為載體，先安排16課時(shí)讓學(xué)生對(duì)原有知識(shí)進(jìn)行溫故知新，同時(shí)了解工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)定義，了解企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線改造的過程和方法，學(xué)習(xí)機(jī)器人安裝和調(diào)試的基本原理、手段和方法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探索新知識(shí)的熱情。然后，從關(guān)節(jié)（直角坐標(biāo)）兩種典型的工業(yè)機(jī)器人入手（應(yīng)用場(chǎng)合包括焊接、噴涂、搬運(yùn)、立體倉(cāng)庫(kù)等），作為進(jìn)階情境，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人基本的空間定位和目標(biāo)識(shí)別功能，學(xué)會(huì)根據(jù)任務(wù)需要設(shè)計(jì)末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的方法。最后，以關(guān)節(jié)機(jī)器人為核心的柔性生產(chǎn)線作為高級(jí)學(xué)習(xí)情境，該情境又細(xì)分為七個(gè)子任務(wù)，即供料單元安裝和調(diào)試、防護(hù)單元安裝和調(diào)試、輸送單元安裝和調(diào)試、加工單元安裝和調(diào)試、視覺單元安裝和調(diào)試、生產(chǎn)線的整體聯(lián)調(diào)以及故障診斷和維修維護(hù)。最終實(shí)現(xiàn)由一部工業(yè)機(jī)器人和其他部件構(gòu)成的柔性制造系統(tǒng)能同時(shí)監(jiān)管三臺(tái)加工中心的加工任務(wù)，并實(shí)施自動(dòng)上下料及相關(guān)的自動(dòng)化模式。

PLC與機(jī)器人控制器、加工中心的嵌入控制實(shí)現(xiàn)獨(dú)立總線控制，并運(yùn)用觸摸屏及相應(yīng)模塊實(shí)現(xiàn)顯示、控制、操作于一體的應(yīng)用。電氣控制與機(jī)器人操作分布在不同的區(qū)域，實(shí)現(xiàn)控制與操作分開。完成必要的設(shè)備改造和基礎(chǔ)設(shè)施修造工作。提供自動(dòng)化的零件料倉(cāng)和其他輔助機(jī)械手，直至加工中心區(qū)域?qū)崿F(xiàn)無人車間。

基于工作過程的學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了從初學(xué)者到專家的邏輯發(fā)展規(guī)律，具體學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)如圖2所示。

課程教學(xué)實(shí)施

“工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試”課程的實(shí)施遵循項(xiàng)目教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)，理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)一體，以及做中學(xué)原則。以工作過程為導(dǎo)向，以培養(yǎng)學(xué)生的技能和綜合職業(yè)素質(zhì)為核心。每個(gè)學(xué)習(xí)情境都按照“資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施、檢查、評(píng)估”六步法實(shí)施教學(xué)。在教學(xué)實(shí)施過程中，除了融入企業(yè)元素的學(xué)訓(xùn)一體化的工業(yè)機(jī)器人實(shí)踐性教學(xué)基地，滿足技能訓(xùn)練的要求外，還提供必要的資源，包括學(xué)生工作頁(yè)、學(xué)習(xí)指南、課程參考書、廠家提供的安裝和調(diào)試說明書和手冊(cè)以及常見故障診斷維護(hù)方法、多媒體教學(xué)資料等。其中，學(xué)生工作頁(yè)中融入任務(wù)單、資訊單、案例單、信息單、計(jì)劃單、決策單、實(shí)施單、檢查評(píng)價(jià)單和教學(xué)反饋單等欄目。以工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝調(diào)教學(xué)為例加以說明，其實(shí)施過程如表2所示。

在整個(gè)實(shí)施過程中，我們遇到并成功解決了三個(gè)問題：（1）設(shè)備數(shù)量難以滿足教學(xué)需求的問題。由于工業(yè)機(jī)器人及其柔性生產(chǎn)線價(jià)格昂貴，因此，能夠提供給學(xué)生實(shí)訓(xùn)的設(shè)備數(shù)量相當(dāng)有限，這就需要解決僧多粥少的局面。通過合理安排實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生分組輪換等手段解決。如學(xué)生在進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人電氣系統(tǒng)的安裝和調(diào)試項(xiàng)目時(shí)，可將該項(xiàng)目分為電氣元件的識(shí)別、電源模塊的安裝和調(diào)試、驅(qū)動(dòng)模塊的安裝和調(diào)試、控制模塊的安裝和調(diào)試，將學(xué)生分組后在這四個(gè)子任務(wù)中輪換。另外，可通過購(gòu)買其他類型的機(jī)器人輔助教學(xué)設(shè)備分擔(dān)壓力。（2）設(shè)備保修和教學(xué)實(shí)施的問題。在實(shí)施工業(yè)機(jī)器人及柔性生產(chǎn)線故障診斷和維修維護(hù)任務(wù)時(shí)，為了使學(xué)生深入理解掌握維護(hù)維修的方法，必須全面了解工業(yè)機(jī)器人及配套設(shè)備的結(jié)構(gòu)，包括外部可見的和內(nèi)部不可見部分，如內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、減速系統(tǒng)等構(gòu)造。受工業(yè)機(jī)器人廠家的保養(yǎng)準(zhǔn)則限制以及笨重的零部件給檢測(cè)造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于內(nèi)部結(jié)構(gòu)往往以圖片講解為主，學(xué)生無法獲得直觀的體驗(yàn)。可從二手市場(chǎng)采購(gòu)形同或相似型號(hào)的工業(yè)機(jī)器人給學(xué)生拆裝，幫助其了解工業(yè)機(jī)器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和維護(hù)相關(guān)知識(shí)。或者引入工業(yè)機(jī)器人模擬軟件構(gòu)建虛擬的工作環(huán)境輔助教學(xué)。（3）社會(huì)評(píng)價(jià)無法貫穿學(xué)期教學(xué)過程的問題。本課程不是傳授單一技能，而是在學(xué)完了各相關(guān)專業(yè)課的基礎(chǔ)上，用工業(yè)機(jī)器人安裝與調(diào)試這個(gè)載體，將其進(jìn)行綜合。所以，評(píng)價(jià)體系應(yīng)該圍繞各相關(guān)專業(yè)知識(shí)和技能的綜合運(yùn)用水平，使學(xué)生明確感受到對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的掌握和成就感。教學(xué)評(píng)價(jià)采取多種方式，包括自我評(píng)價(jià)、學(xué)生評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)和社會(huì)評(píng)價(jià)，同時(shí)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的評(píng)價(jià)表，以更好地反饋教學(xué)信息，指導(dǎo)教學(xué)質(zhì)量不斷改進(jìn)。在以上四種評(píng)價(jià)中，當(dāng)屬社會(huì)評(píng)價(jià)比較難以實(shí)施，兼職教師授課的時(shí)間有限，無法自始至終貫穿整個(gè)學(xué)期的教學(xué)過程。我們通過遠(yuǎn)程視頻聯(lián)接的方法，讓兼職教師參與指導(dǎo)學(xué)生的工作過程，參與學(xué)生成果的評(píng)價(jià)。學(xué)生亦可由視頻系統(tǒng)向兼職教師提問，隨時(shí)進(jìn)行交流。

以工業(yè)關(guān)節(jié)機(jī)器人為核心的柔性生產(chǎn)線的安裝和調(diào)試課程在高職院校中開設(shè)和實(shí)施為數(shù)不多，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)甚少。我們立足臺(tái)州，服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)，通過前期大量企業(yè)實(shí)地走訪調(diào)研、與企業(yè)實(shí)踐專家和課程開發(fā)專家一起制定了切實(shí)可行符合高職院校學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的課程標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)了基于工作過程、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)情境，并在課程實(shí)施過程中靈活調(diào)整，及時(shí)更新、補(bǔ)充、修改教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)課程的動(dòng)態(tài)反饋，完成課程內(nèi)容的閉環(huán)控制。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生取得了多項(xiàng)實(shí)質(zhì)性成果。

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第5篇

 

關(guān)鍵詞：CDIO；工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)；教學(xué)改革；

 

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operate），以工程項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、個(gè)人的學(xué)術(shù)知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)解決問題等能力。它是麻省理工學(xué)院(MIT)和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)從2000年開始經(jīng)過四年研究創(chuàng)立的教育理念。CDIO工程教育模式近年來逐漸在職業(yè)教育中被廣泛運(yùn)用[1-2]。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)是近幾年在職業(yè)教育院校中新興的專業(yè)，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累。為了更好的實(shí)現(xiàn)“面向工程應(yīng)用”的教學(xué)目標(biāo)，借鑒成功的教學(xué)方法是一種有效途徑。

高等職業(yè)教育中的教學(xué)改革

高等職業(yè)教育作為高等教育體系中的一種類型，肩負(fù)著培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線需要的高素質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用型和職業(yè)技能型高等專業(yè)人才的使命[3]。參照《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》中的指導(dǎo)思想，高職教育改革以服務(wù)發(fā)展為宗旨，以促進(jìn)就業(yè)為導(dǎo)向，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)和技術(shù)技能人才成長(zhǎng)成才需要，完善產(chǎn)教融合、協(xié)同育人機(jī)制，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)體系。教學(xué)體系要緊貼崗位實(shí)際工作過程，不斷更新課程內(nèi)容，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。依據(jù)職業(yè)教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)，培養(yǎng)學(xué)生個(gè)體的多樣性，深化多種模式的課程改革，創(chuàng)新教學(xué)方式方法[4]。

《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》是一門機(jī)電一體化、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，應(yīng)用性很強(qiáng)。由于《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》是一門新的課程，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累。因此，本課程需要在企業(yè)調(diào)研的基礎(chǔ)上，參照有效的CDIO教學(xué)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)、引進(jìn)企業(yè)的機(jī)器人應(yīng)用工業(yè)案例。既要兼顧理論教學(xué)又要突出實(shí)踐應(yīng)用。高職學(xué)生特點(diǎn)則是實(shí)踐操作興趣濃厚，理論學(xué)習(xí)相對(duì)薄弱。鑒于諸多因素，在課程設(shè)計(jì)上就要兼顧理論學(xué)習(xí)與實(shí)際操作。因此在這門課程教學(xué)設(shè)計(jì)基本思路是把知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)融入到每個(gè)具體的工作任務(wù)中，以CDIO的模式展開，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐結(jié)合，以學(xué)生關(guān)注的點(diǎn)為基礎(chǔ)，在傳授知識(shí)過程中注重工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的自學(xué)能力與分析問題解決問題的能力。具體做法是：

1.             任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)

課程教學(xué)過程中把知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)融入到每個(gè)具體的工作任務(wù)中，每個(gè)任務(wù)按照“任務(wù)導(dǎo)入—任務(wù)分析—相關(guān)知識(shí)—任務(wù)實(shí)施”來具體展開。任務(wù)的選擇強(qiáng)調(diào)源于生活和工程實(shí)際，注重內(nèi)容的典型性、實(shí)用性，理論知識(shí)的選擇上以“適合、夠用”為原則使教學(xué)內(nèi)容直觀、具體、形象，易于接受，有利于樹立學(xué)生獨(dú)立解決問題的自信心。

例如在講到工業(yè)機(jī)器人的手臂結(jié)構(gòu)的時(shí)候，本單元的重點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)是要理解工業(yè)機(jī)器人組成以及零件的相互關(guān)系。對(duì)于學(xué)生來說一些基本的零件結(jié)構(gòu)是他們熟悉的，但伺服電機(jī)和齒輪減速器是完全陌生的。所以在授課時(shí)我們以認(rèn)識(shí)機(jī)器人的零件組成作為問題的出發(fā)點(diǎn)，以工業(yè)應(yīng)用中的小案例、用三維軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)展示為方法展開教學(xué)，這樣很容易被學(xué)生接受。

2.         情境式教學(xué)

本課程改變了傳統(tǒng)的將理論與實(shí)訓(xùn)分開的教學(xué)模式，在教學(xué)中設(shè)計(jì)了6個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)情境都以相應(yīng)的工業(yè)案例為主線，配合Solidwoks、SimaticVS、EpsonRC等仿真軟件的使用，按照“資訊決策計(jì)劃實(shí)施檢查評(píng)價(jià)”的流程授課，使學(xué)員能夠在“學(xué)中做、玩中學(xué)”，可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和問題解決能力。這里以工業(yè)機(jī)器人的視覺為例。

任務(wù)：怎么樣讓工業(yè)機(jī)器人智能化程度更高。

任務(wù)分析：?jiǎn)栴}1：工業(yè)機(jī)器人怎么發(fā)現(xiàn)零件的位置？問題2：怎么精準(zhǔn)的抓取這些零件？

要想解決上述問題，就需要了解工業(yè)機(jī)器人視覺工作原理。這樣就引發(fā)了學(xué)生對(duì)視覺的組成、作用以及視覺系統(tǒng)各部分的工作原理等相關(guān)基本知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。

在教學(xué)過程中，理解工業(yè)機(jī)器人視覺的工作原理后，對(duì)工業(yè)機(jī)器人視覺的作用進(jìn)行分析，此時(shí)會(huì)用到工業(yè)案例法，并對(duì)此案例經(jīng)行反復(fù)研究，最后再利用視覺仿真軟件SimaticVS構(gòu)建視覺系統(tǒng)，在電腦上仿真，驗(yàn)證搭建的系統(tǒng)是否符合技術(shù)要求。

3.         小班互動(dòng)式教學(xué)

以項(xiàng)目為導(dǎo)向任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式勢(shì)必要求課堂人數(shù)要小班制才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。本課程全部采用不超過24人的小班制教學(xué)，全程在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，主要以“邊講邊練”并根據(jù)授課內(nèi)容靈活以“先講后練”和“先練后講”等方式增加課堂師生互動(dòng)。

4.         承擔(dān)項(xiàng)目的能力訓(xùn)練

除了課堂教學(xué)外，我們還以學(xué)期項(xiàng)目的形式，讓學(xué)生在學(xué)期最初的時(shí)候就可以結(jié)合所學(xué)課程的知識(shí)內(nèi)容，自主選題開展學(xué)期項(xiàng)目。三五個(gè)同學(xué)為一組可以自主選擇指導(dǎo)老師。整個(gè)過程從資料收集，題目申報(bào)，項(xiàng)目實(shí)施，項(xiàng)目匯報(bào)等讓學(xué)生充分參與和主導(dǎo)整個(gè)項(xiàng)目，擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面和工程認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生對(duì)工程項(xiàng)目的整個(gè)流程的認(rèn)知。通過團(tuán)隊(duì)形式完成整個(gè)項(xiàng)目也有利于合作精神的培養(yǎng)。

課程評(píng)估

（1) 考核和評(píng)價(jià)：

以能力為主的評(píng)價(jià)機(jī)制，課程考核方式采用過程性評(píng)價(jià)與目標(biāo)性評(píng)價(jià)相結(jié)合；理論與實(shí)踐相結(jié)合；技能與作業(yè)態(tài)度相結(jié)合；采用筆試、操作相結(jié)合；學(xué)生之間自評(píng)、互評(píng)相結(jié)合。考核學(xué)生能力，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生。學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)。理論教學(xué)采取期末閉卷考試的辦法。平時(shí)成績(jī)占60％（含實(shí)訓(xùn)），期末成績(jī)占40％。

（2) 教師的教學(xué)技能：

教師通過深入企業(yè)走訪和承擔(dān)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的企業(yè)培訓(xùn)等途徑，了解最近機(jī)器人及企業(yè)的需求，引進(jìn)企業(yè)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例，促使教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的目的。以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和良好習(xí)慣為線索，把自學(xué)能力作為邏輯思維能力、計(jì)算能力、空間想象能力、分析與解決問題能力等一切能力的基礎(chǔ)能力貫穿教學(xué)的全過程。特點(diǎn)是有效地廢除了注入式、滿堂灌的教學(xué)方法,滿足不同層次學(xué)生的求知欲望。課前布置自學(xué)題目，組織好學(xué)生的自學(xué)及小組討論——上課組織學(xué)生發(fā)言討論——老師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)——進(jìn)行全課總結(jié)，布置下章節(jié)自學(xué)題目。

課程質(zhì)量監(jiān)控體系

我院設(shè)立了專門的教學(xué)監(jiān)管體系（學(xué)校+企業(yè)），督導(dǎo)組會(huì)不定期地進(jìn)行課堂教學(xué)的抽查與監(jiān)管。作為平臺(tái)課程實(shí)行了教考分離制度，促進(jìn)學(xué)生能力的提高。更重要的是經(jīng)過項(xiàng)目化訓(xùn)練的畢業(yè)生，在工作崗位上表現(xiàn)出色普遍受到企業(yè)的好評(píng)，這是對(duì)我們課程質(zhì)量好壞最客觀的評(píng)價(jià)。

通過教學(xué)實(shí)踐，CDIO教學(xué)模式在《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程已初見成效，主要體現(xiàn)在學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中表現(xiàn)出了很高積極性，在學(xué)期項(xiàng)目實(shí)施中取得了技能的提升，具有一定的項(xiàng)目策劃、組織、實(shí)施、協(xié)調(diào)的能力。我院學(xué)生多次參加各類競(jìng)賽并獲得獎(jiǎng)項(xiàng)，在2015年蘇南全球創(chuàng)客大賽中表現(xiàn)突出。

依據(jù)十三五規(guī)劃高職建設(shè)指導(dǎo)思路，進(jìn)行平臺(tái)基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革。以高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)目標(biāo)，確立“以技能為核心，在學(xué)中做，在做中學(xué)，學(xué)練合一”的教學(xué)模式，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，逐步建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人的基本理論、分析機(jī)器人應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用案例的基本方法和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的初步技能，形成“教、學(xué)、做”一體化的具有高職特色的課程。持續(xù)與企業(yè)緊密合作，緊隨企業(yè)技術(shù)的需求更新案例項(xiàng)目。

結(jié)束語

CDIO教學(xué)模式應(yīng)用在《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程中，是學(xué)院借鑒新加坡南洋理工工程化、模塊化的成功案例，利用CDIO教育模式對(duì)《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)》新的課程教學(xué)進(jìn)行改革，是高等職業(yè)教育的課程改革的一部分。通過CDIO教學(xué)模式的應(yīng)用，等到了老師與學(xué)生的高度認(rèn)可。

參考文獻(xiàn)：

[1]      顧佩華,包能勝.等CDIO在中國(guó)高等工程教育研究:2012.03:34-40

[2]      史勤剛.馬俊成.基于CDIO的模擬電路教學(xué)改革的探討,現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2016(1):165-166

[3]      孫海泉,徐兵,邱白麗.蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院項(xiàng)目制教學(xué)改革的探索與實(shí)踐,中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育,2011(32):66-70

[4]      徐兵.學(xué)期項(xiàng)目運(yùn)行模式的構(gòu)建實(shí)踐,高等工程教育研究,2014(2):122-125

丁慎平，講師，研究方向：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，郵箱：dspa@qq.com

第6篇

摘 要：本文介紹了理實(shí)一體化課程弧焊機(jī)器人操作與編程精品教材的開發(fā)與建設(shè)過程。教材開發(fā)與課程開發(fā)密不可分，教材與課程的開發(fā)都應(yīng)基于企業(yè)崗位的需求與人才培養(yǎng)目標(biāo)。精品教材的打造更是修訂與使用多次循環(huán)的結(jié)果。

關(guān)鍵詞 ：理實(shí)一體化課程 弧焊機(jī)器人操作與編程 精品教材 課程開發(fā) 立體化資源

課 題：北京市職業(yè)院校教師素質(zhì)提高工程·優(yōu)秀青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目資助。

一、開發(fā)理實(shí)一體化課程弧焊機(jī)器人操作與編程教材的必要性

大型焊接結(jié)構(gòu)及新型結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用對(duì)焊接技術(shù)提出了很高的要求，反過來也促進(jìn)了焊接技術(shù)與焊接工藝的發(fā)展，促進(jìn)了焊接生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。弧焊機(jī)器人、點(diǎn)焊機(jī)器人、自動(dòng)焊接生產(chǎn)線在我國(guó)制造業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。雖然，國(guó)內(nèi)關(guān)于機(jī)器人方面的專著、教材已經(jīng)有很多，但普遍是偏向理論與研究，不能滿足實(shí)際操作與應(yīng)用的需要，更沒有適合高職層次的以弧焊機(jī)器人操作與編程為主的教材。目前企業(yè)的弧焊機(jī)器人操作與編程人員的培養(yǎng)只能依靠各種機(jī)器人生產(chǎn)廠家的培訓(xùn)或產(chǎn)品使用手冊(cè)，缺乏相關(guān)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)與理論指導(dǎo)，因此，開發(fā)以操作為主，兼顧基本理論的高職弧焊機(jī)器人操作方面的教材是十分必要的。

二、教材開發(fā)方法與過程

該教材的開發(fā)以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為基礎(chǔ)，以職業(yè)能力為本位；以企業(yè)需求為基本依據(jù)，以就業(yè)為導(dǎo)向；適應(yīng)企業(yè)技術(shù)發(fā)展，體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性和前瞻性。

1.進(jìn)行企業(yè)調(diào)研明確設(shè)置課程的必要性

在進(jìn)行課程開發(fā)之前，我們針對(duì)北京在制造業(yè)中的焊接技術(shù)應(yīng)用情況進(jìn)行了企業(yè)調(diào)研，如航天一院211廠、航天二院699廠、航天二院283廠、北京中麗制機(jī)工程有限公司、北京地鐵車輛廠、北京重型電機(jī)廠等。通過對(duì)企業(yè)專家工人訪談，提取典型工作任務(wù)，分析崗位職業(yè)能力，按照人才培養(yǎng)目標(biāo)、就業(yè)崗位要求，在課程體系中設(shè)置了旨在培養(yǎng)技能應(yīng)用、職業(yè)素質(zhì)及社會(huì)、方法能力的核心課程，如焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)、焊接方法與設(shè)備、弧焊機(jī)器人操作與編程等。

該課程的設(shè)置主要圍繞自動(dòng)焊接中弧焊機(jī)器人的基本操作與編程內(nèi)容。通過該課程學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用，如搬運(yùn)、碼垛及弧焊機(jī)器人的自動(dòng)焊接技術(shù)和焊接工藝知識(shí)和配套設(shè)備的使用能力。同時(shí)通過焊接工藝與自動(dòng)化技術(shù)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備理論基礎(chǔ)的應(yīng)用能力，奠定可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。

2.根據(jù)課程目標(biāo)確定教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)項(xiàng)目

依據(jù)焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)對(duì)焊接機(jī)器人操作與編程高端技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)要求，課程內(nèi)容主要包含工業(yè)機(jī)器人的基本概念、分類及應(yīng)用，弧焊機(jī)器人的基本操作與編程等。為實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化教學(xué)，教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要基于工作過程。該課程共包含六個(gè)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目包含1～2個(gè)工作任務(wù)，項(xiàng)目?jī)?nèi)容編排按照學(xué)習(xí)目標(biāo)，知識(shí)準(zhǔn)備、任務(wù)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)、學(xué)后感言及思考與練習(xí)。實(shí)現(xiàn)以源于企業(yè)的真實(shí)工作任務(wù)為載體，以學(xué)生為主體，通過“教學(xué)訓(xùn)做評(píng)”一體化教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生機(jī)器人操作與編程的能力；滿足現(xiàn)代制造企業(yè)機(jī)器人相關(guān)工作崗位對(duì)高端技能型人才的專業(yè)技術(shù)能力、職業(yè)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求。

3.立體化教學(xué)資源的開發(fā)與建設(shè)

為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，與該教材配套開發(fā)了多種立體化教學(xué)資源。如設(shè)備圖片，實(shí)時(shí)錄像及二、三維動(dòng)畫，仿真軟件及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境等。仿真訓(xùn)練還可以提高設(shè)備安全性，使用離線編程軟件，進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真操作，如機(jī)器人選型、機(jī)器人操作、機(jī)器人編程及典型焊接接頭的焊接仿真訓(xùn)練，使學(xué)生在虛擬環(huán)境下完成機(jī)器人操作的基本訓(xùn)練，以便在實(shí)際環(huán)境實(shí)訓(xùn)時(shí)提高設(shè)備的安全性。以網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)之便，將課程資料如課程標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料、電子教案、多媒體課件、習(xí)題、自我檢測(cè)及課程問卷等全部上網(wǎng)，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)。

三、教材特色

教材的編寫貫徹先進(jìn)的教學(xué)理念，以技能訓(xùn)練為主線，相關(guān)知識(shí)為支撐，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的操作能力。教材特色與創(chuàng)新體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

一是構(gòu)建基于工作過程的教材體系結(jié)構(gòu)，以學(xué)生為中心，實(shí)現(xiàn)理實(shí)一體化教學(xué)。該教材打破了傳統(tǒng)教材的章節(jié)體系結(jié)構(gòu)，采用了更加適合于職業(yè)技能型人才培養(yǎng)的基于工作過程的項(xiàng)目和任務(wù)的內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)。將學(xué)習(xí)任務(wù)及要求在“工作任務(wù)書”中進(jìn)行描述；將完成任務(wù)必需的理論知識(shí)和操作方法在每一任務(wù)的“知識(shí)準(zhǔn)備”中進(jìn)行陳述；將教學(xué)組織和實(shí)施方法在“任務(wù)實(shí)施”中進(jìn)行建議；將每一項(xiàng)目的教學(xué)效果在“教學(xué)評(píng)價(jià)”和“學(xué)后感言”中進(jìn)行總結(jié)和反思；將新技術(shù)、新知識(shí)在“知識(shí)拓展”中進(jìn)行介紹。這樣的教材體系結(jié)構(gòu)便于實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心，進(jìn)行理實(shí)一體化教學(xué)，學(xué)生邊學(xué)邊練，通過學(xué)習(xí)可以掌握機(jī)器人弧焊崗位所要求的操作技能。

二是符合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程標(biāo)準(zhǔn)，以真實(shí)工作任務(wù)為載體，循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)理論知識(shí)、掌握專業(yè)技能、培養(yǎng)職業(yè)素質(zhì)，滿足企業(yè)對(duì)高端技術(shù)技能型人才的崗位需求。該教材經(jīng)歷了從講義校本教材教材出版的積累和完善過程，以編者多年的企業(yè)經(jīng)歷及對(duì)機(jī)器人焊接崗位人才要求的調(diào)研，以企業(yè)實(shí)際案例為基礎(chǔ)，依據(jù)該專業(yè)對(duì)弧焊機(jī)器人應(yīng)用方面高端技術(shù)技能型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，廣泛征求了企業(yè)專家和同類學(xué)校教師的意見，以企業(yè)應(yīng)用廣泛、銷量世界排名第一的ABB機(jī)器人為例，介紹其基本操作與編程方法，以達(dá)到觸類旁通的目的，在實(shí)際操作中學(xué)會(huì)工業(yè)機(jī)器人的基本理論。

從認(rèn)識(shí)工業(yè)機(jī)器人、手動(dòng)操縱機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人編程、典型接頭焊接與編程、工業(yè)機(jī)器人的離線編程等方面，由淺到深、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由局部到全部，使學(xué)生按照認(rèn)知規(guī)律，理解工業(yè)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握機(jī)器人操縱與編程的方法。項(xiàng)目?jī)?nèi)容涵蓋了工業(yè)機(jī)器人及弧焊應(yīng)用的主要內(nèi)容，每個(gè)任務(wù)在相關(guān)的理論知識(shí)陳述之后，安排學(xué)生動(dòng)手操縱機(jī)器人，并使學(xué)生在掌握理論、提高技能的同時(shí)逐步建立規(guī)范的工作意識(shí)。

三是填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高職層次弧焊機(jī)器人操作類教材的空白，提升了焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的應(yīng)用層次。該教材的出版填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高職層次弧焊機(jī)器人操作教材的空白。學(xué)生通過學(xué)習(xí)可以掌握先進(jìn)的機(jī)器人焊接技術(shù)，從而提升了畢業(yè)生的應(yīng)用層次。

四是與企業(yè)技術(shù)人員共同開發(fā)，使教材的內(nèi)容與使用更符合企業(yè)的崗位要求。

四、教材使用效果

作為專業(yè)核心課程教材，在學(xué)校2006級(jí)焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生作為講義使用；根據(jù)使用情況經(jīng)過修訂編寫出校本教材在2007級(jí)和2008級(jí)學(xué)生中使用；經(jīng)過再修訂于2011年4月正式出版，出版教材已作為學(xué)校2009級(jí)以后學(xué)生的教學(xué)用書。該教材在2013年經(jīng)過遴選被評(píng)為北京市高等教育精品教材。

使用該教材進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生在“做中學(xué)，學(xué)中做”， 將教、學(xué)、訓(xùn)、做、評(píng)融于項(xiàng)目之中，達(dá)到理論與實(shí)踐一體化，課堂與實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)一體化，任務(wù)內(nèi)容和工作內(nèi)容一體化。學(xué)生經(jīng)過學(xué)習(xí)，能夠熟練掌握弧焊機(jī)器人的操作與編程方法，將學(xué)生培養(yǎng)成走出校門就能滿足企業(yè)對(duì)弧焊機(jī)器人操作與編程人員的崗位需求。通過使用該教材進(jìn)行教學(xué)，學(xué)校焊接技術(shù)及自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)生已在首都航天機(jī)械廠、北京中麗制機(jī)工程有限公司、北京地鐵車輛有限公司等企業(yè)從事機(jī)器人焊接崗位工作，為北京制造業(yè)輸送了掌握先進(jìn)機(jī)器人焊接技術(shù)的高端技能型人才。

第7篇

［關(guān)鍵詞］課程體系建設(shè)；職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)；智能焊接技術(shù)

隨著“中國(guó)制造2025”的持續(xù)深入推進(jìn)，以軌道交通、工程機(jī)械為典型代表的焊接制造行業(yè)機(jī)器人焊接比重不斷提升，進(jìn)而對(duì)智能焊接專業(yè)人才需求大大增加，因此，探索如何培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型智能焊接人才非常必要。目前，我國(guó)已形成涵蓋大專、本科、研究生等多層次的焊接高等教育體系，如何確立高職智能焊接人才培養(yǎng)規(guī)格、課程體系結(jié)構(gòu)，課程教學(xué)內(nèi)容如何與職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)相融合，使該類型的人才培養(yǎng)滿足智能焊接制造的需求，支撐行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，其意義重大[1]。本文以智能焊接技術(shù)專業(yè)為載體，探索了職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的路徑，形成了職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接專業(yè)課程體系建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和方法。通過職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入專業(yè)課程體系的重構(gòu)和人才培養(yǎng)方案的修訂，探索人才培養(yǎng)的新模式。同時(shí)通過對(duì)智能焊接專業(yè)技術(shù)崗位（群）工作任務(wù)及職業(yè)能力分析，科學(xué)確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)規(guī)格，創(chuàng)新職業(yè)院校課程標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的課程建設(shè)理念，綜合優(yōu)化專業(yè)的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)學(xué)歷教育與技能等級(jí)教育的深度融合。研究結(jié)果為其他專業(yè)（群）課程體系建設(shè)和課程及教材的開發(fā)提供借鑒。

一、建設(shè)目標(biāo)

通過對(duì)專業(yè)崗位（群）典型工作任務(wù)及職業(yè)能力的分析，明確智能焊接技術(shù)專業(yè)必備的專業(yè)知識(shí)和核心技能，理清職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入課程內(nèi)容的途徑和方法，開展智能焊接技術(shù)專業(yè)對(duì)接職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)的課程體系建設(shè)與實(shí)踐，探索職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的路徑，形成職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接專業(yè)課程體系建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和方法；同時(shí)以GB/150等國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)和ISO15609、EN287、ISO9606、ASME等與焊接領(lǐng)域相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)等為突破口，重構(gòu)課程體系基礎(chǔ)技能模塊，理清軌道交通、工程機(jī)械等焊接制造行業(yè)的智能焊接從業(yè)人員應(yīng)具備的知識(shí)、能力和素質(zhì)，逐步把機(jī)器人焊接相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732等融入機(jī)器人焊接高端模塊，形成以崗位為主導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)為主線的“一高兩基”課程體系和核心課程建設(shè)思路。創(chuàng)新職業(yè)院校課程標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的課程建設(shè)理念，總結(jié)課程體系建設(shè)的內(nèi)在規(guī)律及建設(shè)方法、途徑和實(shí)施策略，形成可復(fù)制、可推廣的課程體系建設(shè)模式，為其他專業(yè)（群）課程體系建設(shè)與課程開發(fā)提供借鑒和參考。

二、建設(shè)思路

通過對(duì)包括軌道交通、工程機(jī)械在內(nèi)的焊接制造行業(yè)的調(diào)研，解決專業(yè)定位問題；按照GB/T29824（工業(yè)機(jī)器人用戶編程指令）、GB/T19867.4（激光焊接工藝規(guī)程）、CWA1.5（弧焊機(jī)器人從業(yè)人員資格認(rèn)證規(guī)范）、ISO10218（機(jī)器人與機(jī)器人裝置）、ISO14732（金屬材料機(jī)械化和自動(dòng)化焊接操作工技能評(píng)定）、ISO15609（國(guó)際焊接工藝規(guī)程及評(píng)定）、ISO9606（國(guó)際焊工資格認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)）等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求，解決典型工作崗位及其能力要求的問題。基于機(jī)器人弧焊操作員、機(jī)器人激光焊接操作員等新崗位的人才需求，按照手工焊接技術(shù)—焊接工藝技術(shù)—機(jī)器人焊接技術(shù)的技術(shù)升級(jí)路徑，借鑒工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)理論，協(xié)同典型企業(yè)（中車集團(tuán)、迪森〈常州〉鍋爐有限公司等），重構(gòu)“智能焊接高端技術(shù)技能課程模塊（一高）、焊接操作基礎(chǔ)技能課程模塊、焊接工藝基礎(chǔ)技能課程模塊（兩基）”的“一高兩基”課程體系。具體為：根據(jù)《焊工國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)》、TSGZ6002《特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則》、EN287（國(guó)際焊工資格考試）標(biāo)準(zhǔn)要求，把以持證項(xiàng)目為教學(xué)內(nèi)容的技能類課程作為專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)技能課程模塊）[2]，根據(jù)ISO15609等標(biāo)準(zhǔn)要求，將焊接工藝編制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理作為專業(yè)課程體系的工藝結(jié)構(gòu)（焊接工藝基礎(chǔ)技能課程模塊），根據(jù)GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732標(biāo)準(zhǔn)要求，以機(jī)器人焊接操作、編程、工藝以及質(zhì)量檢驗(yàn)作為課程體系的高端結(jié)構(gòu)（智能焊接高端技術(shù)技能課程模塊）。校企共同制訂課程標(biāo)準(zhǔn)，重組課程教學(xué)內(nèi)容，重整課程項(xiàng)目，解決教學(xué)內(nèi)容更新以對(duì)接產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)人才需求升級(jí)的問題。根據(jù)國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)資格要求，將符合軌道交通、工程機(jī)械等焊接制造的焊工持證項(xiàng)目作為課程主體內(nèi)容，以焊接方法為主線，由易到難排序教學(xué)內(nèi)容，解決技能類課程建設(shè)問題；按照軌道交通、工程機(jī)械等焊接制造標(biāo)準(zhǔn)、工藝流程，設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生工藝評(píng)定、工藝編制、質(zhì)量檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理能力的教學(xué)項(xiàng)目，解決技術(shù)類課程開發(fā)問題。校企行合作，按照TSGZ6002、CWA1.5、ISO14732的要求，建設(shè)集特種設(shè)備焊工培訓(xùn)考核，機(jī)器人弧焊操作員培訓(xùn)考核，國(guó)際焊工培訓(xùn)考核以及技術(shù)服務(wù)于一體的智能焊接實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，產(chǎn)教深度融合，時(shí)刻保持教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)需求對(duì)接，解決專業(yè)教育與行業(yè)需求一致性問題。

三、建設(shè)路徑與方法

1.對(duì)相關(guān)專業(yè)課程體系建設(shè)及焊接專業(yè)對(duì)接職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)的課程體系建設(shè)等方面進(jìn)行回顧和梳理，分析本研究所需的理論支撐以及在本研究中的具體運(yùn)用[3]，在此基礎(chǔ)上明確本研究的研究?jī)?nèi)容、思路和方法。2.從智能焊接專業(yè)人才需求現(xiàn)狀和專業(yè)（群）的人才培養(yǎng)現(xiàn)狀分析，開展廣泛的職業(yè)崗位調(diào)研，進(jìn)行崗位（群）工作任務(wù)及職業(yè)能力分析，梳理本專業(yè)的職業(yè)崗位能力，明確智能焊接專業(yè)人才必備的專業(yè)知識(shí)和核心技能，將本專業(yè)的職業(yè)技能面向培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)規(guī)格等專業(yè)人才培養(yǎng)關(guān)鍵要素，結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)職業(yè)人才的具體崗位需求，進(jìn)行綜合梳理和科學(xué)定位，以高技術(shù)技能人才的育訓(xùn)并重新理念，將職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)貫通，綜合優(yōu)化專業(yè)的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)學(xué)歷教育與技能等級(jí)教育的深度融合。3.從智能焊接專業(yè)課程體系建設(shè)實(shí)際出發(fā)，理清職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入課程內(nèi)容的路徑和方法，探索職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的途徑和實(shí)施策略，開展課程體系與教學(xué)內(nèi)容建設(shè)。以《焊工國(guó)家職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)》為基礎(chǔ)，將ISO9606、EN287等國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)融入，培養(yǎng)手工焊接技能扎實(shí)的學(xué)生，并結(jié)合“1+X”技能等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)器人焊接相關(guān)行業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行專業(yè)課程體系建設(shè)、課程開發(fā)和教材建設(shè)，培養(yǎng)能進(jìn)行機(jī)器人焊接操作、能進(jìn)行機(jī)器人焊接編程、能制訂機(jī)器人焊接工藝以及能進(jìn)行機(jī)器人焊接質(zhì)量檢驗(yàn)的“四能”智能焊接人才，使人才培養(yǎng)更具有職業(yè)特征，更能做到與產(chǎn)業(yè)需求相一致。4.基于實(shí)證研究的結(jié)果，通過智能焊接技術(shù)專業(yè)對(duì)接職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)的課程體系建設(shè)與實(shí)踐，探索職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的路徑，總結(jié)課程體系建設(shè)的內(nèi)在規(guī)律及建設(shè)方法、途徑和實(shí)施策略，形成可復(fù)制、可推廣的經(jīng)驗(yàn)，為其他專業(yè)（群）課程體系建設(shè)和實(shí)際應(yīng)用提供借鑒。

四、建設(shè)成效

1.創(chuàng)新了職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入課程體系的途徑和方法，構(gòu)建了“一高兩基”專業(yè)課程體系。根據(jù)TSGZ6002、EN287標(biāo)準(zhǔn)要求，把以持證項(xiàng)目為教學(xué)內(nèi)容的傳統(tǒng)手工技能類課程作為專業(yè)課程體系的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)技能課程模塊），根據(jù)ISO15609等標(biāo)準(zhǔn)要求，以焊接工藝編制、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理作為專業(yè)課程體系的工藝結(jié)構(gòu)（焊接工藝基礎(chǔ)技能課程模塊），根據(jù)GB/T19867.4、CWA1.5、ISO14732標(biāo)準(zhǔn)要求，以機(jī)器人焊接操作、編程、工藝以及質(zhì)量檢驗(yàn)作為課程體系的高端結(jié)構(gòu)（智能焊接高端技術(shù)技能課程模塊），構(gòu)建“一高兩基”的專業(yè)課程體系，滿足焊接制造崗位對(duì)從業(yè)者手工焊接能力、機(jī)器人焊接能力以及焊接工藝制訂能力的需求。（見文末圖2）2.創(chuàng)新了以標(biāo)準(zhǔn)為主線的課程開發(fā)模式，建設(shè)優(yōu)質(zhì)“項(xiàng)目化”課程和教材。以軌道交通、工程機(jī)械等焊接制造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求為主線，根據(jù)焊接方法的分類特征，按照持證項(xiàng)目技能等級(jí)，從簡(jiǎn)單的平焊到復(fù)雜的全位置焊，再到機(jī)器人編程及焊接遞進(jìn)，開發(fā)技能類課程；根據(jù)技術(shù)類崗位能力需求，以典型生產(chǎn)案例為載體，設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目，并把能力要求分擔(dān)到多門課程中，開發(fā)技術(shù)類課程，校企合作建設(shè)教學(xué)做一體化教材。3.創(chuàng)新職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)模式，打造“多位一體”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。省產(chǎn)教深度融合智能焊接實(shí)訓(xùn)平臺(tái)包含省人社廳認(rèn)定的焊工高級(jí)技師統(tǒng)一鑒定機(jī)構(gòu)、省市場(chǎng)監(jiān)督管理局認(rèn)定的特種設(shè)備焊工考試中心，與中國(guó)焊接協(xié)會(huì)共建的全國(guó)機(jī)器人焊接培訓(xùn)基地，與德國(guó)手工業(yè)協(xié)會(huì)共建的中德國(guó)際焊接技術(shù)培訓(xùn)考試中心。作為第三方培訓(xùn)與鑒定機(jī)構(gòu)，為企業(yè)進(jìn)行焊工培訓(xùn)及考核，同時(shí)利用平臺(tái)資源集聚優(yōu)勢(shì)，更有利于校企合作，提高教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解與應(yīng)用，為教學(xué)內(nèi)容的持續(xù)更新提供條件。

五、結(jié)語

智能焊接技術(shù)專業(yè)經(jīng)過幾年的改革探索與實(shí)踐，形成了職業(yè)（行業(yè)）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接專業(yè)課程體系建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和方法，探索了職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的路徑。創(chuàng)新了職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)融入課程體系的途徑和方法，構(gòu)建了“一高兩基”專業(yè)課程體系，滿足了焊接制造崗位對(duì)從業(yè)者手工焊接能力、機(jī)器人焊接能力以及焊接工藝編制能力的需求；創(chuàng)新了以標(biāo)準(zhǔn)為主線的課程開發(fā)模式，建設(shè)了一批優(yōu)質(zhì)“項(xiàng)目化”課程和教材；創(chuàng)新了職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合的實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)模式，打造了“多位一體”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。同時(shí)通過對(duì)智能焊接專業(yè)技術(shù)崗位（群）工作任務(wù)及職業(yè)能力分析，科學(xué)確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和人才培養(yǎng)規(guī)格，創(chuàng)新了職業(yè)院校課程標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)接的課程建設(shè)理念，總結(jié)了課程體系建設(shè)的內(nèi)在規(guī)律及建設(shè)方法、途徑和實(shí)施策略，形成了可復(fù)制、可應(yīng)用、可推廣的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)教學(xué)中采用行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)法與任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法相結(jié)合組織教學(xué)，體現(xiàn)“以學(xué)生為主”“理實(shí)一體”“學(xué)中做、做中學(xué)”的理念，使學(xué)生獲得與企業(yè)相似工作崗位要求相一致的職業(yè)能力，教學(xué)質(zhì)量顯著提升，培養(yǎng)的人才深受用人單位的好評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］胡秋.基于一體化教學(xué)過程技工院校焊接專業(yè)課程體系建設(shè)的研究［J］.現(xiàn)代職業(yè)教育，2020（6）：128-129.

［2］姜澤東，史維琴，陳保國(guó).特種設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)融入焊接專業(yè)課程建設(shè)的探索與實(shí)踐［J］.科技信息，2013（15）.

第8篇

[關(guān)鍵詞]工程訓(xùn)練中心 實(shí)踐教學(xué)改革 創(chuàng)新

為全面貫徹我國(guó)高等教育中對(duì)在校大學(xué)生的素質(zhì)教育，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，太原理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心從2001年6月份開始，秉承“求實(shí)創(chuàng)新、服務(wù)地方”的辦學(xué)宗旨，充分發(fā)揮、利用以及整合百年老校的教學(xué)資源，堅(jiān)持常規(guī)的金工實(shí)習(xí)和電子工藝實(shí)習(xí)向現(xiàn)代化工程實(shí)踐教學(xué)方向轉(zhuǎn)化、由操作技能實(shí)訓(xùn)向局域網(wǎng)下的技術(shù)集成方向轉(zhuǎn)化、由操作技能實(shí)訓(xùn)向技能與管理相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)化、由操作技能實(shí)訓(xùn)向技能與創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合的方向轉(zhuǎn)化以及工程訓(xùn)練的教學(xué)過程與面向市場(chǎng)的教學(xué)產(chǎn)品相結(jié)合、與相應(yīng)學(xué)科的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地相結(jié)合，工程訓(xùn)練中心的教育教學(xué)改革實(shí)現(xiàn)完整的育人功能，堅(jiān)持以人為本、育人至上、艱苦奮斗、勤儉辦學(xué)、注重過程、追求實(shí)效的建設(shè)理念，堅(jiān)持走自我改造、自我完善的內(nèi)涵式發(fā)展道路，將以前單純從事金工教學(xué)的的實(shí)習(xí)工廠，改造成了門類齊全、結(jié)構(gòu)合理、全國(guó)可比、具有地方特色的綜合性的國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。

一、中心實(shí)踐教學(xué)改革方法與手段

中心經(jīng)過幾年的實(shí)踐與建設(shè)，目前已具有濃厚文化氛圍的優(yōu)良實(shí)習(xí)環(huán)境，具有涵蓋基礎(chǔ)訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練和創(chuàng)新訓(xùn)練的完善的教學(xué)體系，建立了以學(xué)生為中心的服務(wù)、開放型的管理體制，以及初具規(guī)模的“八五七”教學(xué)體系，即滿足學(xué)生實(shí)訓(xùn)的八個(gè)基礎(chǔ)教學(xué)車間、五條教學(xué)示范生產(chǎn)線和七個(gè)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地，充分發(fā)揮了工程訓(xùn)練中心這個(gè)實(shí)踐教學(xué)的有益平臺(tái)。

（一）深化教學(xué)理念改革

中心首先從教學(xué)內(nèi)涵上進(jìn)行改革，由原來單純的金工實(shí)習(xí)變成了綜合性的工程實(shí)訓(xùn)。在每個(gè)工種的實(shí)訓(xùn)中，通過多媒體教學(xué)手段，介紹大工程背景，講解典型課件，演示試件范例，不僅使學(xué)生掌握本工種的加工背景、加工工藝應(yīng)用范圍，還要了解本工種與其他工種的關(guān)系。以大工程意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐綜合能力的培養(yǎng)為主線，注重培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)和非技術(shù)素質(zhì)。

（二）深化教學(xué)體系改革

緊緊圍繞學(xué)生實(shí)訓(xùn)的目標(biāo)，對(duì)中心的實(shí)訓(xùn)體系進(jìn)行改革，可使得學(xué)生在校學(xué)習(xí)的四年中，一直有機(jī)會(huì)在工程訓(xùn)練中心進(jìn)行實(shí)踐鍛煉。大一學(xué)生工業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)、大二學(xué)生工程實(shí)踐實(shí)訓(xùn)、大三學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐實(shí)訓(xùn)、大四學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)工程設(shè)計(jì)。同時(shí)，為充分發(fā)揮和利用工程訓(xùn)練中心這個(gè)硬件平臺(tái)，開設(shè)了三門實(shí)踐創(chuàng)新選修課，舉辦五條教學(xué)示范生產(chǎn)線的專題講座，播放講解相應(yīng)的社會(huì)化大企業(yè)的現(xiàn)代化生產(chǎn)線教學(xué)片為學(xué)生參考學(xué)習(xí)。

（三）實(shí)踐教學(xué)手段改革

調(diào)動(dòng)一切積極因素，通過自制教具、自制產(chǎn)品模具來激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。各個(gè)工種充分發(fā)揮和利用多媒體教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（四）實(shí)踐教學(xué)產(chǎn)品的改革

在實(shí)踐教學(xué)過程中，使學(xué)生的實(shí)訓(xùn)產(chǎn)品盡可能與社會(huì)化的產(chǎn)品相結(jié)合。培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)量意識(shí)、責(zé)任意識(shí)、成本經(jīng)濟(jì)意識(shí)和安全意識(shí)等。

（五）改進(jìn)實(shí)訓(xùn)文化氛圍

中心通過創(chuàng)辦《工訓(xùn)簡(jiǎn)報(bào)》、中心網(wǎng)站等方式，使參加實(shí)訓(xùn)的學(xué)生切身感受到工程實(shí)訓(xùn)的文化氣息無處不在，隨時(shí)隨地接收工程知識(shí)的熏陶。《工訓(xùn)簡(jiǎn)報(bào)》用于通報(bào)中心工作重點(diǎn)，展示實(shí)踐教學(xué)成果，總結(jié)實(shí)踐教學(xué)新經(jīng)驗(yàn)，為師生開辟學(xué)習(xí)交流園地；中心創(chuàng)辦的網(wǎng)站，在每個(gè)教學(xué)車間配備的觸摸屏和投影儀上可以直觀地學(xué)習(xí)和了解中心創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)的最新內(nèi)容和最新成果以及發(fā)展動(dòng)向，使更多學(xué)生多渠道了解中心的創(chuàng)新實(shí)踐內(nèi)容，自由選擇和加入創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)之中，達(dá)到提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和整體綜合素質(zhì)、提升辦學(xué)質(zhì)量的目的。

（六）校校聯(lián)合，校企聯(lián)合，共建學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐基地

中心分別與北京大學(xué)、北京博創(chuàng)科技有限公司以及中國(guó)教學(xué)儀器總公司聯(lián)合成立了ROFISH和ROBOT以及機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作三個(gè)智能控制和慧魚實(shí)訓(xùn)基地，這三個(gè)實(shí)踐基地以提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力為宗旨，實(shí)行全天候開放，隨時(shí)接待學(xué)生來訪，并積極開展各項(xiàng)機(jī)器人知識(shí)培訓(xùn)、進(jìn)行機(jī)器人制作指導(dǎo)和機(jī)器人相關(guān)項(xiàng)目的研發(fā)。在全校范圍選拔優(yōu)秀學(xué)生組成機(jī)器人團(tuán)隊(duì)，參加國(guó)際國(guó)內(nèi)的大學(xué)生競(jìng)賽活動(dòng)，在競(jìng)賽中檢驗(yàn)和促進(jìn)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手和研發(fā)能力。

（七）走出去請(qǐng)進(jìn)來，挖潛力練內(nèi)功

在中心教職員工中立標(biāo)兵、樹形象，在各個(gè)工種選拔技術(shù)能手、首席指導(dǎo)師傅，在工作中給與大力支持，在生活上給與相應(yīng)補(bǔ)助，同時(shí)在全校范圍內(nèi)招聘已退休的老教授組成中心的實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)督導(dǎo)組，對(duì)中心的實(shí)踐教學(xué)全過程進(jìn)行督導(dǎo)和指導(dǎo)，確保實(shí)踐教學(xué)各項(xiàng)指標(biāo)的貫徹和落實(shí)。與國(guó)內(nèi)先進(jìn)院校互派骨干交流學(xué)習(xí)，中心陸續(xù)接待了來自日本橫濱大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、西安電子科技大學(xué)、中國(guó)石油大學(xué)、湖南大學(xué)、華北電力大學(xué)、華南理工大學(xué)等國(guó)內(nèi)外幾十所院校的專家學(xué)者來我中心做客交流。中心也派出人員多次在省和華北地區(qū)的有關(guān)工程訓(xùn)練中心的會(huì)議上做典型發(fā)言進(jìn)行交流。同時(shí)，中心積極發(fā)揮人員和設(shè)備潛力，向其他高校開放運(yùn)行，近幾年共接待了來自省內(nèi)的太原科技大學(xué)、太原大學(xué)、晉中學(xué)院等6所院校近兩千余人次的學(xué)生來中心進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，在省內(nèi)外起到了示范輻射作用。

二、中心實(shí)踐教學(xué)改革取得的成果

中心上下積極參與實(shí)踐教學(xué)改革，成果豐碩。近幾年，中心獲得了教育部教學(xué)成果二等獎(jiǎng)一項(xiàng)、中心教師在各種刊物34篇、出版實(shí)踐教學(xué)教材兩部、獲得各種教學(xué)產(chǎn)品和教具專利五項(xiàng)，特別是參與創(chuàng)新實(shí)踐制作的師生近幾年來制作的各類機(jī)器人參加了國(guó)際國(guó)內(nèi)的機(jī)器人大賽獲得冠軍十項(xiàng)、亞軍四項(xiàng)的優(yōu)異成績(jī)，工程訓(xùn)練中心機(jī)器人團(tuán)隊(duì)并獲得了山西省五四青年獎(jiǎng)狀。

三、中心實(shí)踐教學(xué)改革中遇到的問題和工作體會(huì)

1.評(píng)為國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心后，壓力加大，工作量加大，投入產(chǎn)出不成比例。

教育部加大了對(duì)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的要求和檢查力度，每年都要對(duì)中心工作進(jìn)行年度總結(jié)報(bào)告，并且每年都需要中心參加多次國(guó)家級(jí)聯(lián)席會(huì)議和交流會(huì)議，每次會(huì)議都需要總結(jié)發(fā)言，并且在會(huì)后領(lǐng)回來多重任務(wù)。其中教育部給與中心的投入數(shù)額有限，省里的配套資金難以落實(shí)到位，許多實(shí)踐教學(xué)改革的成果大打折扣。

2.教育部的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)與所在學(xué)校的政策脫節(jié)，教師積極性難以保證。

教育部對(duì)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的檢查內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、內(nèi)容的改革，編寫教材、開設(shè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量、教學(xué)儀器設(shè)備的改造和設(shè)計(jì)制作等，上述這些檢查的項(xiàng)目并未列入學(xué)校對(duì)教師的考核標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，得不到工作量的計(jì)算。這些工作量大繁瑣，不是靠突擊可以完成的，必須堅(jiān)持長(zhǎng)期教學(xué)工作的積累，也不是個(gè)別人能夠完成的，要由全體參加實(shí)訓(xùn)教學(xué)的指導(dǎo)教師們集體努力。所以必須有政策支持和支撐，否則難以維持國(guó)家級(jí)示范中心的健康有序發(fā)展。

四、結(jié)束語

第9篇

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；實(shí)踐教學(xué)；創(chuàng)新能力；實(shí)踐能力

中圖分類號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2013）05-0151-02

1引言

創(chuàng)新是人類社會(huì)發(fā)展的強(qiáng)大推動(dòng)力，實(shí)踐是創(chuàng)新的源泉，工程實(shí)踐是創(chuàng)新的基礎(chǔ)，沒有工程實(shí)踐能力就談不上創(chuàng)新能力。因此，探索創(chuàng)新教學(xué)改革的新思路、新方法，滿足在創(chuàng)新理論、創(chuàng)新教育方面的急需，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力，已經(jīng)對(duì)目前教學(xué)體系改革提出了更高的要求。在高校教育教學(xué)改革過程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、實(shí)踐動(dòng)手能力等綜合素質(zhì)，已經(jīng)成為當(dāng)前教學(xué)改革的核心目標(biāo)。我校工程訓(xùn)練中心（簡(jiǎn)稱工訓(xùn)中心）從2007年開始，針對(duì)專業(yè)特點(diǎn)和高素質(zhì)人才培養(yǎng)要求，在全校各個(gè)專業(yè)中不同程度地引入了機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。本文以我校工訓(xùn)中心機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)為研究平臺(tái)，為學(xué)生提供機(jī)器人創(chuàng)新套件為實(shí)踐手段，從根本上提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，全方位適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求。

2機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介

2.1課程目的與任務(wù)

機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)是一門新的課程，它是以機(jī)器人為硬件開發(fā)平臺(tái)，通過硬件擴(kuò)展和軟件開發(fā)而展開的教和學(xué)的活動(dòng)。在機(jī)器人開發(fā)學(xué)習(xí)過程中，存在著軟件編程、硬件擴(kuò)展和維護(hù)、人機(jī)關(guān)系等若干需要處理的任務(wù)，學(xué)生只有掌握其硬件結(jié)構(gòu)、工作原理和軟件編程，才能提高它的應(yīng)用能力。加強(qiáng)機(jī)器人教育教學(xué)內(nèi)容是提高機(jī)器人應(yīng)用水平的需要，也有助于為機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐創(chuàng)建良好的環(huán)境，避免重模仿輕創(chuàng)新，避免強(qiáng)調(diào)固有知識(shí)的學(xué)習(xí)而忽視了學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。該實(shí)踐課程時(shí)間歷時(shí)4天，28學(xué)時(shí)，邊做邊學(xué)，學(xué)生將動(dòng)手實(shí)施一系列由淺入深的項(xiàng)目或比賽。該課程以團(tuán)隊(duì)形式運(yùn)行，每小組2個(gè)學(xué)生，同時(shí)分成幾個(gè)大組。每小組擁有一套課程平臺(tái)包括機(jī)器人，創(chuàng)新模塊和電腦等。課程的目的：（1）系統(tǒng)訓(xùn)練創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力；（2）讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)工科基礎(chǔ)知識(shí)。

2.2教學(xué)內(nèi)容及過程

機(jī)器人技術(shù)是一門綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，它涉及機(jī)械、數(shù)學(xué)、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、通信和人工智能等學(xué)科，是光機(jī)電為一體的典型應(yīng)用。機(jī)器人教學(xué)沒有統(tǒng)一的教材和固定的教學(xué)模式，其教學(xué)過程也是一個(gè)綜合實(shí)踐的過程。學(xué)校在工程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中增加了機(jī)器人知識(shí)內(nèi)容的講解和實(shí)踐，以興趣小組的組織形式加以提高和鞏固，使學(xué)生的學(xué)習(xí)能適應(yīng)未來信息發(fā)展的要求，也為原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式增添了新的活力。機(jī)器人極具人性化，它的智慧和功能靠學(xué)生的程序設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)。通過項(xiàng)目制作過程中遇到的問題來設(shè)計(jì)真實(shí)和富有挑戰(zhàn)性的問題來引導(dǎo)學(xué)生思考、探究。學(xué)生在動(dòng)手組裝、擴(kuò)展和編程控制機(jī)器人的過程中獲取有用的知識(shí)，能夠很好地發(fā)揮學(xué)生的動(dòng)手能力、協(xié)作能力和自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)過程中由于器材及場(chǎng)地的局限性，通常需要學(xué)生統(tǒng)籌安排、就地取材、精心設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)體會(huì)和構(gòu)思新創(chuàng)意，極大地挖掘想象空間與創(chuàng)造力，追求設(shè)計(jì)方案的科學(xué)完美。機(jī)器人學(xué)習(xí)其實(shí)就是探究性學(xué)習(xí)，每一次上課學(xué)生們都會(huì)完成自己和教師共同討論和設(shè)計(jì)的目標(biāo)，根據(jù)這一目標(biāo)由學(xué)生自己進(jìn)行創(chuàng)新性探究。創(chuàng)造源于最初的突發(fā)奇想，學(xué)生必須做出不斷的嘗試，不斷的調(diào)試與改善，大膽地投入新的元素，注重每一個(gè)細(xì)節(jié)，將機(jī)器人調(diào)節(jié)至最佳狀態(tài)。

2.3教學(xué)模式

要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力，就應(yīng)該建立與之相適應(yīng)的課堂教學(xué)模式。在機(jī)器人教學(xué)過程中，我們運(yùn)用新的教學(xué)方法、采用新的教學(xué)模式、應(yīng)用新的教學(xué)手段來進(jìn)行機(jī)器人課堂教學(xué)，促進(jìn)了教學(xué)思想、教學(xué)過程、結(jié)構(gòu)模式的根本變革，讓課堂充滿了生機(jī)和活力。經(jīng)過幾年的深入實(shí)踐教學(xué)研究，探索出能充分體現(xiàn)師生互動(dòng)思想的教學(xué)模式：創(chuàng)設(shè)情境歸納猜測(cè)交流驗(yàn)證總結(jié)深化。

（1）創(chuàng)設(shè)情境。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)手段，創(chuàng)設(shè)特定的情境，這特定的情境可以是問題情境，比如先給大家放一段機(jī)器人滅火的錄像，讓大家思考機(jī)器人是如何避開障礙物找到火源的，提出啟發(fā)性的問題；也可以是有利于學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容理解的虛擬情境。為了提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，教師最好將創(chuàng)新性目標(biāo)體現(xiàn)在創(chuàng)設(shè)情境中，使學(xué)生明確需要探究目標(biāo)的前提下，認(rèn)真觀察思考獲取感性認(rèn)識(shí)，然后提出問題。

（2）歸納猜測(cè)。首先，針對(duì)提出的問題提出假設(shè)；其次，搜集關(guān)于支持假設(shè)的資料，然后進(jìn)行整理和歸納；第三，獨(dú)立或合作進(jìn)行探究；第四，形成自己或小組的認(rèn)識(shí)或結(jié)論。教師在整個(gè)歸納猜測(cè)過程中，要為學(xué)生的探究活動(dòng)提供工具和相應(yīng)的幫助，運(yùn)用先進(jìn)的教育手段，為學(xué)生提供豐富的信息。

（3）交流驗(yàn)證。各個(gè)小組派出代表口頭匯報(bào)并作對(duì)應(yīng)的演示自己小組的創(chuàng)新作品，匯報(bào)包括作品的名稱、作用、創(chuàng)新點(diǎn)以及制作作品過程中遇到哪些問題是如何解決的等等；然后進(jìn)行小組或班級(jí)交流討論，交流方式可以是口頭的，也可以通過操作演示。交流驗(yàn)證過程中，要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極發(fā)表自己的見解，提出質(zhì)疑、爭(zhēng)辯，最后得出問題的結(jié)論。

（4）總結(jié)深化。首先對(duì)所探究的問題進(jìn)行小結(jié)；其次，積累經(jīng)驗(yàn)，為以后解決新的問題打下良好的基礎(chǔ)。心理學(xué)研究證明：人的綜合素質(zhì)要想內(nèi)化到個(gè)體素質(zhì)中，需要經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練。教師在總結(jié)深化階段要幫助學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行梳理，使學(xué)生能夠達(dá)到較深刻的理解。教師應(yīng)該根據(jù)每個(gè)學(xué)生的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)水平設(shè)計(jì)不同的課題，這樣可以改變不同學(xué)習(xí)水平的學(xué)生要求整齊劃一的弊端，不僅提高各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，而且會(huì)讓每位學(xué)生都具有成就感。

3能力培養(yǎng)目標(biāo)

3.1培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究創(chuàng)新能力

學(xué)生在熟悉機(jī)器人硬件后，就可以通過設(shè)計(jì)、搭建、軟件編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)控制了，整個(gè)過程由學(xué)生小組成員獨(dú)立完成，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)就由被動(dòng)轉(zhuǎn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，從而提高了獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。學(xué)生可以自主選擇知識(shí)，結(jié)合理論知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐操作。學(xué)生經(jīng)過分析研究，可以運(yùn)用多種不同的方式去設(shè)計(jì)外形各異的機(jī)器人，通過不同的算法去編程，很好地發(fā)揮個(gè)人潛能，培養(yǎng)了學(xué)生的策劃設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和綜合創(chuàng)新能力，為創(chuàng)新教育打下了良好的基礎(chǔ)。此外，在機(jī)器人套件搭建創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)中，從擬定需搭建項(xiàng)目、外形的設(shè)計(jì)、選擇需要的器材、開始搭建模型到編制驅(qū)動(dòng)程序，都是學(xué)生獨(dú)立實(shí)施并完成，更加有助于培養(yǎng)他們獨(dú)立開展科研創(chuàng)新的能力。

3.2培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

機(jī)器人搭建項(xiàng)目小組依靠相互協(xié)作與積極配合來完成創(chuàng)新作品項(xiàng)目，同學(xué)間互相交流和學(xué)習(xí)，有利于集思廣益，激發(fā)靈感，開闊思路，鍛煉學(xué)生個(gè)人的團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作能力。

3.3培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)作品和軟件編程能力

通過教師在上課時(shí)適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，學(xué)生能夠設(shè)計(jì)出任何可以想到的機(jī)電產(chǎn)品或模型，通過親自動(dòng)手搭建以及軟件驅(qū)動(dòng)模型，達(dá)到提高學(xué)生分析問題和解決問題能力的目的。

3.4培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力

當(dāng)前高校畢業(yè)的大學(xué)生普遍缺乏工程實(shí)踐動(dòng)手能力。由于存在教育理念、辦學(xué)方向、培養(yǎng)模式等一些因素的影響，現(xiàn)在學(xué)生側(cè)重于理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，而忽視實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，造成高校畢業(yè)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)等達(dá)不到用人單位的標(biāo)準(zhǔn)。通過機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)以及機(jī)器人比賽等項(xiàng)目的鍛煉，學(xué)生能夠從純理論的學(xué)習(xí)過渡到理論聯(lián)系實(shí)際，從而提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

4機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)成果

近年來，我校工訓(xùn)中心推行教學(xué)改革，創(chuàng)立了開放性的機(jī)器人自主學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系，為學(xué)生營(yíng)造了自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)的良好氛圍，取得了可喜的成績(jī)。2009年1月在創(chuàng)新訓(xùn)練課程的建設(shè)與實(shí)踐獲得“內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)教學(xué)成果”二等獎(jiǎng)；2008年獲得第九屆“中國(guó)智能機(jī)器人大賽”一項(xiàng)一等獎(jiǎng)、兩項(xiàng)二等獎(jiǎng)；2009年第十屆“中國(guó)智能機(jī)器人大賽”中獲得一項(xiàng)一等獎(jiǎng)、一項(xiàng)二等獎(jiǎng)；2010年在第十一屆“中國(guó)智能機(jī)器人大賽”中，我校學(xué)生在足球、滅火、搜救、游世博、吸塵五項(xiàng)比賽中獲得五項(xiàng)一等獎(jiǎng)；2011年在中國(guó)機(jī)器人大賽暨robocup公開賽robocup中型組項(xiàng)目比賽中分別獲得一、二、三等的好成績(jī)；同年11月在第十二屆“中國(guó)智能機(jī)器人大賽”中國(guó)際賽制機(jī)器人滅火比賽、國(guó)際賽制類人機(jī)器人擂臺(tái)賽等八項(xiàng)比賽中獲得數(shù)個(gè)一、二、三等獎(jiǎng)的好成績(jī)；2012年中國(guó)機(jī)器人大賽robocup公開賽中獲得一、二、三等獎(jiǎng)；連續(xù)三年參加2010、2011年、2012年亞太大學(xué)生機(jī)器人大賽，獲得了不錯(cuò)的成績(jī)。通過比賽獲獎(jiǎng)，學(xué)生們樹立了自信心，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)，學(xué)會(huì)了團(tuán)結(jié)協(xié)作，對(duì)于交流合作的重要意義有了較深入的理解，為他們未來工作奠定了基礎(chǔ)。從機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室走出去的很多學(xué)生綜合能力得到了很好的提升，有的學(xué)生得到了保送研究生的資格，有的在參加比賽時(shí)就被企業(yè)看中，比賽完簽約的學(xué)生也有很多，找到了自己人生的目標(biāo)和定位。

5結(jié)束語

機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)課程通過講座、實(shí)踐、討論、參加全國(guó)性的比賽等實(shí)踐活動(dòng)，系統(tǒng)地訓(xùn)練了學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力；使學(xué)生對(duì)如何完成一個(gè)項(xiàng)目有了全面而具體的了解；實(shí)現(xiàn)了工科新生一開始就接觸工程知識(shí)、真實(shí)的工程問題，學(xué)生初步了解了工程師應(yīng)具有的素質(zhì)-知識(shí)-能力；有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和專業(yè)興趣，對(duì)學(xué)生盡早制定職業(yè)規(guī)劃和促成學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)起到了積極的推動(dòng)作用。

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