工业机器人轨迹工作站安装与调试的教学设计_曹卓.pdf

58 集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月Applications创新应用“缺而又缺”。职业教育迫切需要与时俱进，依靠教学改革提升教育质量，不断提升职业教育的育人水平，为全面建设社会主义现代化国家提供有力人才和技能支撑。职业教育应该从学生抓起，从课堂抓起。本文案例源自企业真实案例，依据学情和课程标准做了教学化处理，为加工制造类课堂教学改革提供了一个典型范例。2 工业机器人轨迹工作站的安装与调试项目项目介绍。机电设备维护与保养等岗位需求，参照地区人才岗位需求年度统计数据，在机电一体化实训课程中设置了工业机器人轨迹工作站的安装与调试这一项目。此项目来源于汽车生产线中喷涂和焊接两个工序中典型的工作任务，结合职业能力要求，根据学校现有教学设备，进行教学化处理。教学目标。本项目的教学目标如图1所示。学情分析。本项目的授课对象为机电技术应用专业三年级学生，学生有一定的专业基础和动手能力，对工业机器人技术和新兴的人工智能很感兴趣，手机和计算机操作非常熟练，对工作岗位有一定认识，学习的动力较强；但是存在编程思维缺乏条理、学习持续力欠佳等问题，因此他们学技能容易练技能难，操作电脑容易但是编程难，使用手机0 引言每年的全国职业院校教师教学能力大赛是全国职业院校教师教学能力的竞技场，受到全国职业院校教师的高度关注。教学能力大赛作为传统职业技能大赛的一个重要组成部分，不仅可以锤炼教师的教学技能，提高院校课堂教学效果，而且更能发挥正向引导作用，落实立德树人根本任务，助力“三教”改革，推动教育评价创新，提升职业教育的育人质量，值得深入研究。1 研究背景在新一轮科技革命和产业变革中，人工智能、物联网、大数据等技术的深度应用，对劳动者素质提出更高要求。从统计数据来看，我国有1.13万所职业学校、3 088万在校生，已建成世界规模最大的职业教育体系。从行业分布来看，在现代制造业、战略性新兴产业和现代服务业等领域，一线新增从业人员70%以上来自职业院校。职业院校毕业生成为我国产业大军的主要来源，成为支撑中小企业聚集发展、区域产业转型升级和城镇化发展的主力军。但是，当前我国制造业人才队伍在总量和结构上都难以适应制造业高质量发展的要求，高素质人才占比明显偏低，以工业机器人高技能人才为代表的、既懂制造技术又懂信息技术的复合型人才更是作者简介：曹卓，大连电子学校，高级讲师，研究生；研究方向：工业机器人技术。收稿日期：2022-04-18；修回日期：2022-12-28。摘要：阐述工业机器人轨迹工作站安装与调试的技能大赛典型案例，包括案例背景、案例介绍、案例效果、案例分析，通过引进企业的真实案例，实现了岗位再现。关键词：工业机器人，轨迹工作站，技能大赛。中图分类号：TP242-4 文章编号：1674-2583(2023)01-0058-03DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.01.021文献引用格式：曹卓.工业机器人轨迹工作站安装与调试的教学设计J.集成电路应用,2023,40(01):58-60.工业机器人轨迹工作站安装与调试的教学设计曹卓（大连电子学校，辽宁 116023）Abstract This paper describes the typical cases of the skill contest for the installation and debugging of industrial robot track workstation,including the case background,case introduction,case effect,case analysis,and through the introduction of real cases from enterprises,the post reappearance is realized.Index Terms industrial robot,track workstation,skill contest.Design of Teaching Installation and Commissioning of Industrial Robot Track WorkstationCAO Zhuo(Dalian Electronic School,Liaoning 116023,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月 59容易但是用手机学习较难。多元化教学设计。教学团队以“立德树人”的教育思想，创设企业情境，引入企业实际案例，在理想信念、思维方法、职业素养以及情感态度方面有目标，有措施地将多元化教育贯穿于项目始终，如图2所示为本项目的课程多元化实施框图。教学策略。在项目的实施过程中，团队始终贯彻“以学生为中心”的指导思想，针对学情，采用“以赛导学、以仿助学、以评督学”等手段和方法，将整个项目划分为“三阶段五任务”。（1）以赛导学。结合全国职业技能大赛工业机器人赛项的考核标准，通过基本操作+仿真+实操的过程，采用组间竞赛等形式，达到“熟操作精工艺”的目的。（2）以仿助学。合理使用信息化手段辅助教学，采用Robot studio模拟仿真实训解决实际操作前的方案验证、设备操作流程训练、规范操作、节能安全的目的。Flash 动画和超星智慧平台帮助教师突破重难点、设置问题、科学验收，同时提供丰富的信息化资源。（3）以评督学。实训教学的学生教学质量评价直接影响学生技能学习的质量，采取“课前咨询评价课中即时评价课后分析评价”的三段式评价的方式，实现教学过程的全闭环。教学实施步骤如图3所示。3 案例分析案例优势。（1）开展项目化教学，以学生为主体、任务驱动为基础。课程的设计过程中以教师为指导，学生为主体充分发挥学生学习的自主性，通过任务驱动引导学生主动发现问题，分析问题与解决问题，主动构建良好的认识结构。培养学生动脑图1 教学目标的设计图2 课程的多元化实施框图60 集成电路应用 第 40 卷 第 1 期（总第 352 期）2023 年 1 月Applications创新应用动手能力、团队协作能力，培养学生的科学思维，提高学生的创新能力，学生学会自主学习具有一定的创新意识。（2）信息化教学提高课堂教学效果。授课过程中充分应用信息化手段，借助希沃授课助手直观快捷呈现，借助各类先进学习平台实时发布学习任务，及时检验学习效果。（3）多元化评价机制。实现多元化评价机制，学生互评、教师点评、连线专家点评和网络平台实时评价相结合，将学习评价贯穿始终，课前、课中、课后实时评价，网络平台实时更新评价数据。存在问题。（1）在项目教学中，由于教学条件限制，无法完全对接企业真实工作环境，以及无法进行真实产品的加工。（2）学生技能学习质量评价中，重点考虑学生的知识和技能的质量，有待于对学生职业素养也进 行量化考核。4 案例实施效果引进企业的真实案例，实现了岗位再现。工业机器人轨迹工作站的安装与调试这项目，源于汽车生产中喷涂和焊接两个工序中的典型的工作任务，由此可见，项目的设置，充分考虑了企业的岗位能力的因素，通过项目实施，使学生提前进入岗位角色，缩短了学生的岗位适应的周期。实现课堂教学核心的转变，激发了学生的内动力。在教学实施过程中，通过课前平台推送学习任务以及微课、动画、教学视频以及问题考核等内容，让学生自主学习，自主探究。同时，教师对学生学习中出现的问题，发放锦囊，引导学生学习，极大地激发了学生学习的内动力，主动探究。课上交流式学习，改变了传统的灌输式的学习模式，使学生成为课堂的核心。改进教学设备，保存了无形的轨迹。项目配套的实训设备只提供了简单的图样，无法量化学生的学习结果。改进了工业机器人的工具和承载台的实训套件，使工具尖端在刮画纸上行走绘制轨迹，直观看到学生画出的轨迹，使评价标准可视可测。尝试全新的教学评价，实现了教学过程的全闭环。通过课前的咨询评价、课中的即时评价、课后的分析评价，实现了全新的评价模式，其中咨询评价实现了因材施教的方法，使教师有针对性地开展教学，遵循了维果茨基的“最近发展区”的理论，提高了教学的实效性；即时评价实现了过程评价，采集了学生的真实学习数据；分析评价是通过数据分析，科学地判断学生的综合能力，以及存在的问题，为教师的教学改进提供依据，有效地实现教学过程的闭环。5 结语（1）对于机器人的应用，直接对接企业是学生走向社会的必经之路，因此，通过地区职业联盟，引企入校，特别是引进企业的产品加工，使学生在学校就可以进行岗位能力的训练。（2）职业素养是岗位能力的不可或缺的素质之一。因此，在学生技能评价中，提取职业素养的评价点，引入评价体系中，使学生的质量评价涵盖基础、技能和职业素养三方面，实现学生的综合评价。（3）在教学中，融入工业机器人操作与运维1+X证书考核标准，规范项目、任务内容及评价标准，改造学科教学体系，形成新的教学标准。参考文献1 姜大源.职业教育要义M.北京：北京师范大学出版社,2017.2 顾明远.教育大辞典M.上海：上海教育出版社，1998.3 邓泽民.职业教育教学设计M.北京：中国铁道出版社，2016.4 徐迪炜.工业机器人工作站可视化平台的设计与实现D.湖北：华中科技大学,2020.5 陈美宏.工业机器人工作站作业仿真及离线编程研究D.江苏：南京林业大学,2010.6 鲍清岩,毛海燕,湛年远,刘足堂,邢军华,肖琴琴,周游,梁桂华,郝建辉,郑伟鹏,吕文杰,傅可坚.工业机器人仿真应用M.重庆大学出版社,2018.图3 教学实施步骤