工業(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)課程改革研究

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摘要：基于OBE教育理念，以《工業(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)》為對象進(jìn)行課程改革研究。從學(xué)生的學(xué)習(xí)成果出發(fā)反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行教學(xué)方式、考核評價(jià)的改革。實(shí)踐表明，以學(xué)生為中心的教育理念能有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)應(yīng)用型技能人才。

關(guān)鍵詞：OBE；工業(yè)機(jī)器人；機(jī)械維護(hù)；教學(xué)改革

引言

統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)：2020年1-5月我國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量為72619套，同比增長6.7%，銷售額增速明顯快于全球市場。有關(guān)資料顯示2019年，我國機(jī)器人市場大概需要7.13萬高職機(jī)器人專業(yè)應(yīng)用型人才，而高職院校培養(yǎng)的機(jī)器人及其相關(guān)專業(yè)的畢業(yè)生才5.23萬人，供求關(guān)系矛盾并沒有得到初步解決。巨大的機(jī)器人市場對應(yīng)的是工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用型人才的緊缺?！爸袊圃?025”以后，高職院校面對廣闊的就業(yè)前景，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)開設(shè)增長較快，到2020年全國已經(jīng)有458所高職院校開設(shè)機(jī)器人專業(yè)，為我國的智能制造提供高端人才支撐[1]。我校于2015年開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，同時(shí)與KUKA機(jī)器人有限公司校企合作，共建工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地、合作成立“庫卡機(jī)器人江蘇應(yīng)用與培訓(xùn)中心”?！豆I(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)》是我校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，是培養(yǎng)學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，熟練拆裝工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的必修課程之一。OBE理念起源于美國，作為當(dāng)前教育改革的主流理念，已經(jīng)被越來越多的高職院校應(yīng)用于其專業(yè)課程改革中，以提高教育教學(xué)質(zhì)量，適應(yīng)未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向是成果導(dǎo)向教育的核心所在，核心是“以學(xué)生為中心”，學(xué)生“學(xué)到了什么”是教學(xué)模式實(shí)施的重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在課程中學(xué)到了什么，重視學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，促使學(xué)生成才的多樣化。以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果反向設(shè)計(jì)課程體系，并分階段對成果進(jìn)行評價(jià)，努力促使學(xué)生成功學(xué)習(xí)。我國的成果導(dǎo)向教育教學(xué)改革始于臺(tái)灣?；贠BE理念的的教學(xué)改革不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生全面發(fā)展的綜合能力，而且能夠推動(dòng)學(xué)生和學(xué)校、老師的共同發(fā)展。

1《工業(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)》課程的學(xué)習(xí)成果

聚焦“OBE”理念進(jìn)行課程改革，我們首先要搞清楚學(xué)生從這門課程中學(xué)到了什么。定義學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，是實(shí)施OBE成敗的關(guān)鍵，直接影響后續(xù)各種教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)的質(zhì)量?；谖倚９I(yè)機(jī)器人專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，并結(jié)合本課程在專業(yè)知識體系中的地位、能力指標(biāo)中對應(yīng)的能力，確定本門課程學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。①知識：學(xué)生能描述工業(yè)機(jī)器人的定義、特征、基本結(jié)構(gòu)和功能，解釋工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)術(shù)語及其含義；能描述工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軸、坐標(biāo)系及其作用，工業(yè)機(jī)器人的安全操作規(guī)程，熟悉示教器的按鍵及使用功能，能使用smartPAD手動(dòng)操作KUKA機(jī)器人；能夠描述工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)及各部分的功能，掌握工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制；能描述工業(yè)機(jī)器人常見減速器的工作原理及應(yīng)用場合；能描述工業(yè)機(jī)器人的拆裝步驟和注意事項(xiàng)；能描述工業(yè)機(jī)器人的保養(yǎng)內(nèi)容與方法。②技能：學(xué)生能正確操作工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行各種運(yùn)動(dòng)，深刻認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)；熟練的進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人重點(diǎn)零部件的拆裝操作，獲得較強(qiáng)的動(dòng)手能力；能精確的進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人的保養(yǎng)，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。③素養(yǎng)：將產(chǎn)出指標(biāo)貫穿在課程知識中，能夠增強(qiáng)學(xué)生的成功獲得感，通過不斷取得成就來認(rèn)知自我、修正自我、激發(fā)自我，提升自信[2]。培養(yǎng)學(xué)生積極主動(dòng)、善于研究的學(xué)習(xí)習(xí)慣，形成細(xì)致、嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的職業(yè)態(tài)度，養(yǎng)成團(tuán)隊(duì)合作意識和勇于創(chuàng)新的工作習(xí)慣。

2課程內(nèi)容的改革

《工業(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)》這門課程內(nèi)容包括機(jī)器人的基本組成、機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)及維護(hù)保養(yǎng)等知識點(diǎn)，以學(xué)生的學(xué)習(xí)成果反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)遵循“理論實(shí)踐一體化”的理念，通過對真實(shí)工作項(xiàng)目和任務(wù)的提煉，本學(xué)習(xí)領(lǐng)域共設(shè)3個(gè)學(xué)習(xí)情境：認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人，操作工業(yè)機(jī)器人和拆裝與保養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人，每個(gè)情境又細(xì)分為若干個(gè)小任務(wù)，情境的設(shè)置由易到難，由簡單到復(fù)雜，層層推進(jìn)，如表1所示。學(xué)生通過3個(gè)情境的學(xué)習(xí)，循序漸進(jìn)地獲得知識和技能，達(dá)到最初的培養(yǎng)目標(biāo)。在整個(gè)人才培養(yǎng)過程中，始終堅(jiān)持以實(shí)踐技能的形成和提高為主線，組織各項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動(dòng)。教學(xué)活動(dòng)都在“教學(xué)做一體化”教室和實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，并將實(shí)踐操作納入到評價(jià)體系當(dāng)中，加強(qiáng)對工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的技能訓(xùn)練。

3教學(xué)方式的改革

OBE理念一直強(qiáng)調(diào)教學(xué)活動(dòng)要以學(xué)生為中心，因此教師需要轉(zhuǎn)變以往的教學(xué)模式，僅僅傳授書本知識是不能讓學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)成果，工業(yè)機(jī)器人專業(yè)培養(yǎng)的是應(yīng)用型技術(shù)人才，注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，“如何學(xué)”是教師思考教學(xué)方法的唯一議題。課程實(shí)施是專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和核心能力能夠?qū)崿F(xiàn)的基礎(chǔ)。以學(xué)生的學(xué)習(xí)、成長為中心，以實(shí)踐能力的培養(yǎng)為主線，采用各種教學(xué)手段，層層推進(jìn)，才能引領(lǐng)學(xué)生獲得更多的能力。教學(xué)設(shè)計(jì)中，我們將2名學(xué)生分為一小組，以小組合作的學(xué)習(xí)形式為基準(zhǔn)，主要采用以下的教學(xué)方式：案例分析法：為便于學(xué)生理解工業(yè)機(jī)器人的定義、工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制等內(nèi)容，加深常見技術(shù)指標(biāo)、工業(yè)機(jī)器人的系統(tǒng)組成等知識的掌握，以典型的工業(yè)機(jī)器人為案例進(jìn)行課程導(dǎo)入。小組討論時(shí)也可以案例作為參考，進(jìn)行工作任務(wù)拓展，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：通過給予不同工作任務(wù)，以學(xué)生為主體完成工業(yè)機(jī)器人的認(rèn)知、操作、拆裝與保養(yǎng)，學(xué)生任務(wù)的完成過程，就是學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問題，老師通過引導(dǎo)，講授幫助學(xué)生解決問題的過程，“做中學(xué)，學(xué)中做”，通過任務(wù)完成的各個(gè)環(huán)節(jié)，強(qiáng)化學(xué)生對工業(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)的技能?；旌辖虒W(xué)法：除了現(xiàn)場教學(xué)，老師分別在“金課坊”和SPOC課程平臺(tái)建立了《工業(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)》在線開放課程，課前學(xué)生可以進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，掌握知識重點(diǎn)，老師進(jìn)行過程監(jiān)控管理；課后復(fù)習(xí)任務(wù)及資源庫中的案例，也有助于學(xué)生課后拓展學(xué)習(xí)，鞏固課堂學(xué)習(xí)成果。線上的學(xué)習(xí)成績都列入學(xué)生的考核中，進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。分組教學(xué)法：整個(gè)班級教學(xué)以2人一組，每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束后，要求每個(gè)小組在分析歸納總結(jié)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，制作PPT作業(yè)進(jìn)行全班匯報(bào)，其他同學(xué)和老師共同提問，小組成員回答問題，最后教師點(diǎn)評，分組教學(xué)的模式培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力[3]。

4考核方式的改革

考核不是目的，也不是學(xué)習(xí)的終點(diǎn)，是貫穿于整個(gè)教學(xué)活動(dòng)，并將考核結(jié)果反饋于教學(xué)實(shí)施過程，從而激發(fā)學(xué)生最高表現(xiàn)的一種評價(jià)方式。多元化的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法決定了考核方式的多樣化。本課程以工業(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)為主線，建立考核體系，以平時(shí)過程性考核為主、期末終結(jié)性考試為輔。平時(shí)過程性考核由課前線上自主學(xué)習(xí)情況、課中考勤及任務(wù)完成情況、課后拓展完成情況組成。其中，平時(shí)過程性考核分值比例占80%；期末終結(jié)性考核的形式為理論考試，其分值比例占20%，如表2所示。這樣的考核方式注重綜合評價(jià)如學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，項(xiàng)目任務(wù)實(shí)施中自我能力與團(tuán)隊(duì)合作的精神等和個(gè)體差異如拓展部分，最終的結(jié)果能夠體現(xiàn)學(xué)生的綜合能力。同時(shí)，基于平時(shí)的過程性考核，每一個(gè)任務(wù)結(jié)束后都對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進(jìn)行檢驗(yàn)，通過結(jié)果及時(shí)了解學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中的問題，查漏補(bǔ)缺，調(diào)整教學(xué)策略，一方面增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，另一方面又能持續(xù)改進(jìn)和提高教學(xué)質(zhì)量。

5結(jié)束語

高職教育以培養(yǎng)高端應(yīng)用型人才為己任，然而全球產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展意味著高職教育不能一成不變，迫切需要進(jìn)行課程改革以適應(yīng)未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律。以O(shè)BE理念為導(dǎo)向進(jìn)行《工業(yè)機(jī)器人機(jī)械維護(hù)》課程開發(fā)，將學(xué)生放在教學(xué)的主體地位，課程內(nèi)容、教學(xué)方式和評價(jià)模式都圍繞學(xué)生學(xué)到了什么來實(shí)施。實(shí)踐表明，這樣創(chuàng)新的教育理念，學(xué)生能夠全面發(fā)展，獲取專業(yè)知識的同時(shí)，自主學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)合作精神、職業(yè)技能、職業(yè)精神都有了很大的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慧，馬文靜.高職院校開設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的思考[J].江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（2）：93-95.

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[3]馬文靜，張慧.基于OBE理念的《工業(yè)機(jī)器人操作與編程》教學(xué)改革研究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2020（11）：282-283.

作者：張慧 單位：江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院