中职学校工业机器人专业实训教学有效性探究

　　摘要：文章分析了新时期中职工业机器人专业的现状及存在的问题，包括实训设备数量不足、教材与设备不匹配、学生学习兴趣不高等，并提出了相应的解决办法，经过一线教学实践证明，可以有效提高学生的学习兴趣和本专业教学质量。

　　关键词：中职学校;工业机器人;实训教学

　　《齐鲁工业大学学报》(双月刊)创刊于1987年9月，是山东省教育厅主管、山东轻工业学院主办、面向国内外公开发行的综合性自然科学学术期刊。

　　1 中职工业机器人专业现状

　　当前国家大力倡导和发展工业机器人产业和应用领域，旨在提升我国智能化制造水平。在国家“中国制造2025”的政策大力支持下，工业机器人相关领域发展突飞猛进，而相应的应用人才培养显得跟不上发展需要。中职学校工业机器人专业承担着培养工业机器人应用和维护中级人才的重任。现在越来越多的中职学校开始开设工业机器人相关专业。但在实际教学中，存在教学设备数量不足、教材与设备不匹配、学生学习兴趣不高等问题。针对靖远县职业中等专业学校在工业机器人专业建设过程中，取得的经验和做法，在此与大家交流探讨学习。

　　2 中职工业机器人专业实训教学的突出问题

　　2.1 教学设备数量不足

　　在国家“校企合作，产教融合，协同育人”的思想指导下，很多中职学校开设工业机器人专业。但往往设备有限，一般为4～6台，而开设的班级一般有两个班，每个班50人。这样在实际教学中，平均8～13人在一台机器人设备上进行操作实训。而一堂大课90min，学生在机器人实训教学时，教师讲解的实训内容，无法保证每位学生得到充分有效练习。每组学生练习5～6人次就下课了，或者只能每人分配5min操作机器人。很多时候，学生刚学习完这节课的内容，下节课又忘了，下次上课时再进行重复练习。这样常常导致教学效果不佳。

　　2.2 教材与设备匹配性不好

　　中职工业机器人专业是新兴专业，靖远县职业中等专业学校设备为广数工业机器人，而在各出版社已出版书籍中，有关广数工业机器人的教材很少，而针对靖远县职业中等专业学校实际设备的教材更难找到。目前所能使用的教材都与设备的匹配性不好。市面上更多的是针对ABB、KUKA等世界知名品牌工业机器人教材。有的教材内容编写不符合中职生认知特点和规律，理论讲解过多，实操较少;有的内容与实际设备所能做的内容不配套。这样就给教师的实际教学带来一定的困难。学生在课后预习和复习时，也没有可供有效参考的教学用书。

　　2.3 学生学习兴趣不高

　　工业机器人专业的前沿性和趣味性使得该专业更容易被学生接纳和学习。但在实际教学中，上述两个问题的存在，导致学生在开始学习时兴趣很高，但在后期的实训教学中，尤其在编程操作中，面对流程控制指令、平移指令等的应用，缺少有效实践，学不懂弄不通，逐渐兴趣降低，教学质量不高。

　　3 解决措施

　　3.1 合理使用机器人实训平台

　　机器人实训平台并不适用所有的实训教学，它更应该侧重于练习基本操作。鉴于中职学校工业机器人专业设备数量不足，可以在基础操作训练中，让每个学生理解和熟练掌握机器人的基本运动形式，如轴操作、线性运动和重定位运动。理解和正确使用工业机器人的坐标系，如轴坐标系、笛卡尔坐标系(基坐标系、工具坐标系、用户坐标系)、变位机坐标系。理解机器人的软限位，掌握解除软限位的方法。掌握机器人运动指令参数的正确使用和修改方法。掌握编程基本操作：新建、添加、编辑、保存、复制、删除、备份、恢复等。掌握IO指令的应用：DOUT、DIN、DELAY。通过这些基本操作，对机器人有了基本的了解，也对机器人的安全操作规范了熟于心，为后期的复杂指令应用、工作站搭建与应用等打下良好的基础。

　　3.2 发挥离线编程和仿真软件的重要作用

　　在工业机器人设备不足的情况下，发挥离线编程和仿真软件的作用就显得尤为重要。(1)在离线编程仿真机房中可以保证每位同学得到充分地练习。通过离线编程软件中各种轴运动、线性运动和重定位运动的仿真运行，可以让学生进一步理解机器人的运动形式。(2)利用离线编程仿真软件进行教学，可以降低学生安全操作风险。在通过离线编程可以在仿真时提前发现碰撞干涉，及时进行参数调整，有效避免碰撞。(3)弥补学校实训设备中因缺少某种教学实训平台而导致对典型工作任务实训教学的影响，比如喷涂、焊接等實训内容。

　　3.3 博采众家之长，编写符合学校实际的校本教材

　　鉴于教材与学校实际设备不匹配的情况，可以博采众家之长。市面上有许多针对ABB、KUKA等世界知名品牌机器人教学用书，可以参考其编写思路和要点，编写符合学校实际的校本教材。在平时备课中，教师应先于学生进行多次实训，编写实训教材，缩短学生的认知时间，让学生在有限的课堂实训中，有效地掌握所学知识和技能。在校本教材中可以将重要知识点的讲解和基础实训、重点实训原理及过程制作成微课，添加相应二维码视频，可以充分发挥学生的学习自主性，提高教学质量。

　　3.4 及时开展班赛、校赛，引入竞争机制，提高学生学习兴趣和学习效率

　　在每堂课的教学中，及时进行技能考核。在机器人基本操作实训中，以小组为单位进行综合成绩评定。在离线编程仿真实训中，对每位同学进行考核，记录成绩。通过这种你追我赶的竞争机制，增强学习动力，提高教学质量。每学期进行两次班赛，每年举办学校技能大赛，参照省赛模式，以两人为一组，选拔优秀选手，为参加下一年市级技能大赛和省级技能大赛做准备，达到“以赛促建，以赛促改，以赛促教，以赛促学，以赛促训”的目的。

　　3.5 组建工业机器人创新兴趣小组，引导学生探索，以点带面，提高教学质量

　　组建课余机器人创新兴趣小组，发挥学生主观能动性。让一部分操作技能水平高、学习积极主动的同学先参与，以机器人技术应用省赛和国赛规程为引领，拓展教学，加强实训，探索机器人新应用，从而在平时教学中发挥示范引领作用。

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文章名称： 中职学校工业机器人专业实训教学有效性探究

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