《工业机器人编程与系统设计》课程教学的反思

黄 雷

（绵阳职业技术学院，四川绵阳 621000）

1 绵阳职业技术学院工业机器人技术专业开设背景

近年来，随着工业机器人的快速发展，国内各高职院校先后开设工业机器人技术专业。绵阳职业技术学院（以下简称“学院”）从2016 年秋季开始招收工业机器人技术专业学生，目前在校学生人数2016 级29 人（已全部参加顶岗实习）、2017 级40 人、2018 级48 人。

工业机器人技术作为机电一体化专业的分支，在课程体系设计上与机电专业相似，但不能完全照搬机电专业模式，应有其自身的独特性。《工业机器人编程》《工业机器人操作》等课程是体现机器人专业特色的核心课程。其中，《工业机器人编程与系统设计》课程在“编程、操作、维护”等基础上作为一个综合课程应运而生。

《工业机器人编程与系统设计》是工业机器人技术专业最核心的专业课程，是在学生学完所有相关专业课的基础后开设的。通过该课程的学习，学生能够熟练掌握ABB IRB-120 工业机器人的操作与编程和世面上主流工业机器人的示教编程方法，并能完成简单的工业机器人程序设计。

2 《工业机器人编程与系统设计》课程设计思路

《工业机器人编程与系统设计》在开设前结合学院实际情况，主要以ABB 工业机器人为教学载体：教学过程讲解ABB 工业机器人操作方式、I/O 模块与PLC 通信、示教编程、维护与保养、RobotStudio 的应用及在线仿真等内容；教学设施方面，本门课程的开设全部放在工业机器人实训室中进行（图1）；教学方式以任务为驱动，采用“学中做，做中学”的教学方法，“任务—实操”相结合；教学过程先以理论讲解为主，帮助学生掌握知识要点、理解知识难点、厘清知识重点。随后借助实训设备，由任课教师先进行操作，帮助学生梳理和熟悉操作流程。最后由学生分组进行操作，在此过程中教师发现问题并及时进行纠正与讲解；考核方式以小组为单位，以项目为载体，综合衡量学生的工业机器人编程、设计能力。

图1 工业机器人实训室

3 课程教学中存在的问题

3.1 教学设备方面

工业机器人的设备价格相对较高，前期学院工业机器人实训室建设中，只有两套ABB IRB-120 工业机器人基础教学平台，很难满足教学需求。工业机器人技术专业作为新建专业，学院前期投入较少，存在设备数量较少、设备种类单一等问题。

3.2 教师方面

工业机器人技术专业作为近几年新兴专业，大多数院校都没有相关的专业教师，我院同样存在这种情况。大部分专业老师都是由机电类专业教师转型而来，在专业课程教学中，教师自身未受过系统的培训，也没有足够的教学经验。例如《工业机器人编程与系统设计》这门专业核心课程，具有很强的实践性，但相关的专业教师因缺乏专业培训和企业实践经验，在授课过程当中明显感到相关知识的欠缺和实践操作的不足。另外，由于本专业为新设专业且教师大多数由机电类教师转型而来，专业教师的配制相对较少，不能很好地满足专业教学，同时也限制了专业招生人数的增加。

3.3 教学内容、资源方面

本课程作为一门新兴的课程，国内其他院校也是在近几年才开设，没有前人经验可以借鉴。另外，国内相关课程的教材和教学配套资源也较少，不能为本门提供更多参考。因此，教师在本门课程的授课中可选择的教学资源较少，导致课程教学存在内容单一、理论与实践结合性不强的问题。

3.4 教学过程中存在的问题

在教学过程中主要存在三大问题：一是任务驱动的方式虽然能帮助学生快速的掌握知识要点，但是由于“教—学—做”的教学模式用时太长，导致一节课教学效率较低；二是分组实操中，由于学生人数较多而相关的教学设备较少，很难保证每位学生都能学会操作；三是考核方式通过小组方式完成，不能准确反应每位学生的成绩高低。

3.5 课程名称方面

《工业机器人编程与系统设计》从课程名称来讲，该门课程需要学生掌握工业机器人的编程和系统设计。但是高职院校的主要人才培养目标是培养高技能的应用型人才，因此在该门课程的教学中，课程主要目标是培养学生的编程应用能力。同时“系统设计”需要学生具备较高的理论知识，但高职院校学生相关理论知识相对欠缺，要学生掌握“系统设计”相对较难。因此，在该门课程的教学中应该更加侧重于应用，课程名称改为《工业机器人现场/离线编程》更加具有针对性且更合理。

4 完善课程教学的思路和对策

（1）完善实训室建设，增加教学设备多样性。ABB、法兰克、Kuka、安川作为目前世界上的四大工业机器人，在今后很长一段时间都会占据市场主要份额，学院在实训室建设上应当充分与市场相结合，多引进不同品牌的工业机器人，使学生在校学习时能接触不同型号的机器人，让学生到社会后能迅速适应企业的要求。

（2）提高教师综合能力。《工业机器人编程与系统设计》融合了多个学科的专业知识，这就要求任课教师应具备多学科的知识背景。同时作为一门实践性很强的专业课程，也要求教师具有较强的动手能力和实际操作能力。教师不仅要完善自身的专业能力，还要了解企业生产流程和最新技术设备，不仅要教会学生怎样编程，还要教会学生怎样进行系统化的设计。

（3）丰富教学内容与教学资源。工业机器人技术专业作为新兴专业，有着其特殊的时代性，与传统专业有着很大区别。在教学内容的选取上，不能仅仅停留在简单的教材层面，更多的应结合实际企业需求和社会需求，从各方需求出发制定相关的教学内容。作为高职院校，学院最主要的任务是教会学生如何做、怎么做，教学内容设计上应紧紧围绕“教—学—做”的模式。

（4）完善课程的考核机制。《工业机器人编程与系统设计》采用任务驱动的教学方式，在考核上有别于其他课程，考核内容应涵盖主要知识点以及最后的项目完成情况。具体的考核方式见表1。

5 结语

近几年，我国各高职院校相继开设了工业机器人专业，《工业机器人编程与系统设计》作为该专业最核心的课程，课程开设的好坏很大程度决定了本专业的发展。基于绵阳职业技术学院《工业机器人编程与系统设计》课程，充分总结该课程教学中遇到的实际问题，进行了深刻的反思和总结，提出了适合该课程的教学思路和考核方式，旨在优化该门课程的教学设计、改善课程教学效果，进而提升工业机器人技术专业的办学能力。

表1 《工业机器人编程与系统设计》成绩考核表