关于对中职机器人专业教学的探讨

曹鲁辉

摘   要：机器人专业作为中职学校的新兴专业，是智能制造行业里最具有代表性的专业，对于行业发展有着非常重要的意义。本文的主要内容是关于对中职机器人专业教学的探讨，以及专业教学所面临的困境和问题，如何在实践教学中解决，以及实施的成效等，希望能提升中职专业的教学效果。

关键词：中职;机器人;实践教学

1  机器人专业发展的背景及前景

2015年国家提出"中国制造2025"，其中关于智能制造机器人产业明确提出要大力发展机器人产业，2019年，国务院又制定了《国家职业教育改革实施方案》，要加大力度支持职业教育的发展，机器人行业目前在国内蓬勃发展，机器人产业发展潜力巨大 ，未来机器人产业的发展和应用在生产领域可以进一步拓展[ 1 ]。

2  中职教育机器人专业教学所面临的困境和问题

目前部分中职学校开设了机器人专业，但是由于是新兴专业，在教学中面临一系列的问题。主要归纳有以下三方面的问题。

2.1  教师教学方法的问题

作为新专业，许多中职老师会想当然地认为，把其它专业学科的教学方法照搬过来就可以开展教学了。现实教学发现，不能简单参照其他学科开展教学。这是机器人专业特点决定的。机器人专业集合了机械、机电、PLC等十几门学科的知识，可以说是典型的机电智能集合体，融合许多控制系统执行系统的知识。如果对于专业定位不清楚，如把应用维护作为专业发展方向还是编程操作作为专业发展方向，往往存在大不同。直接关系到平时的教学计划和教学方法的不同。如果把本专业定位于培养应用维护机器人方向，那在教学方法上就要着重培养学生的在控制通讯系统如何更好服务于实际项目现场应用工艺上，在理论教学和实践教学上要重点培养学生在PLC与机器人的通讯上的设计，通讯接口和信号的设置，这些都要最终服务于现场工艺要求，如应用在气体保护焊和电阻焊就不同，同样应用在涂胶码垛和分拣装配又不一样。但是如果定位于操作编程，往往更侧重于现场编程调试如何满足于工艺需求，尤其是示教编程和离线编程是当前机器人编程的两个主要编程方式。示教编程更侧重于解决现场问题，离线编程借助编程软件例如RobotArt，实现对复杂工艺的编程。这些在实际教学中都要慎重研究如何才能更好的开展教学，以实现良好的教学效果。

2.2  生源基础的问题

由于历史和现实原因，中职学生普遍面临着理论基础不足，基础知识面不宽和知识层次不高的问题，所以在集成度比较高的专业，学生往往存在畏难情绪的状况。这种情况在机器人专业表现的更为明显。作为典型的机电一体化专业代表，集成度越高也代表着集合的学科知识也是越多，对学习者和教授者都提出更高的要求。但是中职生理论基础的不足短时间内无法弥补，这也需要教授者更多的智慧。

2.3  硬件和软件问题

作为新兴专业，机器人集合度高也往往代表着价格偏高，相对于传统机床等设备，动辄20-50万不等的价格对于中职学校来说，资金压力还是比较大，无法足额投资购买足够的机器人设备。这就造成学生生均设备量较低，中职学生往往动手意愿较强，动手能力不弱，需要更多动手训练才能更直观地掌握相应的操作技术。

相对于硬件，软件同样不可或缺，特别是离线编程仿真软件对于学生丰富编程经验和体验对于该专业帮助特别大，但是许多学校因为种种原因无法及时配套相关软件资源，造成学生知识局限于课本理论，无法动手操作和模拟，无法深入掌握和理解本专业的专业技能和知识。

3  如何解决和应对

3.1  教师

首先教师要更新教学理念，学习掌握新的有效的教学方法。采用典型工作任务教学或项目教学，以及小组分工或团队协作等方法，制定符合学生学习习惯的教学计划。尤其是采用典型工作任务书 的教学形式，最大限度地模拟工厂实际生产环节中的典型工作环节和典型工作任务，让学生更贴近一线生产环境，更重要的是，通过一系列的典型工作任务使学生综合专业能力得到极大的提升，专业素养和职业素养也可以得到良好的培养。

其次深入研究该专业在本校的发展方向的定位，只有定位清晰，教学方法才能有针对性。由于中职学生理论基础薄弱，许多学校更侧重培养学生的现场编程操作能力，这样充分考虑了学生的实际情况，充分发挥了学生动手能力强，避免了理论集成深，学生应对不了的情况[ 2 ]。

3.2  学生

中职学生理论基础薄弱，但是动手能力强，作为老师如何激发求知欲望，同时鼓励学生通过多动手实践，及时表扬，使学生获得成就感，是需要教师深入思考和研究的。特别是作为机器人专业，专业起点高，专业集合度高，行业知识复杂，涉及学科门类广。学生理论知识储备不足，理解能力有限。教师可通过亲自动手示范，现场教学。可以通过教师先做一遍，学生试着模仿操作，然后针对普遍问题集中示范讲解，最后学生操作并讲解，通过这几个步骤，步步深入，以达到内化深层次掌握。

3.3  硬件和软件问题

主要是实训设备要切实符合中职实训教学和工作需要，尽量保证设备的一致性和典型性，同时也是主流设备。如同一品牌KUKA可以10台左右，有利于开展教学，但是同时兼顾品牌多样性，考虑项目现场施工实际，不能只局限于一个品牌，拓展学生的认知度。我校采用先期采购10台库卡工业机器人，后期购入ABB以及松下等焊接、搬运、打磨专业机器人。在满足日常教学的同时，给学生提供多品牌的机器人设备，增加学生的操作经验，从而对学生更快适应行业发展起到良好的助推作用。与此同时，在实际教学中，也要充分用好教学平台等网络资源，我校通過购入学徒宝等线上教学和就业平台，极大地丰富了专业知识，同时通过直观地讲解和动画现场演示操作，可以使学生身临其境地体验专业实操和应用的场景，从而避免局限于理论，浅尝辄止。当然，实训设备和线上专业资源需要学校大量的资金投入，各个学校还是要依据各校实际有选择地投入。

4  实施效果：该系列措施运用在教学实践中的效果

通过以上有针对性的专业改革，我校从以下两个方面获得了良好的实施效果;教师通过优化教学流程，采用典型工作任务书的教学模式，获得较好的教学效果[ 3 ]。使日常教学更贴近项目生产实;通过教学理念的革新和教学模式的改变，特别是引入典型工作任务书的模式，让学生参与模拟工厂生产中来，极大地提升了学生的参与感和责任感，有利于培养学生的职业素养和主体工作者的意识，从而推动学生在兴趣和成就感的吸引下主动获得知识和技能。

5  反思和总结、改进

我校机器人专业通过以上一系列的改革，把实训现场教学和线上资源打通，广泛采用典型工作任务书的模式，推动专业教学实践，贴近教学实践，大部分同学获得了扎实的技能。但是，涉及到部分核心知识技能，由于理论基础要求高，逻辑思维能力高，部分同学没有达到预期的效果。

对于部分理论基础要求的部分，作为教师，我们需要尝试利用多种形式教学，如采用动画，或者更贴近学生生活的学习型视频，帮助理解专业核心概念和编程逻辑。从而提升专业学习的整体实施效果。

参考文献：

[1]冯宇.珠三角地区工业机器人产业现状分析与技术路线图设计[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学， 2010.

[2]钟秋梅.中职学校校内生产性实训基地建设策略研究[D]贵阳：贵州师范大学， 2015.

[3]邢琰彬. “会计基本操作”课程的整体设计[J]. 张家口职业技术学院学报， 2011（4）：67-70.