工业机器人技术应用专业同步实训教学模式的探索与实践

刘国云

摘 要：我国高度重视职业教育，逐年加大投入，使得职业教育实训条件得到了很大的改善。尽管我国已经进入了新时代，职业教育仍存在教育经费不充足、实训条件不能迅速改善等问题。文章针对工业机器人技术应用专业实训条件不充足的现实情况，创造性地提出了通课实训教学模式，较好地解决了急剧的人机矛盾。

关键词：实训条件；人机矛盾；同步课程；开放式实训室；组长负责制分组教学；同步实训教学模式

中图分类号：G712 文献标识码：A 收稿日期：2020-02-26 文章编号：1674-120X（2020）14-0103-02

新时代是我国由高速发展转型为高质量发展的关键时期，急需职业学校培养出大量满足新时代需求的高素质技能型人才。没有配套实训条件的职业教育，称不上真正的职业教育；没有现代实训条件，也办不了现代职业教育。完善现代实训条件需要高投入，不是所有的职业学校都能拥有充足的实训条件。如何解决实训条件不足与学生人数多之间的矛盾？长沙市电子工业学校（以下简称“我校”）工业机器人技术应用专业的同步实训教学模式提出了可复制、推广、借鉴的实践经验。

一、实训教学的人机矛盾

我校于2016年9月开设工业机器人技术应用专业，从2018年开始，每年招80～100人，创4个在校班级。我校遵循专业技能由基础到方向的规律，成体系地建设了以下专业方向实训室。

（1）专业方向基础实训室3个：单片机与C语言实训室、伺服控制实训室、机电一体化实训室。

（2）专业方向实训室4个：机器人结构与拆装实训室、离线编程与仿真实训室、多功能工作站实训室、典型工作站实训室。

我校工业机器人技术应用专业的实训条件在湖南省是一流的，在国内也居于前列。即使是在这样的条件下，我校实训条件与学生人数之间仍存在矛盾，在条件较落后的学校，这种矛盾就更突出了。我校的这种矛盾主要集中在机器人结构与拆装（文中简称“结构与拆装”）、多功能工作站编程与实操（文中简称“多功能工作站”）和典型工作站编程与实操（文中简称“典型工作站”）三门课程上，为便于与普通课程区分，我校把这三门课统称为同步课。

目前机器人实训设备价格都较高，且设备占地空间大，即使一些学校有钱可以多买几台设备，也没有那么大的实训场地。我校现有5台埃夫特拆装机器人、5台KUKA多功能工作站、6台KUKA典型工作站，而1个班级有48人左右，按3人/台计算，实训设备最多的典型工作站實训室一次也只能安排18人进行实训。面对如此急剧的人机矛盾，很难高效率、高质量地开展实训教学。

二、同步实训教学模式的界定

通过近三年的摸索与实践，我校创建的同步实训教学模式较好地解决了上述矛盾，取得了较好的实训效果。

我校实训条件下的同步实训教学模式界定如下：充分利用我校机器人结构与拆装实训室、多功能工作站实训室、典型工作站实训室一体化建设的便利条件，采取组长负责制分组教学方式，在上述三门同步课中同时开展一体化实训教学。

所谓的组长负责制分组教学就是指将整个教学班级分成若干个教学组。任课教师利用晚自习和周末提前培训组长。实训教学时，组长协助任课教师负责教学组的管理、实训指导和考核评价。而一体化实训教学就是指在周课表中，结构与拆装、多功能工作站、典型应用工作站是三门课，同时也是同步课，同步课的实训同时开展，每2个课时为1个任务单元，考核评价后，交替轮换。

三、构建立体化技能培训体系

我校工业机器人技术应用专业同步实训教学模式的基本组织是组长负责制的教学组，建设教学组的关键点在于培养认真负责、有管理能力和实训指导能力的组长，难点在于需要任课教师利用课余时间培训组长。我校之所以能很好地解决这个关键点和难点，就在于建设了立体化技能培训体系。

经过多年的积累，我校各级技能竞赛成果呈喷发态势，技能竞赛为我校培养了师资、学生，营造了比武精神和工匠文化，激发了学生学习技能的兴趣。我校实训室也从以前的封闭式教师管理转变为开放式学生管理。开放式实训室管理模式的改变，为学生主动参与实训室管理和设备维护维修创造了条件，也为利用晚自习、周末、节假日开展培训创造了条件。

我校充分发挥技能竞赛的引领和转化作用，构建了较好的立体化技能培训体系：三年级学生参加技能竞赛，并指导二年级梯队选手；二年级梯队选手负责一年级课外兴趣小组培训，协助任课教师培训教学组组长；组长负责同步课实训分组教学。

我校通过构建这种立体化技能培训体系，在高低年级间传承了技能、比武精神、工匠文化，打通了竞赛精英教育与课堂大众教学之间的通道，实现了竞赛培训与实训教学之间的无缝对接和良性促动，任课教师可以通过这种培训体系轻松地培训组长。

四、同步实训教学模式的操作方法

我校工业机器人技术应用专业推行同步实训教学模式的要点有三个：一是任课教师必须转变传统课程教学观念，这三门同步课之间有知识和技能的衔接性，但没有绝对的先后顺序关系，同步课程的教学，特别是实训教学可以同步进行。二是同步课的实训教学任务要整体设计、同步规划，只要任课教师、组长、组员密切配合，就可以很好地完成同步实训教学任务。三是任课教师和学生要适应角色变换，任课教师不再是课堂主角，而是实训的设计者、教学的导演者、秩序的管理者；组长是组织者、考核者；组员是参与者。

以前实训课之所以组织难、效果差，除了实训条件不足的原因外，还有一个重要的原因就是一个任课教师要指导近50个学生，无法兼顾及时指导学生和管理学生。学生的学习耐心和主动性、钻研能力本就不强，若在实训中遇到问题，得不到及时回应和解决，更容易失去学习的兴趣，放松自我管理，造成实训教学效果差。现在任课教师主要工作是管理学生，使学生玩手机游戏、下位走动打闹、不实训等现象得到了有效扼制。组长由被动的学习者变成了组织者、指导者，相当于增加了任课教师，把以前教师的隔空管理和迟滞指导转化为组长的靠前管理和实时反应，激发了学生的学习兴趣，提高了实训效果。

我校同步实训教学模式是有计划、有设计、有组织、有创新的教学模式，不能简述为组长负责制分组教学，组长负责制分组教学只是该教学模式呈现教学效果的诸多环节中的一个，我校把这种教学模式总结为7步法，具体介绍如下。

第一步：系统规划实训室建设。

我校工业机器人技术应用专业为新开专业，要办好新专业，配套的实训室建设非常重要。在制定实训室建设规划时，我校就考虑到机器人设备成本高、占地大，不可能在一个实训室内放10余台设备。专业建设之初，我校就在思考如何解决实训条件不足的问题，后提出同步实训教学模式。为保证同步实训教学模式的顺利实施，这三间实训室被设计为一字紧挨的通透式玻璃墙实训室，实训室之间建有连通门。

第二步：顶层设计课程内容。

同步实训教学模式下的同步课的教学课时必须相同，这需要处理某门同步课的教学内容，实现整体同步。我校的这三门同步课连开2个学期，周课时为4课时。最初多功能工作站的教学内容最多，为保证整体同步，我校就以多功能工作站课程的课时为标准，在结构和拆装课程中增加了机器人结构、原理、保养维护、埃夫特机器人编程等内容，在典型工作站课程中增加了机器人集成技术、PLC编程等内容。

第三步：同步开发实训任务指导书。

由学校组织开发同步课程的实训任务指导书，这本指导书尤其重要，它既是总任务书、实训手册，也是像列车时刻表一样精确设计的实训课程安排表，它精确地列出了哪2节课由哪个教学组在哪个实训室的哪台设备上完成哪门课程的哪个实训任务。

這本同步课程的实训任务指导书作为校本教材开发好后，任课教师和学生人手一册，一年之内必须爱护、保管、使用好，一旦遗失，必须马上报告购买。每次实训前，组长督促组员必须写好实训名称、内容、目的、器材；实训后必须完成实训过程、结果的记录和反思。

第四步：认真编排学期课表。

我校工业机器人技术应用专业的专业方向课程都安排在二年级，一年级是文化基础课和专业公共课程，二年级重点是专业方向课。为保证三门同步课的教学组轮换，我校把共12课时的三门同步课集中安排在两天内，规定这两天除非重大原因，不得取消课程。

第五步：严格组织课前培训。

首先介绍一下教学组分组情况：根据设备数量分组，共有16台设备，每班48人左右，1台设备1个教学组3个学生，1个组长负责2个教学组，组长任务适中。

组长培训一般在一年级第二学期启动，要求组长熟练掌握实训任务指导书中的每个实训任务的操作和指导方法，考核结果必须是优秀。在每次实训课前，再一次对他们进行课前考核，确保组长提前备课，方可履行组长职责。

第六步：密切配合实训教学。

实训任务指导书明确了任课教师、组长、组员的职责和角色分工，严格规定了1个实训任务为2个课时，只有每个组员都通过考核评价，该实训任务才算完成，否则只能利用课余时间完成。

第七步：及时客观考核评价。

每2个课时为1个实训内容，组员轮换上机实操考核，组长和其他组员作为考官共同考核评价。2个课时内考核不通过的，只能利用课余时间补考，不能影响教学组交替轮换。

五、推广应用的建议

同步实训教学模式较好地解决了我校工业机器人技术应用专业的人机矛盾，提高了实训教学效率和质量，对兄弟学校具有一定的借鉴作用。希望我们通过互学互鉴，通过采用同步实训教学模式，有效解决实训条件不足的问题，办好职业教育，为我国培养更多适应产业发展需求的合格人才。

参考文献：

[1]姜美玲.教师实践性知识研究[D].上海：华东师范大学，2006.

[2]杨 矛.以职业能力为中心，积极探索实践教学体系的构建[J].中国市场，2008（52）：159-160.