高职院校机器人专业网状项目教学法研究

李 铁

(洛阳职业技术学院 机电工程学院，河南 洛阳 471000)

按照“校厂一体、工学结合，产学合一”的理念对高职院校工业机器人应用专业校企合作的项目教学法进行研究，提出“网状项目教学法”，为区域内培养出急需的工业机器人专业相关人才[1-4]。

1 构建“网状项目教学法”竖线

根据现有学生心理特点和校企融合合作一体化培养模式，以企业需求和岗位需求为主导，结合学生心理特点，运用项目教学法内涵，改革理论教学与实践教学，将理论教学同实践教学有机融合。依托企业专业技术实力、企业生产工艺特点、产品技术特点，提出“网状项目教学法”，将理论课和实践课之间的界线模糊化，将课堂和工厂、实习车间之间的界线模糊化，促进理论教学和实践教学有机融合，促成理论实践一体教学的进一步开展。根据企业对机器人专业实践型人才的需求分析，针对传统的教学规律和经验，按照企业对机器人专业实践型人才的机械专业基础知识、机电专业基础知识、机器人操作基础知识的需求，分别筛选出一门核心课程。

该课程具有一定的综合性的知识体系，即要完成该课程的学习必须对该专业方向的所有基础知识都有一定的涵盖。如果把该核心课程比作树干，该课程所需的其他专业基础知识就可以比作树杈和树枝，通过树干向上逐个项目逐级提高任务难度，对主干课和辅助课程的要求也逐步提高，渐次综合完成各门专业基础课程的学习，网状项目教学法流程如图1所示。

图1 网状项目教学法流程图Fig.1 Flow chart of reticulation project teaching method

该课程的综合性决定了在课程项目教学改革的过程中，很容易通过推进实施该课程项目，综合性地学习和掌握其他相关专业知识。在课程项目设计实施过程中，由于核心课程设计出了若干个由易到难的项目任务，教学中除了需要掌握核心课程的知识外，还需要展开其他相关课程知识的教学，由核心课程教师分析列出每个项目具体内容，再由相关专业课教师针对该项目目标要求进行教学指导。

中期根据企业对机器人专业实践型人才的需求分析，根据传统的教学规律和经验，根据企业对机器人实践型人才在机器人应用操作、生产工艺编制、产品设计开发等综合能力知识方面的需求，完善总体项目设计，改革课程设置，打磨核心课程项目的内容，精修树杈，精选核心课程主要知识点和辅助课知识点，将核心课程知识点和其他相关专业基础课程知识点有机融合在各个项目中，按照企业岗位操作要求、生产工艺特点、产品开发设计的生产流程设置项目，根据企业的技能需求、岗位需求，按照从岗位操作到生产工艺、从生产工艺到产品设计的阶梯式方法安排实践教学。

结合合作企业的专业技术实力、生产特点、产品特点，细化提升“网状项目教学法”总体项目设计，深层次调整课程设置，精心打磨核心课程项目的知识点及每一个知识点的展现形式和教学方法，精修树杈，将每个核心课程的项目知识点同企业产品生产的每个工序有机结合起来，把理论知识和实践技能统一在项目内容中，把学生的课堂学习知识和企业岗位需求无缝融合在项目内容中。在项目学习的同时完成对企业产品知识、岗位操作要求、生产工艺编制和产品设计开发的学习，做到核心课程项目有企业针对性，具有可生产性，使学生在校学到的知识和能力同企业现实生产紧密结合，走出课堂即可进入工厂。软硬结合，将“网状项目教学法”中的任务同实践教学、工厂生产融合，学生在完成理论学习后，在实践教学中将项目中的任务进行实际加工操作，理论实践得以双向反馈，查漏补缺，使任务更切合企业实际，更便于教学实施。

通过调研，掌握教学规律，针对企业对机械基础知识和机电基础知识的需求，设立三门核心课程。选定机械制图课程作为机械专业基础知识核心课程，作为树干，串联起机械制图课程中需要的公差配合知识、金属材料学知识、机械制造基础知识、机械设计知识，将这些课程作为树杈；选定机床电气控制作为机电专业基础知识核心课程，作为树干，串联起电工电子知识、单片机知识、PLC知识、电力拖动知识、通信知识等课程，将这些课程作为树杈；选定工业机器人操作与编程作为机器人操作基础知识核心课程，作为树干，串联起综合生产、机电维修、设备维护、操作编程等知识，将这些课程与实践作为树杈。有目的地设置核心课程项目任务，融合主干课程和树杈课程的相关知识点，主次结合、深浅相补，完成对各门课程、各项知识及技能的深入综合学习。

2 构建“网状项目教学法”横线

针对企业对机械基础知识、机电基础知识、机器人实践与操作的需求，按照企业对机器人实践型人才岗位操作要求、生产工艺特点、产品开发设计等基础知识的需求，结合合作企业的专业技术实力、企业生产特点、产品工艺特点等，设置“网状项目教学法”的横线，通过项目教学法长短横线课程将前述设计的“网状项目教学法”中的竖线连接起来，交织成网。将各个主干课程的项目通过纵线课程有机联系起来，短横线综合两两竖线之间的课程项目，长横线贯穿三个竖线课程，同时结合工厂生产实际，尽量以实习合作企业的生产产品作为主要横线课程项目，并连起竖线课程。

总共设置两个短横线课程和一个长横线课程，课程都以课程设计加实践加工的方式呈现，通过课程设计过程对相关竖线的理论知识进行交融，通过设计后的实践加工将理论知识同加工实践有机融合，将竖线项目中学生的理论知识学习和实践能力融合起来，使学生真实体会到理论知识对实践技能的指导作用和实践技能是理论知识的最终体现，反过来理论知识又是实践操作的最终升华，通过“网状项目教学法”的实施，提升学生理论与实践综合能力。

将电气产品设计作为短横线之一，通过电气产品设计及产品加工，将机械制图知识、公差配合知识、金属材料学知识、机械制造基础知识、机械设计知识、电工电子知识、单片机知识、PLC知识、电力拖动知识、通信知识等交织在一起，同时电气产品以企业生产中的部件为主，有机结合了机械基础知识、机电基础知识和企业生产实际，按照企业的工艺规程、设计规程、加工操作要求等严格要求学生，提升学生的机电、机械综合专业实力。

将机器人故障维修课程作为另外一个短横线，通过机器人故障排查项目的实施，串联电工电子知识、单片机知识、PLC知识、电力拖动知识、通信知识、维修维护知识、操作编程知识，将主要项目确定为企业实际使用过程中的常见故障项目，通过故障的排查，迅速提升机电基础知识、机器人基础知识和复杂问题解决能力，提升学生机器人、机电方向综合能力。

将工业机器人夹具设计作为连接三个竖线的长横线，通过夹具项目的设置，机械基础知识、机电基础知识、机器人操作基础知识、岗位操作、生产工艺、产品设计等基础知识完全融合在一起，设置机器人非标夹具设计项目任务，由企业资深工程师作为项目学习指导教师，以现代学徒制的教学形式负责通体规划和技术细节指导。通过此项目的实施，将产品设计、液压与气动、机械设计、机器人操作、机电控制等知识综合运用，完成学生从竖线散点知识到横线综合能力的提升，从短横线小范围综合能力到专业总体综合能力的提升，通过长横线的串联完成专业综合素质的升华。

图2 网状项目教学法流程图Fig.2 Flow chart of reticulation project method

3 “网状项目教学法”实施成效

“网状项目教学法”竖线和横线相互交织成网，形成体系化、综合化的课程培养体系，每个项目即是一个小的综合体，将项目涉及的知识技能综合传授给学生，在主干课程教师的带领下，在辅助课程教师的穿插指导下，在企业师傅的现场技艺传授中，提升学生专业综合能力，改善原来理论实践“两张皮”、所学知识点散乱枯燥、所练技能繁琐无味、所学知识与所用知识无法有机结合的问题。

4 结语

通过学校和企业共同建设工业机器人专业，改革教学手段，建立“网状项目教学法”，将企业实际同教学融合，将教学场景搬到企业车间里去，实现知识与实践零距离，保证学生综合素质提升，毕业生从课堂到企业零距离，进入岗位即具备岗位工作能力，为地区机器人产业输入优秀的实用型人才，为地区内产业建设、转型升级、经济发展提供有力支撑。