高职工业机器人职业体验中心建设方案探讨*

李卫民 柳亚输 朱艳 于雯

泰州职业技术学院 江苏泰州 225300

0 引言

国家大力提倡素质教育、创新教育、职业教育，结合我国教育的现状，提出“体验教育”的模式。近年来，职业教育发生了重大的改革，致力于培养符合职业市场需求、符合产业供给侧结构性改革需求的高素质职业技能人才，国家在职业教育方面投入了大量的人力物力，并通过积极开拓校企合作等措施改善教学实训环境，打造了面向各个专业的开放式公共实训基地。依托工业机器人开放式公共实训基地，让学生和家长深入了解未来的职业和职业教育，感受高职校园文化，通过组织与工业机器人职业相关的职业体验教育，让学生亲自实践，体验职业，发现、培养学生职业兴趣、职业认知、职业倾向，指导学生职业规划。

1 工业机器人职业体验中心的定位

1.1 口号定位

体验职业，憧憬未来！

1.2 目标定位

探索工业机器人技术的神秘世界，体验工业机器人技术的职业技能，感受泰州职业技术学院校园文化，发现自己的潜能，遇见未来的自己。

1.3 服务定位

中心的服务宗旨是“一切为了孩子，为了孩子的一切，一切属于孩子”。中心安排专业素质过硬的专兼职教师对工业机器人职业体验项目进行指导，还安排志愿者作为助教，让学生可以得到最专业的指导与最快乐的体验。

1.4 功能定位

1）将科普、生活、学习、娱乐融为一体，将职业文化、产业文化、传统文化融为一体，增强了职业体验教育吸引力。

2）普职融通、社会参与，有普通中小学参与，有企业支持。

3）中心布局科学合理，设施设备先进，注重安全，环境优美，反映最先进的职业理念。

4）中心信息化教学和管理应用程度高；能通过虚拟仿真、交互体验、实际操作等手段全面、立体体验相关职业。

5）能满足学生不同层次的职业体验要求；能面向学生开展不同层次的职业启蒙教育；能兼顾专业教学、技能培训、职业技能鉴定、继续教育等方面的需求。

2 工业机器人职业体验中心实施方案

针对不同年龄层次和不同体验需求的体验者，遵循学生的心智特征和认知规律，设计分层的体验目标，如图1 所示。整个体验过程分为五个模块：工业机器人认知参观学习—工业机器人离线编程操作体验—工业机器人现场编程及操作体验—百变机器人编程与操作体验—3D 打印体验。每个模块根据体验者认知能力差别，分别设计小学生、初中生和高中生的有针对性的项目，让体验者通过看、听、做等多感官参与的方法，了解工业机器人的基本工作原理、应用和基本岗位。探索工业机器人技术的神秘世界，体验工业机器人技术的职业技能，感受高职校园文化，发现自己的潜能。体验过程中“5S”管理体现在细微处。强调团队合作是有效工作的最佳方法。

图1 体验目标

模块一：工业机器人认知

1）使用对象：小学生。体验项目包括：工业机器人认知；工业机器人工作站演示；校中厂参观，与实习同学互动，让每个学生都能近距离地看到机器人技术的应用过程，让学生亲手触摸机器人生产的产品。

2）使用对象：初中生。体验项目包括：初探智能机器人；工业机器人工作站演示；校中厂参观，与实习同学互动，让每个学生都能近距离地看到机器人技术的应用过程，让学生亲手触摸机器人生产的产品；操作机器人体验，以工业机器人认知和展示中心为平台，体验操作不同工业机器人完成指定任务。

3）使用对象：高中生。体验项目包括：初探智能机器人；工业机器人工作站演示；厂中校参观，与实习学生互动，让每个学生都能近距离地看到机器人技术的应用过程，让学生亲手触摸机器人生产的产品；操作机器人体验，以工业机器人认知和展示中心为平台，体验操作不同工业机器人完成指定任务。

模块二：工业机器人离线编程体验

1）使用对象：小学生。体验项目包括：工业机器人仿真应用技术；演示工业机器人基本工作站的创建。

2）使用对象：初中生。体验项目包括：工业机器人仿真应用技术；工业机器人基本工作站的创建；创建工业机器人轨迹程序。

3）使用对象：高中生。体验项目包括：工业机器人仿真应用技术；工业机器人基本工作站的创建；创建工业机器人轨迹程序；创建工业机器人工具。

模块三：工业机器人现场编程及操作

1）使用对象：小学生。体验项目包括：三角形轨迹程序编制与操作。主要利用小型工业机器人IRB120 进行机器人的基本操作，编写三角形程序，介绍基本的运动指令，介绍编写程序的方法、思路，学生编写程序，教师负责调试运行。

2）使用对象：初中生。体验项目包括：复合轨迹程序编制与操作。主要利用小型工业机器人IRB120 进行机器人的基本操作，编写复合程序，介绍基本的运动指令，介绍编写程序的方法、思路，体验示教器的使用，学生编写程序并调试运行。

3）使用对象：高中生。体验项目包括：复合轨迹程序编制与操作。主要利用小型工业机器人IRB120 进行机器人的基本操作，编写复合程序，通过示教器，编写复杂轨迹，介绍基本的运动指令，介绍编写程序的方法、思路，学生编写程序并调试运行。

模块四：百变机器人编程与操作

1）使用对象：小学生。体验项目包括：爬虫机器人；漫步机器人；涂鸦机器人；蠕虫机器人；DIY 吸尘器；托马斯小火车；智能垃圾桶；智能交通红绿灯；智能灭火机器人；智能饮水机；智能巡迹小车；超声波感应风扇；四足机器人；六足机器人；蛇形机器人等。

2）使用对象：初中生。体验项目包括：mBlock创意机器人教育编程启蒙；mBlock 创意机器人教育三合一智能台灯；超声波避障小车；巡迹智能小车；温度监测报警机器人；Mbot 迎宾车；倒车雷达；暗影魔狼等。

3）使用对象：高中生。体验项目包括：双足机器人；履带2 自由度排爆机器人；三角履带3 自由度排爆机器人；万向轮2 自由度排爆机器人；扫地机器人；恐龙机器人；拉车机器人；打球机器人等。

模块五：3D 打印

1）使用对象：小学生。体验项目包括：3D 打印技术的原理（七巧板设计）；3DCAD 软件应用（创意灯罩，笔筒）；曲面与实体混合建模（孔明锁）；设计结果的表达（创意圆珠笔）；设计作品递交及检查（多面体设计）；打印数据的检查与处理（卡通人物）；逆向设计应用（乐高积木）等。

2）使用对象：初中生。体验项目包括：3D 打印技术的原理（七巧板设计）；3DCAD 软件应用（创意灯罩，笔筒手机壳）；曲面与实体混合建模（孔明锁）；设计结果的表达（创意圆珠笔）；设计作品递交及检查（多面体设计）；打印数据的检查与处理（卡通人物）；逆向设计应用（乐高积木）；3D 打印作品的后处理（卡通乌龟）等。

3）使用对象：高中生。体验项目包括：3D 打印技术的原理（七巧板设计）；3DCAD 软件应用（创意灯罩，笔筒手机壳）；曲面与实体混合建模（孔明锁）；设计结果的表达（创意圆珠笔）；设计作品递交及检查（多面体设计）；打印数据的检查与处理（卡通人物）；逆向设计应用（乐高积木）；3D 打印作品的后处理（卡通乌龟）等。

3 工业机器人职业体验中心环境建设

中心各个场馆的布局要结合各实训室的特点、实验实训项目、房间空间结构等合理安排，既要合理利用内部空间，又要能充分展示专业性内容，体现文化需求，使学生进入展馆后就能对展馆的基本功能、实验内容、工业机器人前沿研究有所了解，激发学生对机器人的兴趣。充分利用VR 技术、虚拟仿真技术、动画技术、影音资料集合等信息交互工具，展示机器人行业产品生产的情境。工业机器人实训室“软环境”行业博物馆化是在广泛收集整理行业资料的基础上，采取相应的表现形式予以实现的。

3.1 工业机器人实训室图文平面展示

图文平面展示是实现软环境博物馆化实用的一种形式，具有资料内容多、收集方便等特点，主要包括工业机器人实训中心简介、工业机器人行业不同时期行业发展的成果等。

3.2 工业机器人实景静态复原

工业机器人实景静态复原是将工业机器人的结构进行展示的一种方式，如通过模型、雕塑以及各种道具，提供一个可供学生体验学习的真实的物质基础，让学生能够更好地体会工业机器人魅力所在。

3.3 工业机器人实景动态演示

根据展示直观性的要求，在实景静态复原环境的基础上加入人的因素，利用信息交互工具，如多媒体技术、现代电子数码科技、动画技术、影音资料集合等，展示工业机器人生产的情境，增强学生的直观印象。

3.4 工业机器人实物展示

结合企业生产实际和工业机器人人才培养方案，按照认知—基础训练—综合训练这个学习过程，将工业机器人集中在不同区域进行展示，形成工业机器人认知展示中心、工业机器人基础操作实训室和工业机器人工艺应用实训室。

3.4.1 工业机器人认知与展示实训室

工业机器人认知与展示实训室由工业机器人本体认知工作站、模块化机器人、工业机器人控制认知工作站、工业机器人人机协作工作站、工业机器人双机互动工作站等设施组成。通过该中心，了解机器人发展历史，认识机器人的基本结构和组成，了解工业机器人新技术新应用。

3.4.2 工业机器人基础操作实训室

工业机器人基础操作实训室由工业机器人多功能教学工作站和工业机器人多工艺教学工作站组成。利用该工作站，可以实现基本结构认识、基础操作实训、参数配置联系、在线示教编程实训、简单语言编程实训的教学；结合工具库、基础实训工作台、综合实训工作台实现工具更换、复杂轨迹规划及编程、简单工艺应用的综合实训；利用I0 及PLC实训单元实现工业机器人通信和生产线配合实训。

3.4.3 工业机器人工艺应用实训室

工业机器人工艺应用实训室由工业机器人焊接实训工作站、工业机器人去毛刺实训工作站、工业机器人喷涂实训工作站、工业机器人分拣实训工作站、工业机人数控雕刻实训工作站等组成，可以提供工业机器人工艺实现方式、工作站设计方法、工艺配合技巧、多站配合调试等训练内容。

4 结束语

工业机器人职业体验中心作为高职院校的一项重要职能，充分发挥高职院校在技术人才、实训设备与场地方面的优势，同时，加强中心环境建设作为补充，可以进一步促进学科建设与职业体验教育的深度融合，在培养学生的科技认知和探索能力、传播科技知识、促进崇尚科学的社会氛围等方面发挥重要作用。