蔡干杰 王偉雄 顧曄

摘要：三菱RV-3SD機(jī)器人搬運(yùn)作業(yè)編程項(xiàng)目是獲全國職業(yè)院?，F(xiàn)代制造及自動(dòng)化技術(shù)教師大賽一等獎(jiǎng)作品，也是智能制造專業(yè)群工業(yè)機(jī)器人一體化教學(xué)中的基礎(chǔ)課程。筆者以在企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目的內(nèi)容作為本教學(xué)項(xiàng)目，讓學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”，通過資訊、決策、計(jì)劃、實(shí)施、檢查、評(píng)價(jià)和教學(xué)成果展示的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，來培養(yǎng)學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人編程的技能。

關(guān)鍵詞：搬運(yùn)作業(yè)編程 工業(yè)機(jī)器人 教學(xué)設(shè)計(jì)

課題：本文系2018年江西省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“以太網(wǎng)+三菱RV- 3SD搬運(yùn)工業(yè)機(jī)器人的通訊裝置試驗(yàn)研究”（立項(xiàng)編號(hào)GJJ161362）、江西省機(jī)電技師學(xué)院校級(jí)課題“工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)建設(shè)的研究與實(shí)踐”（立項(xiàng)編號(hào)|X|DXY-17-04）、江西省機(jī)電技師學(xué)院校級(jí)課題“基于多專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)需求的逆向工程開發(fā)與研究”（立項(xiàng)編號(hào)JXJDXY-18-10）的階段性研究成果。

基于行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)理念，以筆者在企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目的典型內(nèi)容作為本教學(xué)項(xiàng)目，讓學(xué)生在“學(xué)中做、做中學(xué)”，通過資訊、決策、計(jì)劃、實(shí)施、檢查、評(píng)價(jià)和教學(xué)成果展示的教學(xué)過程設(shè)計(jì)，來綜合培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力。

一、教學(xué)目標(biāo)

基于以上的教學(xué)思路，本文認(rèn)為三菱RV-3SD機(jī)器人搬運(yùn)作業(yè)編程項(xiàng)目學(xué)習(xí)要和工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用企業(yè)對(duì)職業(yè)崗位能力資格的實(shí)際需求，來確定學(xué)習(xí)項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)。

1.工作能力

會(huì)對(duì)工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)、碼垛作業(yè)編程;會(huì)使用工業(yè)機(jī)器人的常用典型指令;通過項(xiàng)目工作導(dǎo)向教學(xué)過程，養(yǎng)成良好的7S管理的清潔、清掃的職業(yè)習(xí)慣和道德。

2.方法能力

通過“編程一仿真一調(diào)試一優(yōu)化調(diào)試”等實(shí)際工作過程體驗(yàn)，養(yǎng)成發(fā)揮創(chuàng)造性思維優(yōu)化工作工序的獨(dú)立解決問題的能力;能提高機(jī)器人工作效率，使其在最優(yōu)狀態(tài)運(yùn)行;通過小組成員間互相協(xié)作學(xué)習(xí)，借助教材、學(xué)材、學(xué)習(xí)任務(wù)書制訂計(jì)劃并加以實(shí)施，養(yǎng)成手腦并用、主動(dòng)探究的“做中學(xué)，學(xué)中做”的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

3.社會(huì)能力

小組成員互相協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)交流，學(xué)會(huì)合作，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)意識(shí);評(píng)價(jià)分步跟進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生手腦并用、主動(dòng)參與、促進(jìn)思維、優(yōu)化學(xué)法、提高興趣。養(yǎng)成“思而行”的習(xí)慣，形成樂思、樂做、樂學(xué)的專業(yè)素養(yǎng)。

二、學(xué)情分析

本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)對(duì)象為高技工班機(jī)電一體化技術(shù)（工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方向）專業(yè)二年級(jí)學(xué)生，共40人。通過問卷調(diào)查和對(duì)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生進(jìn)行訪談，考察了學(xué)生以往學(xué)過的知識(shí)與即將學(xué)習(xí)的新知識(shí)有直接或內(nèi)在聯(lián)系的題目，考核了單片機(jī)、C語言、工業(yè)機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)和工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)線安裝等與本項(xiàng)目相關(guān)基礎(chǔ)課程的基本知識(shí)，具備了相關(guān)知識(shí)基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)積極性很高，有利于項(xiàng)目任務(wù)的順利實(shí)施和職業(yè)能力的形成。為了使本教學(xué)項(xiàng)目更貼近崗位職業(yè)能力需求，符合高職學(xué)生認(rèn)知水平和規(guī)律，為此把項(xiàng)目教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行由淺入深的分解細(xì)化，確定了四個(gè)子任務(wù)及分別所要學(xué)會(huì)的知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)，通過魚骨圖的形式展現(xiàn)給學(xué)生，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

三、教學(xué)過程設(shè)計(jì)

基于以上分析，本項(xiàng)目擬采用教學(xué)方法有：理實(shí)一體化項(xiàng)目教學(xué)法，分小組探究式學(xué)習(xí)，任務(wù)驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)。帶領(lǐng)學(xué)生到企業(yè)現(xiàn)場操作，提高學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)興趣。靈活運(yùn)用了講授法、討論法、演示教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴法在教學(xué)過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生能更高效地學(xué)習(xí)本項(xiàng)目知識(shí)。

教學(xué)的硬件環(huán)境為理論實(shí)踐一體化教室，包括：理論教學(xué)區(qū)、生產(chǎn)實(shí)訓(xùn)區(qū)、信息查詢區(qū)和工具存放區(qū)。根據(jù)所擁有的10套教學(xué)設(shè)備，將40名學(xué)生分為10組，每組4人，4人中選舉一個(gè)為組長，其他3人為組員。按照“做中學(xué)、學(xué)中做”的行動(dòng)導(dǎo)向方法積極開展教學(xué)，以學(xué)生為主體，通過教師的引導(dǎo)完成技能知識(shí)的學(xué)習(xí)。

在教學(xué)的進(jìn)行過程中兩位教師同時(shí)參與教學(xué)與組織管理，在一位教師進(jìn)行授課時(shí)，另一位教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行監(jiān)督評(píng)價(jià)，及時(shí)提醒與糾正較差學(xué)生的懈怠行為，以保證教學(xué)環(huán)節(jié)有效進(jìn)行，從而提高學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的接受理解能力。在進(jìn)行實(shí)際操作訓(xùn)練時(shí)，兩位教師各負(fù)責(zé)5組學(xué)生的指導(dǎo)工作，這樣可減輕教師的工作負(fù)荷，提高指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐的工作效率，增加教學(xué)實(shí)施的可行性與學(xué)生實(shí)際操作的安全性。

以下是筆者實(shí)施本項(xiàng)目教學(xué)過程的六個(gè)階段。

1創(chuàng)設(shè)情境、明確任務(wù)（資訊）20分鐘

（1）教學(xué)內(nèi)容。教師為學(xué)生制定了詳細(xì)的工作任務(wù)書，學(xué)生分組、技術(shù)準(zhǔn)備、理解本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)任務(wù)、小組協(xié)作進(jìn)行資訊階段，學(xué)習(xí)討論如何編程、安全操作注意事項(xiàng)、講解機(jī)器人搬運(yùn)、碼垛作業(yè)使用到的相關(guān)控制程序命令。

（2）教師活動(dòng)。通過動(dòng)畫模擬機(jī)器人搬運(yùn)作業(yè)的運(yùn)動(dòng)軌跡，在理實(shí)一體化教室，即模擬工廠里的工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)作業(yè)出現(xiàn)故障，程序丟失（由此故障引出工業(yè)機(jī)器人的搬運(yùn)作業(yè)進(jìn)行人工編程），教師指導(dǎo)小組完成操作，編程相關(guān)軟件和設(shè)備工具準(zhǔn)備。向?qū)W生提問分析如何解決故障？教師發(fā)放4個(gè)任務(wù)工作書，巡回指導(dǎo)，穿插講解機(jī)器人語言規(guī)格。引導(dǎo)學(xué)生提問：手工編程應(yīng)該從何入手，思路如何建立？

（3）學(xué)生活動(dòng)。完成分組，4人一組，共分10組，每組一套設(shè)備，每組選一個(gè)組長，完成記錄并參與初步討論，學(xué)生機(jī)器人命令語句知識(shí)準(zhǔn)備，討論查閱資料，傾聽與思考問題。

2.分析任務(wù)，決策方案（30分鐘）

這一環(huán)節(jié)筆者給出項(xiàng)目相關(guān)的資源目錄及在程序編寫中用到的新知識(shí)和新技術(shù)，如通過SolidWorks平臺(tái)添加插件使機(jī)器人程序自動(dòng)生成，再通過小組討論，集體決策，最終確定決策方案，

（1）教學(xué)內(nèi)容。制定決策方案，完成程序編寫路線設(shè)計(jì)，介紹最新的編程方法和新技術(shù)（學(xué)院又暫時(shí)無法實(shí)施的新技術(shù)）

通過SolidWorks平臺(tái)添加MELFA-Works軟件進(jìn)行機(jī)器人程序自動(dòng)生成功能，建立三維仿真模型。

（2）教師活動(dòng)。教師給出本階段的資源目錄及在程序編寫路線中用到的新知識(shí)和新技術(shù)，強(qiáng)調(diào)考慮實(shí)施過程中的注意事項(xiàng)，安全操作規(guī)程。

（3）學(xué)生活動(dòng)。每個(gè)學(xué)生制定一個(gè)程序編寫路線，小組討論，若有質(zhì)疑，可向教師提問，匯總一份小組編程路線。

3.做好準(zhǔn)備（計(jì)劃）20分鐘

根據(jù)以上決策方案制訂詳細(xì)的、可操作的執(zhí)行計(jì)劃。

（1）教學(xué)內(nèi)容。完成控制程序流程圖的編制，學(xué)生完成工作任務(wù)計(jì)劃。

（2）教師活動(dòng)。演示一個(gè)簡單的控制程序編寫和仿真的案例，要求學(xué)生完成控制程序流程圖的編寫，重點(diǎn)講解：子程序應(yīng)用。

（3）學(xué)生活動(dòng)。由組長主持進(jìn)行組內(nèi)分工，每個(gè)組員要求完成1到2個(gè)主要工作任務(wù)，組長完善整個(gè)項(xiàng)目的程序流程圖，完成工作任務(wù)計(jì)劃。

4.實(shí)施計(jì)劃（60分鐘）

這一環(huán)節(jié)是要學(xué)生將制訂的計(jì)劃付諸實(shí)踐，檢驗(yàn)計(jì)劃的準(zhǔn)確性，培養(yǎng)學(xué)生在工作崗位上的現(xiàn)場編程能力和實(shí)際動(dòng)手能力。根據(jù)各任務(wù)程序流程圖，進(jìn)入實(shí)施階段，按照流程進(jìn)行現(xiàn)場編程，仿真運(yùn)行程序，解決程序運(yùn)行中出現(xiàn)的問題。

（1）教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)各任務(wù)程序流程圖，進(jìn)入實(shí)施階段，按照流程進(jìn)行現(xiàn)場編程，仿真運(yùn)行程序，解決程序運(yùn)行中出現(xiàn)的問題。

（2）教師活動(dòng)。要求學(xué)生按照程序流程完成現(xiàn)場編程，按流程圖來編寫控制程序，程序流程圖，難點(diǎn)講解。

（3）學(xué)生活動(dòng)。實(shí)踐操作，按程序流程進(jìn)行現(xiàn)場編程，以小組為單位，共同討論項(xiàng)目，完成項(xiàng)目。

5.檢查控制（10分鐘）

通過檢查控制的環(huán)節(jié)，進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人編程調(diào)試的能力以及發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

（1）教學(xué)內(nèi)容。完成成果報(bào)告，小組討論與記錄，設(shè)備檢查與關(guān)閉。

（2）教師活動(dòng)。教師指導(dǎo)學(xué)生完成報(bào)告，檢查程序問題，檢查和關(guān)閉設(shè)備。

（3）學(xué)生活動(dòng)。學(xué)生按任務(wù)要求對(duì)程序進(jìn)行運(yùn)行檢查，完成報(bào)告，檢查和關(guān)閉設(shè)備。

6.評(píng)價(jià)與總結(jié)（20分鐘）

通過學(xué)生自我評(píng)價(jià)、小組互評(píng)、教師點(diǎn)評(píng)等環(huán)節(jié)，使學(xué)生進(jìn)一步加深所學(xué)知識(shí)的理解，最終達(dá)到提高綜合能力的目標(biāo)。

（1）學(xué)生學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)。先由學(xué)生自評(píng)和組內(nèi)互評(píng)與小結(jié)，再由教師點(diǎn)評(píng)和總結(jié);并填寫自評(píng)表、互評(píng)表和書面總結(jié)，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（2）教師教學(xué)評(píng)價(jià)。重視學(xué)生的參與，以學(xué)生為主體，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;教師引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)活動(dòng).構(gòu)建和諧課堂，達(dá)到了教學(xué)目的。

三、教學(xué)成果

近年來，筆者學(xué)校工業(yè)機(jī)器人項(xiàng)目一體化教學(xué)設(shè)計(jì)在相關(guān)的各課程教學(xué)進(jìn)行推廣實(shí)施后，促進(jìn)了學(xué)校人才培養(yǎng)質(zhì)量。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)學(xué)生在技能大賽上獲得了國家級(jí)省級(jí)大賽獎(jiǎng)36項(xiàng)，其中筆者學(xué)校在首屆全國工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用技能大賽中包攬了職工組學(xué)生組雙第一名;在全國首屆電切削工職業(yè)技能競賽總決賽獲得了第一名;在2018年中國技能大賽

全國智能制造技術(shù)技能大賽省賽上包攬了職工組學(xué)生組雙第一名和國賽二等獎(jiǎng)，使得筆者學(xué)校技術(shù)技能人才培養(yǎng)質(zhì)量顯著提升。在師資隊(duì)伍方面，榮獲了國家級(jí)技能大師工作室1個(gè)，國務(wù)院特殊津貼專家2人，全國技術(shù)能手2人，江西省技能大師工作室2個(gè)，江西省技術(shù)能手5人，江西省首席技師4人;在專業(yè)建設(shè)方面智能制造專業(yè)群中的兩個(gè)專業(yè)于2018年獲批江西省高水平高等職業(yè)院校優(yōu)勢(shì)特色專業(yè)建設(shè)立項(xiàng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)悅，李楠，探討電工電子理論與實(shí)踐如何實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)[J]教育現(xiàn)代化，2015（16）.

[2]王國鋒，陳志祥，基于工作過程的《零件的數(shù)控車削加工》項(xiàng)目課程開發(fā)[J]職業(yè)教育研究，2011（6）.

[3]周明虎，汪木蘭，封世新，項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施與典型案例分析[J]中國現(xiàn)代教育裝備，2010（13）.