蔡凌云

近年來(lái)，有關(guān)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用方面的專業(yè)在各中職和高職院校如雨后春筍般出現(xiàn)。針對(duì)工業(yè)機(jī)器人課程如何教，怎樣教，工作在教學(xué)一線的教師都在不斷地學(xué)習(xí)、嘗試、探索中。

項(xiàng)目教學(xué)法就是在教師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理，信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)。項(xiàng)目教學(xué)法最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”。

筆者通過(guò)兩年的教學(xué)實(shí)踐，采用以項(xiàng)目任務(wù)為載體，將教學(xué)內(nèi)容與生活實(shí)際相結(jié)合，取得了一定教學(xué)效果。

下面以汽車(chē)擋風(fēng)玻璃涂膠任務(wù)為例，簡(jiǎn)述項(xiàng)目任務(wù)的實(shí)施過(guò)程。

一、教材分析與處理

1.教材地位和作用

本課內(nèi)容選機(jī)械工業(yè)出版社的《工業(yè)機(jī)器人實(shí)操與應(yīng)用技巧》一書(shū)第2版的項(xiàng)目六之任務(wù)二掌握常用的RAPID編程指令中的工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)指令。本節(jié)課的任務(wù)難度適中，操作容易，效果明顯。學(xué)好本節(jié)課既要用到前面所學(xué)的知識(shí)，又為后面的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，在教材中起到很好的承上啟下作用。

2.教材處理

項(xiàng)目六是ABB機(jī)器人程序編寫(xiě)實(shí)戰(zhàn)，但是課本主要介紹了四種運(yùn)動(dòng)指令的含義及基本操作，缺少真正意義的應(yīng)用實(shí)例。這些內(nèi)容相對(duì)枯燥，容易降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。于是，筆者對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了處理：以實(shí)際的項(xiàng)目汽車(chē)擋風(fēng)玻璃涂膠軌跡任務(wù)作為載體，將理論知識(shí)與生活實(shí)際有機(jī)結(jié)合。

二、學(xué)情分析及目標(biāo)制定

本專業(yè)主要培養(yǎng)可以從事工業(yè)機(jī)器人的安裝調(diào)試、應(yīng)用與操作、維護(hù)與保養(yǎng)、銷售與售后服務(wù)等一線工人。本課程要求學(xué)生懂得機(jī)器人的基本操作，學(xué)會(huì)常見(jiàn)工作站的示教編程及離線編程。

本節(jié)課的教學(xué)對(duì)象是中職機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)二年級(jí)的學(xué)生。他們已經(jīng)掌握了機(jī)器人操作的基本知識(shí)，并具備了一定的電工操作技能。他們喜操作，愛(ài)挑戰(zhàn)，樂(lè)于接受新知識(shí)，對(duì)機(jī)器人操作感興趣，但有時(shí)細(xì)心不夠，考慮問(wèn)題欠周全。

根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)生情況以及中職機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案，筆者確定了以下三維目標(biāo)。

知識(shí)目標(biāo)：掌握MoveJ、MoveL、MoveC、MoveABSJ指令格式、使用方法及區(qū)別。

能力目標(biāo)：會(huì)使用MoveJ、MoveL、MoveC、MoveABSJ指令完成直線、圓弧等圖形的繪制。

情感目標(biāo)：在以小組為單位的教學(xué)活動(dòng)中，體現(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)與合作;在編程過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。

同時(shí)還把能正確使用MoveJ、MoveL、MoveC、MoveABSJ指令進(jìn)行操作編程，繪制圖形作為教學(xué)重點(diǎn);把圓弧的繪制及圓弧與直線連接點(diǎn)的平滑過(guò)渡處理作為教學(xué)難點(diǎn)。

三、教法學(xué)法制定

本著以項(xiàng)目為載體、理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)理念，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特點(diǎn)，筆者采取了項(xiàng)目教學(xué)和理虛實(shí)（先理論教學(xué)，再虛擬仿真，最后動(dòng)手實(shí)操）相結(jié)合的教學(xué)方法。在教學(xué)過(guò)程中，采取小班制教學(xué)，學(xué)生小組合作、自主探究。同時(shí)還使用了微信群、藍(lán)墨云班課、希沃助手等信息化手段輔助教學(xué)。整個(gè)過(guò)程，教師是主導(dǎo)，學(xué)生是主體。

四、教學(xué)過(guò)程及教學(xué)素材使用

教學(xué)過(guò)程由課前、課中、課后三部分組成。

（一）課前：項(xiàng)目設(shè)置，離線仿真

1.教師公布任務(wù)，學(xué)生制定計(jì)劃

教師利用微信群和云班課公布項(xiàng)目任務(wù)，用藍(lán)墨云班課上傳微課視頻等學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)資源主要包括下面一些內(nèi)容：

機(jī)器人的應(yīng)用視頻：①空調(diào)生產(chǎn)線上的機(jī)器人使用;②機(jī)器人配合機(jī)床加工操作視頻;③紙箱生產(chǎn)線上機(jī)械人涂膠視頻。這些視頻的使用，主要為了讓學(xué)生更好地了解機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中的作用，開(kāi)闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生對(duì)機(jī)器人操作的興趣。涂膠視頻則和本節(jié)課內(nèi)容更加貼近，讓學(xué)生先從視覺(jué)上了解機(jī)器人的涂膠走軌跡情況。

示教器操作使用視頻：①虛擬示教器編程操作演示;②虛擬示教器仿真效果演示;③真實(shí)示教器編程操作演示;④示教點(diǎn)操作演示;⑤走矩形軌跡視頻。通過(guò)這些視頻的學(xué)習(xí)，學(xué)生容易掌握示教器的離線和在線編程方法，同時(shí)還可以學(xué)會(huì)如何示教點(diǎn)和走軌跡。

學(xué)生以小組為單位，制定項(xiàng)目計(jì)劃。學(xué)生制定的計(jì)劃大概分三步：①測(cè)量汽車(chē)擋風(fēng)玻璃的尺寸;②按比例手工或電腦繪制擋風(fēng)玻璃草圖;③用仿真軟件離線編程。

2.分組測(cè)量，明確任務(wù)

學(xué)生分組測(cè)量汽車(chē)擋風(fēng)玻璃的尺寸，繪制擋風(fēng)玻璃的草圖，并上傳至微信群。

通過(guò)微信群，師生互動(dòng)，討論擋風(fēng)玻璃的圖形特點(diǎn)。考慮到學(xué)生的基礎(chǔ)和項(xiàng)目任務(wù)的難易程度，最終教師和學(xué)生共同確定本次教學(xué)的核心任務(wù)是：用機(jī)器人繪制圓角梯形軌跡。

3.離線編程，仿真繪圖

任務(wù)明確后，學(xué)生根據(jù)之前的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)和云班課的微課視頻，他們利用仿真軟件完成圓角梯形的仿真繪圖任務(wù)。并將繪圖的結(jié)果和程序上傳至云班課。

（二）課中：項(xiàng)目實(shí)施，完成任務(wù)

1.展示效果，區(qū)別不同

首先，教師先展示小組同學(xué)的仿真效果和編程語(yǔ)句，通過(guò)對(duì)比，讓學(xué)生再次明確四種運(yùn)動(dòng)指令的區(qū)別及使用時(shí)的注意事項(xiàng)，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)。

2.動(dòng)手操作，繪制圖形

整個(gè)過(guò)程，組內(nèi)同學(xué)相互合作，互相配合，同時(shí)學(xué)生還可以登錄云班課查看學(xué)習(xí)資源。教師則通過(guò)巡堂，發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在問(wèn)題，或現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，或利用希沃助手拍照上傳，為階段性評(píng)講積累素材。

3.階段評(píng)價(jià)，指出問(wèn)題

第一次繪制結(jié)束后，教師集中學(xué)生，進(jìn)行階段性評(píng)價(jià)，找出缺點(diǎn)和不足。問(wèn)題主要集中在兩個(gè)方面：①使用MoveL指令的學(xué)生，圓角半徑設(shè)置不夠合理，走線不夠均勻;②使用MoveC指令的學(xué)生，圓弧和直線之間的連接不夠連貫。這兩點(diǎn)也是教學(xué)的難點(diǎn)。

4.討論解決，突破難點(diǎn)，評(píng)優(yōu)鼓勵(lì)

針對(duì)各小組存在的問(wèn)題，組內(nèi)學(xué)生互相討論，自主探究，或查看微課資源，或訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，尋找答案。小組學(xué)生再次操作，修改完善。因?yàn)橛辛藢?duì)問(wèn)題的關(guān)注、分析和想辦法解決，他們第二次繪制的圖形比第一次更加美觀，線條更加均勻，圓弧和直線銜接連貫。通過(guò)評(píng)價(jià)，最終選出最優(yōu)秀的小組，進(jìn)行頒獎(jiǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生。

5.連線專家，解疑答惑

整個(gè)實(shí)操過(guò)程中，學(xué)生討論教學(xué)難點(diǎn)和突破教學(xué)難點(diǎn)花的時(shí)間最多。有部分同學(xué)對(duì)畫(huà)線均勻和銜接連貫存在疑問(wèn)，于是連線工作在一線的專家，針對(duì)擋風(fēng)玻璃的涂膠工藝進(jìn)行介紹。

通過(guò)連線，學(xué)生了解到：汽車(chē)擋風(fēng)玻璃自動(dòng)涂膠系統(tǒng)是個(gè)很復(fù)雜的系統(tǒng)，它包括自動(dòng)傳輸系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、供膠系統(tǒng)和機(jī)器人涂膠系統(tǒng)等。

學(xué)生還了解到：所有的涂膠，包括機(jī)器人涂膠都是有工藝要求的。在涂膠的過(guò)程中要求快速、一致、均勻，否則會(huì)出現(xiàn)涂膠不均勻現(xiàn)象。因此，用機(jī)器人模擬涂膠的時(shí)候，也希望他走軌跡的速度一致，粗細(xì)均勻。因?yàn)橹挥羞@樣才能有效防止涂膠時(shí)的大頭現(xiàn)象。

通過(guò)專家的介紹后，學(xué)生更加深刻地理解涂膠工藝的內(nèi)涵，同時(shí)也理解了本節(jié)課攻克難點(diǎn)的必要性。

課尾，展示一塊圖形稍復(fù)雜的擋風(fēng)玻璃，要求學(xué)生課后測(cè)量，并使用機(jī)器人按比例繪制涂膠軌跡，并將繪制的圖形上傳至云班課。

（三）課后：任務(wù)拓展，鞏固提高

課尾的拓展任務(wù)是課堂的延伸。將本任務(wù)作為課后拓展，其目的在于進(jìn)一步深化本節(jié)課的教學(xué)知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生有了課堂的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，再來(lái)完成拓展任務(wù)，這樣更加有利于他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和應(yīng)用，同時(shí)也更有助于他們對(duì)教學(xué)的重難點(diǎn)的消化吸收和提高。

五、教學(xué)反思

首先，信息化手段的運(yùn)用。信息化時(shí)代要想充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，離不開(kāi)信息化手段的運(yùn)用。

教師在教學(xué)過(guò)程中，利用藍(lán)墨云班課上傳各種學(xué)習(xí)資源，滿足不同學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求，突破了學(xué)習(xí)的時(shí)空限制，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供方便。教師還可通過(guò)后臺(tái)管理，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，為課堂教學(xué)提供第一手資料。同時(shí)，藍(lán)墨云班課也為教學(xué)評(píng)價(jià)提供了方便。

教師通過(guò)微信群和學(xué)生實(shí)時(shí)互動(dòng)，拉近了師生間的時(shí)空距離。希沃助手為教師及時(shí)采集學(xué)生繪圖情況，為教師評(píng)講提供準(zhǔn)確而及時(shí)的素材，讓教師在評(píng)價(jià)時(shí)有的放矢。學(xué)生在仿真軟件中離線編程，為實(shí)際操作積累經(jīng)驗(yàn)，有效減少實(shí)際操作中安全事故的發(fā)生。

其次，教學(xué)效果。本節(jié)課將理論和實(shí)際相結(jié)合，用項(xiàng)目任務(wù)引領(lǐng)學(xué)生去嘗試、實(shí)踐、探索，有效突出了學(xué)生的主體地位，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，提高了學(xué)生動(dòng)手操作能力。由于項(xiàng)目任務(wù)的難易程度適中，既承載了教材的知識(shí)點(diǎn)，又為學(xué)生完美繪制圖形設(shè)置了障礙。當(dāng)他們通過(guò)自己的努力想辦法去跨越障礙，繪制出自己滿意的圖形時(shí)，他們收獲的不僅是成功后的喜悅和快感，更有自我價(jià)值的實(shí)現(xiàn)和職業(yè)素養(yǎng)的提升。

責(zé)任編輯何麗華