蔡麗娟 蔡佳麗 楊謀 白梅

摘要：本文基于《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》課程教學(xué)優(yōu)化的目標(biāo)，針對該課程教學(xué)模式陳舊、考核評價標(biāo)準(zhǔn)難以真實反映學(xué)生的綜合能力、課程內(nèi)容實際應(yīng)用性不夠的問題，對照“金課”的“兩性一度”標(biāo)準(zhǔn)，最后給出改革課程教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變課程的考核與評價方式，重新構(gòu)建課程教學(xué)內(nèi)容等相應(yīng)的優(yōu)化方案，以圖消滅“水課”，打造“金課”。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人;金課;課程體系;改革

中圖分類號：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）26-0204-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

2018年6月，陳寶生部長在教育部召開的第一次中國高等學(xué)校本科教育工作會議上提出，要消滅“水課”、建設(shè)“金課”。同年11月，教育部高教司司長吳巖在第11屆中國大學(xué)教學(xué)論壇上給“水課”和“金課”做了精確的定義——“水課”就是低階性、陳舊性的課，是教師不用心上的課;“金課”的本質(zhì)歸納為“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度[1]。

《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的一門核心專業(yè)課程，這門課程主要介紹如何通過軟件模擬創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人工作站，模擬工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動軌跡，使用smart組件創(chuàng)建動態(tài)效果等內(nèi)容。

隨著時代的進(jìn)步，以及我國教育改革的推進(jìn)，傳統(tǒng)的教學(xué)方式在《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》該門課程的教學(xué)上已顯現(xiàn)出很多的弊端，教學(xué)改革刻不容緩。而如何快速有效地找準(zhǔn)傳統(tǒng)課程教學(xué)中存在的問題與弊端，并且有針對性地提出改革方案，成為該門課程教學(xué)改革中最重要的內(nèi)容。教育部關(guān)于“金課”建設(shè)的指導(dǎo)性文件的出臺，則為《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》課程的教學(xué)改革給出了明確目標(biāo)，指明了方向。

1 《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》課程建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)模式

《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》是一門軟件課程，作者所在的學(xué)校在教學(xué)時引入的是ABB的RobotStudio軟件。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下的流程是，學(xué)生們坐在機(jī)房里，老師在講臺電腦上演示操作過程，然后學(xué)生們在電腦上進(jìn)行練習(xí)，最后進(jìn)行考試以檢驗學(xué)生們的掌握情況。這種模式下學(xué)生大多不會在課前預(yù)習(xí)，在課堂上也僅限于完成老師布置的任務(wù)，在課后也只有極少數(shù)的同學(xué)愿意去繼續(xù)研究軟件功能。并且，這種模式下老師花費太多的時間來講解基本操作，或者解答同學(xué)們的基本操作問題，忽視了不同學(xué)生的個性化教學(xué)需求，以及學(xué)生高階思維訓(xùn)練的需求。

1.2 評價標(biāo)準(zhǔn)難以反映學(xué)生綜合能力的水平

“水課”的產(chǎn)生原因有兩點：一是教師本身教學(xué)方法和教學(xué)能力存在不足，二是學(xué)生評價體系不完善，學(xué)生只想著如何應(yīng)付考試，沒有真正從課堂中學(xué)到真本領(lǐng)。目前該課程由教師采用50%（平時成績）+50%（期末成績）的評價模式評定學(xué)生成績?？瓷先W(xué)生總成績中的50%考慮了過程學(xué)習(xí)，但在實際教學(xué)中僅僅依靠課堂上布置的任務(wù)來評定學(xué)生平時成績是完全不夠的。因為給學(xué)生們布置的任務(wù)往往是一樣的，經(jīng)常出現(xiàn)一人會，人人會的現(xiàn)象，沒有考慮到學(xué)生的真實掌握情況，也無法做到對學(xué)生們進(jìn)行高階知識、高階能力與高階思維的訓(xùn)練。所以學(xué)生獲得的成績并不能體現(xiàn)學(xué)生的真實能力。

1.3 教學(xué)內(nèi)容實際應(yīng)用性不夠

作者所在學(xué)校的工業(yè)機(jī)器人離線編程軟件采用的是ABB的Robotstudio軟件，該軟件可以做到在離線的情況下對工業(yè)機(jī)器人的軌跡進(jìn)行規(guī)劃，即工業(yè)機(jī)器人離線編程功能，該功能可以讓使用者在實際創(chuàng)建工作站之前提前直觀、清楚地了解到工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用場景，在新產(chǎn)品生產(chǎn)之前對生產(chǎn)線進(jìn)行調(diào)試和編程，有非常強(qiáng)大的實用性。所以在該門課程的教學(xué)中，我們的授課本應(yīng)該與相應(yīng)的專業(yè)崗位工作內(nèi)容相對應(yīng)，但在傳統(tǒng)的教學(xué)中，該門課程充斥大量的軟件基礎(chǔ)操作講解，在實際應(yīng)用性方面內(nèi)容非常少，這使得學(xué)生無法從軟件教學(xué)銜接到工業(yè)機(jī)器人的實際應(yīng)用上去，學(xué)生的理論與實際應(yīng)用能力脫節(jié)。

2 對照“金課”標(biāo)準(zhǔn)，《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》課程的改革

既然要對課程進(jìn)行改革，首先就要明確金課的標(biāo)準(zhǔn)。金課的標(biāo)準(zhǔn)就是要培養(yǎng)學(xué)生具有解決復(fù)雜問題的高級思維和綜合能力，在教學(xué)內(nèi)容上要體現(xiàn)前沿性和時代性，在教學(xué)形式上要體現(xiàn)互動性和多樣性，最后的學(xué)習(xí)結(jié)果也要體現(xiàn)探究性和個性化[2]。在課程的實施過程中學(xué)生需要跳一跳才能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 改革教學(xué)模式

采用多樣化的教學(xué)模式能體現(xiàn)課程“創(chuàng)新性”?！豆I(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》課程主要以線上線下混合模式來開展教學(xué)。課程依托于學(xué)校的在線教學(xué)平臺，學(xué)生在上課前通過線上學(xué)習(xí)掌握本節(jié)課的基本操作內(nèi)容，上課時老師可以專注于答疑和對學(xué)生進(jìn)行針對性練習(xí)，真正做到把課堂交給學(xué)生，以學(xué)生為中心，讓老師“講”轉(zhuǎn)變?yōu)槔蠋煛皩?dǎo)”，學(xué)生“聽”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生“演”[3]。如在學(xué)習(xí)手動操縱工業(yè)機(jī)器人這一內(nèi)容教學(xué)中，老師把原來在課堂上講解操作的內(nèi)容放在線上讓同學(xué)自主學(xué)習(xí)，在課堂中則采用開放式的教學(xué)形式，設(shè)計各種實際操作問題，探究式學(xué)習(xí)，有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)能力發(fā)展，具體步驟如圖1所示。

由于在robotstudio軟件中虛擬操縱機(jī)器人動作簡單，對于同學(xué)們來說操作起來挑戰(zhàn)度不夠，但是經(jīng)過教學(xué)改革，將虛擬操縱機(jī)器人放在線上讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，老師在課堂教學(xué)中通過設(shè)計不同的實訓(xùn)任務(wù)，讓同學(xué)們分組把在線上學(xué)到的示教器操作運(yùn)用到實際的機(jī)器人上，通過手動操縱將機(jī)器人擺放到指定位置，然后通過各組互相指定位置來實現(xiàn)學(xué)生互評。這樣的教學(xué)方式既能檢驗同學(xué)們的學(xué)習(xí)情況，又能激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情和探索能力，更能將軟件應(yīng)用和實際機(jī)器人應(yīng)用相結(jié)合。

2.2 改革評價體系

針對以往的課程考核無法真實反映學(xué)生的真實水平這一問題，我們對照“金課”要求，改革課程評價體系，重視學(xué)習(xí)過程，注重培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，建立了金課評價體系，如圖2所示。我們將以往的50%（平時成績）+50%（期末成績）的學(xué)生成績評定模式轉(zhuǎn)變成20%（課堂出勤）+30%（線上平臺學(xué)習(xí)）+30%（課堂表現(xiàn)）+20%（期末考試）。學(xué)生的考勤和基本知識的學(xué)習(xí)都通過學(xué)校線上平臺統(tǒng)計，而學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)，如參與課堂討論、師生互動、提出問題與解決問題、團(tuán)隊協(xié)作等表現(xiàn)都可以通過教學(xué)管理系統(tǒng)計入課堂表現(xiàn)成績。

2.3 重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容

RobotStudio軟件的功能是非常強(qiáng)大的，軟件中幾乎涵蓋了ABB工業(yè)機(jī)器人的所有型號，在教學(xué)中完全可以通過創(chuàng)建機(jī)器人系統(tǒng)來虛擬操作示教器，達(dá)到現(xiàn)場操作機(jī)器人運(yùn)動的效果。針對我院《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》課程教學(xué)內(nèi)容的實際應(yīng)用性不夠的問題，經(jīng)過調(diào)研與實踐之后，教學(xué)團(tuán)隊達(dá)成共識，在原有內(nèi)容上增加一些具有實際應(yīng)用性的內(nèi)容，見表1。

例如在原有創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人基本仿真工作站的內(nèi)容上增加實際工業(yè)生產(chǎn)常用的焊接、搬運(yùn)、噴涂、激光切割等工業(yè)機(jī)器人工作站，而我校實訓(xùn)室正具備這些工業(yè)生產(chǎn)中常見的工業(yè)機(jī)器人工作站，學(xué)生可以實際測量工作站中工業(yè)機(jī)器人、工件的位置，按實際位置去RobotStudio仿真軟件中擺放，這樣讓枯燥的軟件操作與實際應(yīng)用連接起來，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。在工業(yè)機(jī)器人工作站系統(tǒng)模型的創(chuàng)建中，優(yōu)先采用實際企業(yè)工作需要的焊槍、夾具等三維模型進(jìn)行操作。在創(chuàng)建工業(yè)機(jī)器人搬運(yùn)碼垛工作站的動畫效果時，需要用到很多信號連接，學(xué)生在學(xué)習(xí)該項目時常常表現(xiàn)很吃力，在教學(xué)內(nèi)容上增加用簡單的事件管理器創(chuàng)建搬運(yùn)碼垛動畫效果，然后再深入到用smart組件去創(chuàng)建動畫效果。

3 結(jié)束語

本文對照“金課”標(biāo)準(zhǔn)，分析現(xiàn)有《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》課程存在的問題，并針對問題重新對課程做出相應(yīng)調(diào)整。未來的課程建設(shè)將以“金課”建設(shè)為指導(dǎo)，以學(xué)生個性化發(fā)展為核心，強(qiáng)調(diào)過程化教學(xué)和個性化教學(xué)[4]。我們要改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)模式，充分利用信息化教學(xué)手段，采用線上線下混合式教學(xué)模式，重視學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合能力的培養(yǎng)，消滅“水課”，打造“金課”。

參考文獻(xiàn)：

[1] 吳巖.建設(shè)中國“金課”[J].中國大學(xué)教學(xué)，2018（12）：4-9.

[2] 陸國棟.治理“水課” 打造“金課”[J].中國大學(xué)教學(xué)，2018（9）：23-25.

[3] 宇曉明，張斌，胡朝斌，等.“機(jī)械制圖”金課式課程體系研究與實踐路徑[J].教育現(xiàn)代化，2019，6（65）：108-110.

[4] 慕陳喆.高職“機(jī)械制造與自動化”專業(yè)“金課”式課程體系研究[J].智庫時代，2018（52）：174，178.

【通聯(lián)編輯：光文玲】