孫登科
摘 要:以“焊接機器人編程與應(yīng)用”課程為例, 對接焊接機器人操作員崗位能力需求,重構(gòu)課程教學內(nèi)容, 將企業(yè)難題分解轉(zhuǎn)換為教學案例,并將項目蘊含的新技術(shù)、新規(guī)范等有機融入教學內(nèi)容,展開項目化教學,實現(xiàn)崗課賽證融通,提高了課程的教學質(zhì)量。
關(guān)鍵詞:機器人編程 崗位能力 課堂革命 項目化教學
1 引言
國家“十四五規(guī)劃”在“深入實施制造強國戰(zhàn)略”篇章明確提出了“推動制造業(yè)優(yōu)化升級”的遠景目標,機器人焊接技術(shù)是焊接生產(chǎn)走向智能化的核心。對接焊接機器人操作員崗位能力需求,依據(jù)國家高等職業(yè)學校專業(yè)教學標準、人才培養(yǎng)方案、課程標準等,參照金磚國家職業(yè)技能大賽“焊接機器人編程、操作與維護”賽項技術(shù)規(guī)程、“1+X”焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級證書認證標準,基于工作過程重構(gòu)《焊接機器人編程與應(yīng)用》課程教學內(nèi)容,實現(xiàn)崗課賽證融通。以橋梁支架直線焊縫生產(chǎn)工藝編制等四個項目為載體由易到難實施項目化教學。本教學項目源于國家級協(xié)同創(chuàng)新中心承擔的國內(nèi)某重型工程機械龍頭企業(yè)“挖掘機箱式斗桿機器人焊接工藝編制”技術(shù)難題,由雙導(dǎo)師教學團隊(技能大師擔任企業(yè)導(dǎo)師、雙師型教師擔任學業(yè)導(dǎo)師)進行分析、分解轉(zhuǎn)換為教學案例,并將項目蘊含的新技術(shù)、新規(guī)范等有機融入教學內(nèi)容,基于箱式斗桿機器人焊接工作過程將本項目分解為8個教學任務(wù)展開項目化教學。
2 課堂革命解決的問題
本課程立足崗位能力需求,依托國家級協(xié)同創(chuàng)新中心,優(yōu)選中心承擔的橫向課題,對接國家專業(yè)教學標準、人才培養(yǎng)方案,參考職業(yè)技能大賽賽項規(guī)程、“1+X”職業(yè)技能等級證書認證標準等要求,由校企雙導(dǎo)師教學團隊分析分解橫向課題中蘊含的機器人焊接圓弧焊縫、T型接頭焊接等8個典型工作任務(wù),轉(zhuǎn)化為教學項目,融入“感悟工匠精神,捍衛(wèi)質(zhì)量安全,立志技能報國”的思政主題,按照“真崗實境,循環(huán)遞進”的教學模式,依托國家級教學資源庫、機器人虛擬仿真系統(tǒng)、實時投屏等信息化教學資源和技術(shù),校企雙導(dǎo)師組織教學,以產(chǎn)品檢驗、技能大賽、1+X證書等標準為評價體系開展評價,實現(xiàn)校企“雙元育人”, 服務(wù)區(qū)域裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級,培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型技術(shù)技能人才。
3 課堂革命實施
3.1 總體教學安排
將“挖掘機箱式斗桿機器人焊接工藝編制”技術(shù)難題轉(zhuǎn)化為“焊接機器人箱式斗桿焊縫的編程與焊接”教學項目,融入新規(guī)范、賽證考點及勞動教育等內(nèi)容,依據(jù)箱式斗桿焊縫的機器人編程與焊接工作流程,按焊前準備(坐標系設(shè)置與應(yīng)用)、軌跡示教、編程與焊接、焊后檢測(缺陷分析)劃分為8個任務(wù)。如圖1所示。
3.2 具體教學實施
1.校企協(xié)同,融入真實項目,循環(huán)遞進開展教學活動
本項目8個任務(wù)基于企業(yè)生產(chǎn)過程,按照課前自主探究、課中五步引導(dǎo)、課后分層拓展三個階段,通過“導(dǎo)任務(wù)、識動作、練操作、究難題、談體會”五步組織教學。如圖2
第一階段:課前——自主探究
課前,學生利用云課堂平臺完成課前測試,自學微課《大國工匠盧仁峰獨手焊俠為國鑄劍》,培養(yǎng)嚴謹求實的學習態(tài)度。教師根據(jù)在線測試結(jié)果,了解學生學習情況,調(diào)整教學實施方案。
第二階段:課中——五步引導(dǎo)
課中,雙師型教師、企業(yè)專家和學生基于企業(yè)工作真實情境,按照任務(wù)流程和難度,完成“管板接頭機器人虛擬編程、管板接頭機器人軌跡示教編程、機器人焊接工藝設(shè)置及焊接”三個子任務(wù),按照“識動作-練操作-究難題”循環(huán)遞進,以“管板接頭機器人虛擬編程”子任務(wù)為例,如下:
●導(dǎo)任務(wù)教師通過播放焊接操作視頻,布置本次課任務(wù):箱式斗桿機器人管板接頭焊接。各小組成員分析管板件任務(wù)圖紙及實物,明確本節(jié)課任務(wù)。
●識動作教師針對挖掘機箱式斗桿焊縫特點,完成虛擬編程操作系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置,載入焊接件模型,演示示教步驟,引導(dǎo)學生跟練,完成考核評價表。
●練操作學生消化和吸收教師講解的重點,進行軟件環(huán)境和坐標系統(tǒng)設(shè)置,焊接件模型加載,完成管板接頭虛擬編程操作訓練,撰寫學生工作手冊,為后續(xù)焊接機器人在線編程和焊接打下基礎(chǔ)。
究難題為快速解決學生操作難題,設(shè)置小組間虛擬仿真編程操作競賽,組內(nèi)成員完成操作,檢驗正確即為通過。該方法迅速提高課堂趣味性、增強小組凝聚力,強化訓練、夯實技能。
談體會在“識動作-練操作-究難題”循環(huán)遞進結(jié)束后,教師以學生操作中出現(xiàn)的問題及解決方法為切入點,點評各小組訓練中的亮點與需要改進的地方,總結(jié)本次課重難點完成情況,布置課后作業(yè)。
第三階段:課后——分層拓展
學生查漏補缺,完成拓展任務(wù)“焊接機器人在挖掘機回轉(zhuǎn)支撐座焊接中的應(yīng)用”,鞏固強化管板圓弧編程與焊接技能,積極參與志愿活動,用焊接專業(yè)技能解決福利院家具損壞等問題,服務(wù)社會。教師收集管板接頭焊縫缺陷素材,形成斗桿焊縫缺陷案例庫。
2.虛實結(jié)合,活用教學資源,突破重點難點
以任務(wù)5為例,課前基于云平臺學習數(shù)據(jù)分析學生認知與實操水平,確定焊縫軌跡優(yōu)化為教學難點,采用焊接機器人虛擬仿真系統(tǒng)開展教學,使學生全方位體驗管板組合件焊縫軌跡編程與行進,通過實操演練讓學生真實體驗焊槍角度、行走角及位置的參數(shù)選擇,使學生更直觀的理解管板組合件焊縫軌跡優(yōu)化要點,有效突破教學難點,同時提升學生的創(chuàng)新思維與焊接技能。
3.監(jiān)測整改,校企多方參與,全過程綜合評價
以學生、教師、企業(yè)專家為評價主體,通過云平臺實時監(jiān)測學生課前學習進度、課中參與程度、課后拓展能力等數(shù)據(jù);依據(jù)行業(yè)企業(yè)標準、全國焊接機器人操作競賽技術(shù)規(guī)程評分標準、1+X焊接機器人編程與維護職業(yè)技能等級標準對學生操作過程和實訓作品進行教師評價、學生互評、專家點評。通過全過程綜合評價促使學生多看、多練、多想、多評,促進教師針對性選擇和調(diào)整教學策略,開展分層分類教學。
4 課堂革命實施效果
4.1 理論成績大幅提升,知識目標有效達成
通過云平臺學習數(shù)據(jù)表明:學生簽到率、課前課后任務(wù)完成度等參與度指標顯著提高,機器人坐標系設(shè)置、軌跡示教操作等均在90分以上,與上屆學生縱向?qū)Ρ葘W生成績明顯提升,知識目標有效達成。如圖3
4.2 適崗能力顯著增強,技能目標有效達成
該項目基于企業(yè)一線真實產(chǎn)品的機器人焊接過程,讓學生在實崗實操訓練中,沉浸式體驗焊接生產(chǎn)、產(chǎn)品檢測和交付情境,增強崗位適應(yīng)能力。根據(jù)企業(yè)導(dǎo)師和雙師型教師對學生操作過程和焊接件綜合評價發(fā)現(xiàn):學生能正確選用機器人坐標系,熟練完成箱式斗桿的焊接編程、軌跡示教和焊接生產(chǎn),并進行產(chǎn)品缺陷檢驗分析。
4.3 潛心傳承工匠精神,素養(yǎng)目標有效達成
學生勞動值日情況良好,積極參與實訓操作任務(wù),秉承工匠精神和勞動精神,精益求精,順利完成箱式斗桿焊接任務(wù),落實企業(yè)7s管理理念,提升職業(yè)素養(yǎng),通過課后參與志愿活動,錘煉技能,堅定信仰,樹立使命在心、責任在肩、擔當在行的思想,完成從技能成才到技能報國的蛻變。
5 結(jié)束語
本文以“焊接機器人編程與應(yīng)用”課程為例,依托國家級協(xié)同創(chuàng)新中心,將項目庫中企業(yè)技術(shù)項目做深入的分析、分解,開發(fā)教學項目,依托焊接生產(chǎn)性實訓基地,由校企雙導(dǎo)師指導(dǎo)按照焊接生產(chǎn)準備、執(zhí)行和驗收過程組織教學,用產(chǎn)品檢測標準、大賽評分標準等開展作品驗收與評價,為學生提供沉浸式學習情境,根據(jù)教學需求確定“識動作-練操作-究難題”的循環(huán)次數(shù),遞進式培養(yǎng)學生職業(yè)技能,促進教學目標的有效達成,并形成了“融-悟-用”分層融入的課程思政方法和建設(shè)了箱式斗桿焊縫缺陷教學案例庫,教學效果提升明顯。
參考文獻:
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