德國行動導(dǎo)向?qū)W習(xí)在中職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)踐

梁惠喜

（佛山市順德區(qū)胡寶星職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 佛山 528000）

我國的制造業(yè)正處于高速工業(yè)化進(jìn)程中，如何以高質(zhì)量、低成本、高效率的手段在市場中生存和發(fā)展，已是企業(yè)不容回避的問題，這些問題為工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化提供了難得的機(jī)遇，必將在我國改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級方面發(fā)揮極其重大的作用?？梢?，中職學(xué)校開設(shè)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的課程是順應(yīng)時勢的發(fā)展。

1 中職工業(yè)機(jī)器人課程開設(shè)的培養(yǎng)目標(biāo)

如果根據(jù)職能劃分，一般的機(jī)器人企業(yè)內(nèi)部技師級員工，大概可以分為四個工種，在這四個工種中最符合中職生現(xiàn)狀的是機(jī)器人生產(chǎn)線的試產(chǎn)員與操作員。以電熱水壺打磨拋光為例，此類崗位要根據(jù)電熱水壺打磨拋光工藝，對機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行示教操作或離線編程，并調(diào)整打磨拋光系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)，使機(jī)器人系統(tǒng)能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。然而，由于機(jī)器人本身的自動化程度就很高，只要事先輸好程序就能正常運(yùn)作。如果單從操作一般的機(jī)器人而言，普通中職生培訓(xùn)幾天就能勝任，這類崗位的工資不容樂觀，也不利于學(xué)生的職業(yè)發(fā)展。所以我們的培養(yǎng)目標(biāo)不但懂操作，而且能懂得機(jī)器人后續(xù)的保養(yǎng)和調(diào)試安裝。

2 中職工業(yè)機(jī)器人課程開設(shè)的內(nèi)容

針對先進(jìn)制造業(yè)生產(chǎn)效率提高的諸多瓶頸問題，機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。如在毛坯制造(沖壓、壓力鑄造、鍛造等)、機(jī)械加工、熱處理、表面涂覆、裝配、檢測、塑料制品成形、雕刻、點(diǎn)焊、弧焊、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛及倉庫堆垛等作業(yè)中，機(jī)器人都已逐步取代了人工作業(yè)。中職學(xué)校可以按照自己學(xué)校的實(shí)際情況設(shè)置相關(guān)的模塊讓學(xué)生進(jìn)行行動導(dǎo)向?qū)W習(xí)。

3 用校企合作的模式豐富工業(yè)機(jī)器人的課程內(nèi)容，并使之保持長效發(fā)展的狀態(tài)

校企合作是基于市場和社會需要為目標(biāo)導(dǎo)向的職業(yè)院校和企業(yè)雙方共同培養(yǎng)人才的一種方式，強(qiáng)調(diào)學(xué)校與企業(yè)充分利用對方的優(yōu)勢資源進(jìn)行多方位的合作，以保證人才培養(yǎng)的規(guī)格和質(zhì)量，其核心是產(chǎn)學(xué)合作、工學(xué)結(jié)合。將企業(yè)引進(jìn)學(xué)校后，也就是將企業(yè)的一部分生產(chǎn)線建在校園內(nèi)，就可以在校內(nèi)實(shí)行的“理論學(xué)習(xí)”和“頂崗實(shí)訓(xùn)”相結(jié)合的辦學(xué)模式。這種模式不但豐富了工業(yè)機(jī)器人在學(xué)校的課程內(nèi)容，而且可以為企業(yè)輸送一批人才，為學(xué)生的職業(yè)發(fā)展打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

4 中職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的困境及對策

4.1 中職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的困境

（1）為避免教學(xué)設(shè)備損壞，教師實(shí)施單一的教學(xué)模式。“機(jī)器人是較為復(fù)雜的機(jī)電一體化設(shè)備，集機(jī)械設(shè)計、伺服控制、軌跡規(guī)劃、控制算法、傳感器技術(shù)等于一身?！庇捎诮虒W(xué)設(shè)備容易損壞，更換的價格比較昂貴，維修保養(yǎng)也不方便，造成老師往往要求學(xué)生按照指定的步驟進(jìn)行操作，無形中制約了學(xué)生探究能力的培養(yǎng)，大大降低了學(xué)習(xí)效果。

（2）缺乏分層次的基本功訓(xùn)練。中職學(xué)生基礎(chǔ)是參差不齊的，做得快的學(xué)生在實(shí)訓(xùn)的任務(wù)完成后無所事事，難以保證教學(xué)秩序的正常運(yùn)行。在工業(yè)機(jī)器人操作的實(shí)訓(xùn)中，教學(xué)秩序最好的莫過于剛開始實(shí)訓(xùn)時，因?yàn)檫@時每個學(xué)生都有任務(wù)，都在埋頭苦干做自己的事情。但帶過實(shí)訓(xùn)的老師都知道，同一個實(shí)訓(xùn)模塊，有些學(xué)生一節(jié)課可以完成，有些學(xué)生卻需要兩節(jié)課，更甚的是三節(jié)課?；A(chǔ)好做得快的同學(xué)變得無所事事，要么和同學(xué)說話，要么睡覺，更甚的跑到其他工位和同學(xué)嬉戲。可能有人會說，讓他去輔導(dǎo)其他基礎(chǔ)差的同學(xué)就可以解決啦。理想的想法是好的，但事實(shí)是這些同學(xué)在輔導(dǎo)同學(xué)的時候只是教他們基本的操作指令，輔導(dǎo)完一個后或者輔導(dǎo)一半后就會厭倦了。

（3）學(xué)生體驗(yàn)成功的機(jī)會不多?！白屗械膶W(xué)生都有操作工業(yè)機(jī)器人的機(jī)會，開玩笑吧？萬一不懂如何操作的學(xué)生損壞了工件，必定受到學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)嚴(yán)厲的責(zé)備！”這是很多帶實(shí)訓(xùn)老師的心聲，所以很多老師到了讓學(xué)生操作這個環(huán)節(jié)找?guī)讉€學(xué)生代表操作一下就草草了事，但這種現(xiàn)象正是最為打擊學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?？芍獙W(xué)生畢業(yè)后大多數(shù)會到企業(yè)一線，真刀真槍地干事，沒有平時扎實(shí)的訓(xùn)練，沒有過硬的基本功，根本無法適應(yīng)將來的工作，也不可能成為一名合格的員工。

4.2 面對困境的對策研究——運(yùn)用德國行動導(dǎo)向教學(xué)法

行動導(dǎo)向教與學(xué)的方式和評價機(jī)制，有效地培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，提高學(xué)生的綜合技能，學(xué)生可以能動地、獨(dú)立地獲得完整的、職業(yè)性的行動任務(wù)所需要的能力，它非常講究學(xué)生計劃的制定，這樣不但保證操作的精確度，而且大大減少工件的損壞。我們把工業(yè)機(jī)器人的課程按開設(shè)內(nèi)容建立模塊，每個模塊教學(xué)都是按行動導(dǎo)向教學(xué)法的設(shè)定的框架開展。下面以搬運(yùn)碼垛為例子闡述行動導(dǎo)向教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)。

項(xiàng)目名稱：搬運(yùn)碼垛

（1）任務(wù)說明。教師根據(jù)項(xiàng)目資料向?qū)W生介紹該項(xiàng)目，并向?qū)W生介紹以行動為導(dǎo)向的項(xiàng)目工作方法：①工作站工作過程說明；②紙箱定位調(diào)整裝配說明；③垛箱輸出傳送線說明；④電氣系統(tǒng)說明。

（2）零件清單。教師根據(jù)任務(wù)說明讓學(xué)生列舉零件清單，明確該項(xiàng)目所需要的零件（表1）。

表1

（3）圖紙（圖1）。教師提供項(xiàng)目的圖紙讓學(xué)生對操作的要求更清晰更直觀。

（4）能力模塊。為了成功完成這個項(xiàng)目，有必要激發(fā)學(xué)生自學(xué)配套材料，并在最初予以引導(dǎo)。讓學(xué)生回答本項(xiàng)目的引導(dǎo)問題所需要的信息，可以在以下媒介中找到互動式學(xué)習(xí)軟件和專業(yè)書籍。

（5）引導(dǎo)問題。教師根據(jù)項(xiàng)目所需要的知識點(diǎn)設(shè)置一定的問題并引導(dǎo)學(xué)生自行找出解決問題的方法：①在正式操作碼垛機(jī)之前，操作人員必需對設(shè)備進(jìn)行初步檢測，主要檢查的是什么。②在檢測完碼垛機(jī)以及周圍的工作環(huán)境之后，為什么要檢查一下油箱。③為什么正式啟動碼垛機(jī)之前，一定要檢測所需求搬運(yùn)、碼垛的箱包方向是否與碼垛機(jī)本身的方向一致？④如果在操作過程中遇到一些緊急情況，一定要第一時間關(guān)掉什么？⑤碼垛機(jī)器人不同區(qū)域上都有各自的開關(guān)，它們分別在哪個位置？

表2

圖1

（5）工作計劃（表2）。教師盡可能讓學(xué)生自主填寫工作計劃，重點(diǎn)了解學(xué)生對工作設(shè)備、機(jī)器、工具、材料所做的計劃。

（6）文件編制：①簡述你在實(shí)施本項(xiàng)目時的工作方法。②在加工本項(xiàng)目時，你可以獲得哪些新的知識?③在下次類似的任務(wù)時，你應(yīng)當(dāng)作哪些改進(jìn)？④如果你的一個同學(xué)要重復(fù)和繼續(xù)你所進(jìn)行的工作，他需要哪些信息？

（7）檢查和評分表（表3）。教師應(yīng)在學(xué)生的工作計劃、工作實(shí)施、工作質(zhì)量以及在整個工作流程期間使用的工作方法進(jìn)行評分。

表3

5 結(jié)語

目前，我國制造業(yè)普遍需要技術(shù)和設(shè)備升級改造，以增強(qiáng)競爭力，提高經(jīng)濟(jì)效益。社會的形勢促使我國工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用市場日趨成熟，為工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化提供了難得的機(jī)遇，必將在我國改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級方面發(fā)揮極其重大的作用。學(xué)校開設(shè)機(jī)器人專業(yè)課程是符合社會發(fā)展的規(guī)律，也必將造就學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三贏的結(jié)果。