高職院校機(jī)器人專業(yè)網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法研究

李 鐵

(洛陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程學(xué)院，河南 洛陽 471000)

按照“校廠一體、工學(xué)結(jié)合，產(chǎn)學(xué)合一”的理念對(duì)高職院校工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用專業(yè)校企合作的項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行研究，提出“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”，為區(qū)域內(nèi)培養(yǎng)出急需的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)相關(guān)人才[1-4]。

1 構(gòu)建“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”豎線

根據(jù)現(xiàn)有學(xué)生心理特點(diǎn)和校企融合合作一體化培養(yǎng)模式，以企業(yè)需求和崗位需求為主導(dǎo)，結(jié)合學(xué)生心理特點(diǎn)，運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法內(nèi)涵，改革理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，將理論教學(xué)同實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合。依托企業(yè)專業(yè)技術(shù)實(shí)力、企業(yè)生產(chǎn)工藝特點(diǎn)、產(chǎn)品技術(shù)特點(diǎn)，提出“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”，將理論課和實(shí)踐課之間的界線模糊化，將課堂和工廠、實(shí)習(xí)車間之間的界線模糊化，促進(jìn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)融合，促成理論實(shí)踐一體教學(xué)的進(jìn)一步開展。根據(jù)企業(yè)對(duì)機(jī)器人專業(yè)實(shí)踐型人才的需求分析，針對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，按照企業(yè)對(duì)機(jī)器人專業(yè)實(shí)踐型人才的機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)電專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)器人操作基礎(chǔ)知識(shí)的需求，分別篩選出一門核心課程。

該課程具有一定的綜合性的知識(shí)體系，即要完成該課程的學(xué)習(xí)必須對(duì)該專業(yè)方向的所有基礎(chǔ)知識(shí)都有一定的涵蓋。如果把該核心課程比作樹干，該課程所需的其他專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)就可以比作樹杈和樹枝，通過樹干向上逐個(gè)項(xiàng)目逐級(jí)提高任務(wù)難度，對(duì)主干課和輔助課程的要求也逐步提高，漸次綜合完成各門專業(yè)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)，網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法流程如圖1所示。

圖1 網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法流程圖Fig.1 Flow chart of reticulation project teaching method

該課程的綜合性決定了在課程項(xiàng)目教學(xué)改革的過程中，很容易通過推進(jìn)實(shí)施該課程項(xiàng)目，綜合性地學(xué)習(xí)和掌握其他相關(guān)專業(yè)知識(shí)。在課程項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施過程中，由于核心課程設(shè)計(jì)出了若干個(gè)由易到難的項(xiàng)目任務(wù)，教學(xué)中除了需要掌握核心課程的知識(shí)外，還需要展開其他相關(guān)課程知識(shí)的教學(xué)，由核心課程教師分析列出每個(gè)項(xiàng)目具體內(nèi)容，再由相關(guān)專業(yè)課教師針對(duì)該項(xiàng)目目標(biāo)要求進(jìn)行教學(xué)指導(dǎo)。

中期根據(jù)企業(yè)對(duì)機(jī)器人專業(yè)實(shí)踐型人才的需求分析，根據(jù)傳統(tǒng)的教學(xué)規(guī)律和經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)企業(yè)對(duì)機(jī)器人實(shí)踐型人才在機(jī)器人應(yīng)用操作、生產(chǎn)工藝編制、產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)等綜合能力知識(shí)方面的需求，完善總體項(xiàng)目設(shè)計(jì)，改革課程設(shè)置，打磨核心課程項(xiàng)目的內(nèi)容，精修樹杈，精選核心課程主要知識(shí)點(diǎn)和輔助課知識(shí)點(diǎn)，將核心課程知識(shí)點(diǎn)和其他相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課程知識(shí)點(diǎn)有機(jī)融合在各個(gè)項(xiàng)目中，按照企業(yè)崗位操作要求、生產(chǎn)工藝特點(diǎn)、產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)的生產(chǎn)流程設(shè)置項(xiàng)目，根據(jù)企業(yè)的技能需求、崗位需求，按照從崗位操作到生產(chǎn)工藝、從生產(chǎn)工藝到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的階梯式方法安排實(shí)踐教學(xué)。

結(jié)合合作企業(yè)的專業(yè)技術(shù)實(shí)力、生產(chǎn)特點(diǎn)、產(chǎn)品特點(diǎn)，細(xì)化提升“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”總體項(xiàng)目設(shè)計(jì)，深層次調(diào)整課程設(shè)置，精心打磨核心課程項(xiàng)目的知識(shí)點(diǎn)及每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的展現(xiàn)形式和教學(xué)方法，精修樹杈，將每個(gè)核心課程的項(xiàng)目知識(shí)點(diǎn)同企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的每個(gè)工序有機(jī)結(jié)合起來，把理論知識(shí)和實(shí)踐技能統(tǒng)一在項(xiàng)目內(nèi)容中，把學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)知識(shí)和企業(yè)崗位需求無縫融合在項(xiàng)目內(nèi)容中。在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的同時(shí)完成對(duì)企業(yè)產(chǎn)品知識(shí)、崗位操作要求、生產(chǎn)工藝編制和產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的學(xué)習(xí)，做到核心課程項(xiàng)目有企業(yè)針對(duì)性，具有可生產(chǎn)性，使學(xué)生在校學(xué)到的知識(shí)和能力同企業(yè)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)緊密結(jié)合，走出課堂即可進(jìn)入工廠。軟硬結(jié)合，將“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”中的任務(wù)同實(shí)踐教學(xué)、工廠生產(chǎn)融合，學(xué)生在完成理論學(xué)習(xí)后，在實(shí)踐教學(xué)中將項(xiàng)目中的任務(wù)進(jìn)行實(shí)際加工操作，理論實(shí)踐得以雙向反饋，查漏補(bǔ)缺，使任務(wù)更切合企業(yè)實(shí)際，更便于教學(xué)實(shí)施。

通過調(diào)研，掌握教學(xué)規(guī)律，針對(duì)企業(yè)對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)和機(jī)電基礎(chǔ)知識(shí)的需求，設(shè)立三門核心課程。選定機(jī)械制圖課程作為機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)核心課程，作為樹干，串聯(lián)起機(jī)械制圖課程中需要的公差配合知識(shí)、金屬材料學(xué)知識(shí)、機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)，將這些課程作為樹杈；選定機(jī)床電氣控制作為機(jī)電專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)核心課程，作為樹干，串聯(lián)起電工電子知識(shí)、單片機(jī)知識(shí)、PLC知識(shí)、電力拖動(dòng)知識(shí)、通信知識(shí)等課程，將這些課程作為樹杈；選定工業(yè)機(jī)器人操作與編程作為機(jī)器人操作基礎(chǔ)知識(shí)核心課程，作為樹干，串聯(lián)起綜合生產(chǎn)、機(jī)電維修、設(shè)備維護(hù)、操作編程等知識(shí)，將這些課程與實(shí)踐作為樹杈。有目的地設(shè)置核心課程項(xiàng)目任務(wù)，融合主干課程和樹杈課程的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，主次結(jié)合、深淺相補(bǔ)，完成對(duì)各門課程、各項(xiàng)知識(shí)及技能的深入綜合學(xué)習(xí)。

2 構(gòu)建“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”橫線

針對(duì)企業(yè)對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)電基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)器人實(shí)踐與操作的需求，按照企業(yè)對(duì)機(jī)器人實(shí)踐型人才崗位操作要求、生產(chǎn)工藝特點(diǎn)、產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)知識(shí)的需求，結(jié)合合作企業(yè)的專業(yè)技術(shù)實(shí)力、企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)、產(chǎn)品工藝特點(diǎn)等，設(shè)置“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”的橫線，通過項(xiàng)目教學(xué)法長短橫線課程將前述設(shè)計(jì)的“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”中的豎線連接起來，交織成網(wǎng)。將各個(gè)主干課程的項(xiàng)目通過縱線課程有機(jī)聯(lián)系起來，短橫線綜合兩兩豎線之間的課程項(xiàng)目，長橫線貫穿三個(gè)豎線課程，同時(shí)結(jié)合工廠生產(chǎn)實(shí)際，盡量以實(shí)習(xí)合作企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)品作為主要橫線課程項(xiàng)目，并連起豎線課程。

總共設(shè)置兩個(gè)短橫線課程和一個(gè)長橫線課程，課程都以課程設(shè)計(jì)加實(shí)踐加工的方式呈現(xiàn)，通過課程設(shè)計(jì)過程對(duì)相關(guān)豎線的理論知識(shí)進(jìn)行交融，通過設(shè)計(jì)后的實(shí)踐加工將理論知識(shí)同加工實(shí)踐有機(jī)融合，將豎線項(xiàng)目中學(xué)生的理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐能力融合起來，使學(xué)生真實(shí)體會(huì)到理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐技能的指導(dǎo)作用和實(shí)踐技能是理論知識(shí)的最終體現(xiàn)，反過來理論知識(shí)又是實(shí)踐操作的最終升華，通過“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”的實(shí)施，提升學(xué)生理論與實(shí)踐綜合能力。

將電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為短橫線之一，通過電氣產(chǎn)品設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工，將機(jī)械制圖知識(shí)、公差配合知識(shí)、金屬材料學(xué)知識(shí)、機(jī)械制造基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)、電工電子知識(shí)、單片機(jī)知識(shí)、PLC知識(shí)、電力拖動(dòng)知識(shí)、通信知識(shí)等交織在一起，同時(shí)電氣產(chǎn)品以企業(yè)生產(chǎn)中的部件為主，有機(jī)結(jié)合了機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)電基礎(chǔ)知識(shí)和企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，按照企業(yè)的工藝規(guī)程、設(shè)計(jì)規(guī)程、加工操作要求等嚴(yán)格要求學(xué)生，提升學(xué)生的機(jī)電、機(jī)械綜合專業(yè)實(shí)力。

將機(jī)器人故障維修課程作為另外一個(gè)短橫線，通過機(jī)器人故障排查項(xiàng)目的實(shí)施，串聯(lián)電工電子知識(shí)、單片機(jī)知識(shí)、PLC知識(shí)、電力拖動(dòng)知識(shí)、通信知識(shí)、維修維護(hù)知識(shí)、操作編程知識(shí)，將主要項(xiàng)目確定為企業(yè)實(shí)際使用過程中的常見故障項(xiàng)目，通過故障的排查，迅速提升機(jī)電基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)和復(fù)雜問題解決能力，提升學(xué)生機(jī)器人、機(jī)電方向綜合能力。

將工業(yè)機(jī)器人夾具設(shè)計(jì)作為連接三個(gè)豎線的長橫線，通過夾具項(xiàng)目的設(shè)置，機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)電基礎(chǔ)知識(shí)、機(jī)器人操作基礎(chǔ)知識(shí)、崗位操作、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)知識(shí)完全融合在一起，設(shè)置機(jī)器人非標(biāo)夾具設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù)，由企業(yè)資深工程師作為項(xiàng)目學(xué)習(xí)指導(dǎo)教師，以現(xiàn)代學(xué)徒制的教學(xué)形式負(fù)責(zé)通體規(guī)劃和技術(shù)細(xì)節(jié)指導(dǎo)。通過此項(xiàng)目的實(shí)施，將產(chǎn)品設(shè)計(jì)、液壓與氣動(dòng)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)器人操作、機(jī)電控制等知識(shí)綜合運(yùn)用，完成學(xué)生從豎線散點(diǎn)知識(shí)到橫線綜合能力的提升，從短橫線小范圍綜合能力到專業(yè)總體綜合能力的提升，通過長橫線的串聯(lián)完成專業(yè)綜合素質(zhì)的升華。

圖2 網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法流程圖Fig.2 Flow chart of reticulation project method

3 “網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”實(shí)施成效

“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”豎線和橫線相互交織成網(wǎng)，形成體系化、綜合化的課程培養(yǎng)體系，每個(gè)項(xiàng)目即是一個(gè)小的綜合體，將項(xiàng)目涉及的知識(shí)技能綜合傳授給學(xué)生，在主干課程教師的帶領(lǐng)下，在輔助課程教師的穿插指導(dǎo)下，在企業(yè)師傅的現(xiàn)場技藝傳授中，提升學(xué)生專業(yè)綜合能力，改善原來理論實(shí)踐“兩張皮”、所學(xué)知識(shí)點(diǎn)散亂枯燥、所練技能繁瑣無味、所學(xué)知識(shí)與所用知識(shí)無法有機(jī)結(jié)合的問題。

4 結(jié)語

通過學(xué)校和企業(yè)共同建設(shè)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，改革教學(xué)手段，建立“網(wǎng)狀項(xiàng)目教學(xué)法”，將企業(yè)實(shí)際同教學(xué)融合，將教學(xué)場景搬到企業(yè)車間里去，實(shí)現(xiàn)知識(shí)與實(shí)踐零距離，保證學(xué)生綜合素質(zhì)提升，畢業(yè)生從課堂到企業(yè)零距離，進(jìn)入崗位即具備崗位工作能力，為地區(qū)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)輸入優(yōu)秀的實(shí)用型人才，為地區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)建設(shè)、轉(zhuǎn)型升級(jí)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供有力支撐。