吴剑英

[摘           要]  通过对福建理工学校工业机器人相关课程的探索与实践，提出一种任务和竞赛双驱动下“教授-学习-实践-竞赛四位一体”的教学理念，它将理论实际有效结合，以课赛融合的方式，把所教、所学、所做的专业知识和技能通过竞赛的方式来调动学生学习的主观能动性，课堂教学效果和学生职业素养均得到有效提升。

[关    键   词]  任务驱动;竞赛驱动;四位一体;工业机器人

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）14-0196-02

2015年，李克强总理提出了“中国制造2025”计划，其中提到的“工业4.0”将掀起智能制造热潮，工业机器人无疑是改革的重点领域之一。多年以来，企业的用工成本不断上涨，制造业急需“机器换人”，因此从2013年起中国成为全球最大的工业机器人市场。根据官方公开的数据，可以看出全国人口老龄化的现象越来越严重，而青壮年人口越来越萎缩，劳动力的中坚力量在崩塌。另外，“80后”和“90后”已经步入社会成为主要劳动力，他们的整体教育水平有所提高，却不愿从事体力劳动，因此，机器人和自动化系统将逐渐取代危险、艰苦、单调的岗位。同时，随着技术的进步，工业机器人的成本在逐渐降低，机器替换的成本优势也开始体现出来。截至2017年，我国已生产出超过12万台的工业机器人，生产规模约占全球产量的1/3，机器人的安装总量约为45万台。2019年预计仍将保持快速增长，这些为工业机器人的普及奠定了基础，为了满足社会和市场的需求，学校开设了与工业机器人相关的课程。

一、工业机器人教学现状

（一）生源质量良莠不齐

随着中职学校并轨招生改革后，中职院校招收的学生成绩一

般比较差，对在职校学习的新知识和新技能掌握得较弱。由于中职学生的文化水平参差不齐，同时中职学生入学目的有所差异，加之个体性格、自身学习能力等的不同，以及实践操作方面的差距，这在专业课的教学中都要权衡，自然困难重重。

（二）教学方法不够灵活

工业机器人的授课主要应用多媒体课件，但所使用的课件又

以文字公式符号为主，并没有图文并茂，授课形式简单抽象，教师机械“灌输式”地教，学生被动式地学，学生很难主动积极地投入学习。

（三）教学内容散乱不够系统化

工业机器人相关课程是理论与实践相结合的课程，其教学

内容比较综合、实用，它注重学生专业能力、社会能力、方法能力的培养。但实际上是，它的理论内容相对枯燥，而实验步骤又过于死板，不太符合中职生的学习习惯和规律，很难激发学生对工业机器人的学习热情，课程教学体现不出系统性和理实一

体的要求。

（四）考核方法简单没有层次

工业机器人常用的考核方式是由“理论知识考试+实验操作”

两部分组成。理论考试部分侧重于考核知识性内容，只要记性好肯下功夫记忆还是比较容易通过的;实操部分则侧重动手实践，学生只要按照指导书上的操作步骤进行电路和机械部分的连接、下载和运行参考程序就可以完成。但是学生类型各有不同，有些学生擅长理论性知识，有些学生更愿意动手实践，而有些学生“文武双全”。如何针对各个层次学生的能力特征，进行有效考核是本课题要解决的问题。

二、“双驱动”教学理念的提出

（一）任务驱动教学法

目前的課堂教学大多高估了学生的知识水平，所教内容又

与工业机器人的实际生产线上的应用相去甚远，经常出现学生

埋头苦读，教师却教得费劲，学校投入的教学资源也不少，但现实状况是教师花费的时间精力多而实际有用的少，最终浪费了大量的教育资源。“任务驱动”教学法就是在课堂中实行“教、学、做”一体，实现理论与实践相融合的教学模式，它遵循了“从实践到理论，再从理论到实践”的认知规律。在任务驱动的课堂教学中，教师讲解基础知识及其注意事项后展示课程实例的教学资源，给出项目任务的控制要求，再由学生根据教师的引导进行安装、调试，实现让学生“教中学，学中做，做中学”，使学生能在学习过程中充满热情地探索实践。这样，学生听教师介绍任务，在教师指导下编写方案书，并立即安装调试，查验自己所写的方案是否合适，师生的互动能让学生更积极主动地投入学习。在完成自己比较感兴趣的任务时，学生同时也掌握了工业机器人的基础知识，能够使用示教盒和离线编程软件进行编程操作，对工业机器人的应用更加了如指掌。

（二）竞赛驱动教学法

不同学校具有不一样的教学资源，不同的学生同样具有不一

样的能力特征，因此可以采用不同的教学方法来进行工业机器人教学。可以采用任务驱动的教学方式进行常规性教学，也可以采用竞赛驱动的方法来提高学生的学习动机。对一些动手实践能力较强、理论知识较扎实的全面型学生，课堂上的知识无法满足他们的需求，有必要通过竞赛平台增强学生动手的欲望，提高学习的成就感。所谓“赛”是指通过参加各种类别的竞赛活动，包括课堂子任务阶段的个人赛、小组赛和校级技能节比赛，鼓励学生积极参加省属赛、省级甚至国家级的机器人技术应用技能大赛项目，不断锻炼并拓展自己的能力。参加职业技能大赛后，应该总结反馈、研讨和交流，把大赛传递的工业机器人的发展趋势和应用方向以及行企业对专业技术人才的需求变化等信息运用到教学计划的制定和教学过程中。专业技能课时参照竞赛标准来要求学生，使学生获得相关的专业知识和技能，养成良好的职业习惯，具备较强的社会适应性和市场竞争力。

三、“四位一体”的設计思路

“教—学—做—赛”是在“教学做”基础上进行了拓延，是集“教授、学习、实践、竞赛”四位于一体的教学模式。所谓“教-学-做-赛”一体化教学就是改革以前机械“灌输式”的教学方法，将理论实际有效结合，以课赛融合的方式，把所教、所学、所做的专业知识和技能通过竞赛的方式来调动学生学习的能动性、参与性和竞争性。“四位一体”的设计理念中，最重要的就是选择教学载体和制定项目任务。因此，在教学开始之初，就参照工业机器人企业的实际生产情境设计具体的项目任务，使学生在“生产”过程中边学、边做，在学中赛、在赛中教、在赛中学，形成“教学做赛一体”的“单项技能（初级工）—综合技能（中级工）—拓展技能（高级工）”递进式培养。具体设计思路如下图所示。

四、“四位一体”的实施及效果

“教学做赛四位一体”教学模式主要由五个环节组成：理论讲解、创设任务、动手实践、竞技比赛和能力考评。整个教学活动以任务驱动和竞赛驱动的方式展开，每个项目通过任务引领，内容由浅入深，由基本技能到专项技能再到综合技能，阶梯渐进实施。在教学实施时采用分组教学，通过小组竞技和个人竞技相结合的考评方式激励学生。以ABB IRB 120型工业机器人为载体，对“工业机器人编程与调试”的知识内容进行项目细分，重新构思专业课程，具体实施如下表所示。

随着“教-学-做-赛四位一体”教学模式的实施，学生学习目标更加明确、学习意愿更加强烈，能够积极主动地参与课堂学习和实践操作，学生技能水平和综合职业能力大幅提高。课余之外鼓励学生积极参与各级包括校级、省市级和国家性的技能大赛，提高竞技能力。在政策鼓励下，学生也愿意向各类技能赛靠拢，并在工业机器人相关比赛中成绩斐然。自2012年以来，在各级技能竞赛中累计获得省级以上奖项14人次，其中国家级奖项6人次，省级奖项8人次。由于教学成效显著，相关企业争先到学校与毕业生签约，学生就业后也获得了接收单位的普遍好评。

五、结束语

“教-学-做-赛四位一体”教学理念将理论与实践相结合，以课赛融合的方式，把所教、所学、所做的专业知识和技能通过竞赛的方式来调动学生学习的能动性、参与性和竞争性。这种模式解决了理论和实践互相独立的状况以及“教学做”一体化不足的问题，同时，教师的授课模式也进一步得到了丰富，但对教师业务水平的拓展和课程团队的建设也提出了更高的要求。

参考文献：

[1]夏金伟.“教学做”一体化式教学在《工业机器人技术》课程中的应用与研究[J].烟台职业学院学报，2018，3（24）：64-66.

[2]张秋菊.“教—学—做—赛”一体化模式在单片机教学中的应用[J].中国电力教育，2014（2）：89-90.

[3]陈曦.机器人实践教学中“教—学—做—赛”四位一体方法研究[J].教育现代化，2018，11（46）：314-316.

[4]王亚敏.机电一体化技能大赛对PLC课程教学模式的影响[J].工业技术与职业教育，2018，6（16）：36-38.

[5]梅青原.基于一体化教学模式下“教学做赛”的创新与实践[J].设计与案例，2018，12（下）：102-103.

编辑 陈鲜艳