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《焊接机器人》课程项目化教学改革实践研究

2022-09-15周利平王传渝韩永刚

中国设备工程 2022年16期
关键词:焊接机器人课程体系机器人

周利平,王传渝,韩永刚

(1.云南机电职业技术学院,云南 昆明 650203;2.云南天驰金马机械总厂,云南 昆明 650093)

近几十年来,随着电子技术、计算机技术、信息技术和自动控制技术的发展,自动化焊接技术特别是机器人焊接技术得到了快速发展,自动化焊接已经成为今后焊接发展的主要方向,将在一些行业中逐渐替代传统的手工焊接工艺。焊接机器人已广泛应用于汽车、航天、船舶、机械加工、电子电气、食品加工及其他相关制造领域中,并作为先进制造业中不可替代的重要装备和手段,成为衡量一个国家制造水平和科技水平的重要标志之一,行业的发展对高技术技能型人才的培养提出更高的要求。目前,国内已有较多关于高等职业课程项目化教学改革的研究,研究的视角主要有两个,一是项目化课程体系的构建;二是项目化教学改革。分析梳理岗位(群)能力需求和理论知识体系,重点是以能力为导向,确立课程教学目标,整合和重构课程教学内容,基于能力导向筛选知识点和技能点,并将其模块化,突出学生岗位能力培养。

1 《焊接机器人》课程教学现状与存在的问题

1.1 课程设置不合理

《焊接机器人》传统的课程体系主要聚焦在知识点的归纳和罗列,焊接专业各门课程前后连接有断层,知识点相对独立,学生知识能力培养的连贯性不强,课程内容较为繁杂,相同的知识点在各门课程中出现重复现象,课堂上以教师讲授为主,学生被动接受,存在着过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的问题,偏重于理论教学,实践教学少,学生动手能力不够,解决问题能力不强,不能完全符合企业的需求。

1.2 教学设备不充足

《焊接机器人》课程注重培养学生实践操作能力,要求学生能够独立进行手动移动焊接机器人、加工程序的示教与再现、焊接工艺参数的调整、设备的保养与维护,完成每项任务耗时都较长,而课时量有限,要达到课程标准的教学要求,每5名学生需配备一台焊接机器人。每台焊接机器人的价格在20万元左右,较为昂贵,现有条件很难达到以上标准。

1.3 课程评价不全面

传统的课程评价方式注重于结果评价,学生对知识和技能的掌握情况、阅读能力、信息采集能力、归纳总结能力、语言表达能力、分析问题和解决问题的能力、独立思考和解决问题的能力、创新能力、与人沟通交流和合作共事的能力及学习态度等综合能力考查较少,不能完全体现德、智、体、美、劳全面发展的综合素质培养目标。

2 《焊接机器人》项目化教学课程体系的开发

以培养高素质技术技能型人才为目标,对企业岗位需求进行充分调研,分析研究高职院校学生的学习现状,结合行业发展趋势,制定《焊接机器人》项目化教学课程体系,如图1所示。

图1

通过对焊接行业及相关企业进行多方位的深度调研,了解行业内企业对人才知识结构、技能水平及职业行为习惯的需求,并将其转化为教学内容,确定以职业岗位能力需求为核心,注重知识和能力的逻辑构建规律,以工作过程为导向,根据焊接专业岗位群能力要求,以焊接结构生产为主线,充分融入学生专业基础及学习能力,开发项目内容,合理制定教学方法和评价方案。

3 《焊接机器人》项目化教学课程体系的构建

新建的课程体系涉及项目开发、项目实施及课程评价三个模块,模块之间相互联系,形成闭环教学模式。项目开发以岗位需求为前提,系统分析理论知识内容及职业素养要求,制定课程教学项目;项目实施重在培养学生的综合能力,教学过程体现以学生为主体,教师为主导的教学理念,重在培养学生的职业知识技能、职业信念及职业行为习惯;课程评价是保证教学质量的关键环节,科学合理的课程评价能充分反映出项目开发和项目实施的合理性。《焊接机器人》项目化教学课程体系如图2所示。

图2

课程体系开发过程中,项目开发是教师对课程进行的整体设计,课程的教学目标是能够完成直线焊缝、圆弧焊缝的装配,焊接机器人移动操作与编程、工件的加工、工艺参数的制定、焊缝质量检验与分析等,要求学生要有扎实的焊接基础知识和熟练的手工焊接操作能力,要有各种焊接机器人系统的操作能力,要有计算机模拟仿真软件的使用能力,要有一定的英文基础及高的职业素养,综合上述能力,课程共开设三个项目,不同板厚的板-板对接焊接机器人加工、管-板对接焊接机器人加工及箱型结构件焊接机器人加工,每个项目由任务布置、方案制定、任务实施、项目评价组成,学生要能合理的选择材料,并按照任务书完成下料、工件装配、模拟仿真加工、焊接机器人编程、焊接工艺参数的制定与调整、程序运行及工件质量检验,对加工过程中出现的问题,要能提出解决方案,注重提升学生学习的主动性与创新性。

4 结语

为进一步促进培养技术技能型人才目标的实现,提高学生综合素质,提升教学质量,针对《焊接机器人》课程,研究项目化教学课程体系建立的关键问题,以企业需求为导向,以分析学情为中心,以学校教学条件为基础,重构项目化教学课程体系,建立理实一体化教学模式,融入虚拟仿真技术,使学生理论学习、模拟仿真、手工焊接、焊接机器人操作与编程、设备保养与维护、产品质量检验环环相扣,改善学习氛围,激发学生学习的兴趣,提高创新意识与创新能力,可以合理解决传统的《焊接机器人》课程体系不合理、教学设备不充足、课程评价不全面的问题。

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