基于学习投入度的高职工业机器人技术专业课程教学模式研究

唐敏

摘   要：学习投入度作为高校人才培养质量最重要的预测变量，被广泛应用于高等教育质量评价中。本文分析了高职学生学习投入度特点，并以提高学生对课程学习投入度为视角，以“工业机器人现场编程”课程为例，探讨课程的教学模式，并在实践教学中取得了较好的教学效果，同时也为其他课程的教学模式研究提供了借鉴作用。

关键词：学习投入度  教学模式  工业机器人

中图分类号：G718                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）02（b）-0227-02

1  课程定位

工业机器人技术专业主要是面向制造业，以就业为导向，旨在培养拥护党的基本路线，具备德、智、体、美等全面发展的综合素质，掌握使用工业机器人为主的工业控制、自动化应用的必备知识，适应现代工业机器人应用领域的需求，具备相应技术的高素质技术技能型人才。通过专业调研，工业机器人这个行业可分为三部分，包括工业机器人应用企业，工业机器人制造企业和工业机器人集成企业，针对不同的企业，就有不同的就业岗位，通过对就业岗位所需的知识和技能分析，构建了工业机器人专业课程体系。其中“工业机器人现场编程”是工业机器人技术专业的一门专业核心课程。其功能是采取工作过程导向、任务驱动的方法进行教学，通过学习ABB工业机器人的操作和编程使学生掌握工业机器人的基本编程方法及示教器的操作，提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力，培养学生进行工业机器人手工编程操作的能力，增强学生从事典型机电设备—工业机器人应用的职业能力。

2  高职学生学习投入度特点分析

学习投入是指学生对课程教学的心理融入，以及在学习理解和掌握知识技能方面的努力程度。研究表明高职学生的学习主动性不高，自主学习能力较差，但是有着较高的互动性学习投入。学生的学习兴趣在学生个体因素影响学习投入度的解释力是最高的，学生学习兴趣的增加，促使学生的自主性学习投入和互动性学习投入相對的提高。另外院校对实习实训等方面的支持服务力度对学生学习投入度的影响较大[1-2]。结合以上高职学生学习投入度特点，以“工业机器人现场编程”课程为例，从提高学生对课程学习投入度的视角，对工业机器人专业课程教学模式进行探讨，以提高课程教学质量。

3 基于学习投入度的课程教学模式

3.1  优化教学内容，采用项目式教学，培养学生学习兴趣

教学内容应考虑职业教育学生的特点，以简明、实用为宗旨，够用为度。教学内容的设计以教学目标为核心，以教学设计为主导，需严格遵循其完整性、逻辑性和系统性。“工业机器人现场编程”课程通过对工业机器人本体及工作站的安装、调试、应用等工作岗位分析，根据工业机器人的运用特点，以ABB工业机器人的操作和编程过程为内容，以ABB工业机器人为载体，设置了ABB工业机器人的基础认知、循迹模块编程与操作、绘图模块编程与操作、装配模块编程与操作、码垛模块编程与操作及搬运模块编程与操作6个学习项目[3]。将知识点和技能点分散在操作和编程的过程中，让学生逐级递进地学习知识、掌握技能。每个学习项目都是一个完整的工作过程，将教学内容与职业实践和学生的经验结合，培养学生的职业能力，帮助学生培养学习兴趣。

3.2 升级教学方式，调动学生学习主动性

“工业机器人现场编程”课程是一门实践性较强的课程。采用“教师讲、学生听、教师示范、学生动手操作” 传统教学方式存在着许多弊端。具体体现在以下两个方面：（1）将理论内容和实践内容都在课上完成，出现理论知识讲解不透彻、实践技能掌握不扎实现象。（2）对于一些操作要点，需要教师反复讲解和操作演示，不能培养学生独立探究能力。随着教育信息化水平的提升及教育教学改革的不断推进，传统的课堂教学模式及学习方式正在悄然发生改变，微课、慕课、多媒体技术等越来越多地在教学中应用。在“工业机器人现场编程”课程教学实施过程中，可以将一些知识点和技能点制作成微课的形式，便于学生自主学习。例如课程内容的项目二绘图模块编程与操作，学生要想完成这个学习项目必须掌握知识点和技能点以及完成的实操任务如图1所示。

可以将教学内容中的重要知识点和技能点如例行程序的创建步骤，关节运动指令、直线运动指令、圆弧运动指令的运动特点和使用方法制作成微课的形式，上传到教学管理平台，学生可以通过智能手机、平板电脑等移动终端设备随时随地的观看。学生可以在课前完成相关内容的学习，课上时间完全用于实践操作。同时学生在动手实践过程中遇到问题，随时通过观看微课视频自己解决，培养学生自主学习能力和独立解决问题的能力，激发学生的学习热情，充分调动学生学习的主动性。

3.3 虚实结合，提升学生实训成效

高职学生普遍具有乐于动手、喜欢实践，内在学习动力不足、创新能力不强，对网络及移动终端设备熟练应用等特点。结合以上高职学生学习特点，要取得较好的学习效果，就必须打破原有的教师教授学生的单向知识流通，给学生找到对应的机器人设备，但是学生数量众多，设备类型和数量有限，在课上实操环节中就会出现一部分学生在设备前操作，另一部学生无所事事的现象。课堂教学管理混乱，教学效率低，很难保证教学质量。要想解决上述问题就需要建立虚实一体的实训室。工业机器人虚拟仿真设备在价格上要远远低于实际设备，而且可以模拟真实的机器人编程与操作。院校完全可以购买数量较多的虚拟仿真设备供学生使用。课上学生可以首先在虚拟仿真设备上练习机器人的编程与操作，练习熟练以后再到实践设备上进行现场操作，这样可以保证每个学生都能够接触设备、完成实操任务，同时学生在虚拟设备熟练应用之后再到实际设备操作时一方面能够减少设备的损坏，另一方面更重要的是避免因设备使用不熟伤害到学生安全。我院购买了28套工业机器人虚拟仿真设备，每个设备上分别配有ABB、安川、发那科三个不同品牌机器人示教器，可以满足学生对不同类型机器人的学习，学生在虚拟仿真实训后，在到相应的实际设备操作得心应手，解决了少数学生操作、多数人围观的现象，保证了学生实习实训成效。

4  结语

我院工业机器人技术专业是从自动化技术专业和机电一体化技术专业根据产业升级需要孵化出的一个新专业，在专业课程的建设和实施过程中，应不断探索和创新，总结出方法和路径，培养出适应现代工业机器人应用领域的需求，具备相应技术的高素质技术技能型人才。

参考文献

[1] 汪玉侠.大学课堂教学评价的新视角：学生课堂学习投入度[J].黑龙江教育，2013（12）：48-49.

[2] 汪雅霜，汪霞.高职院校学生学习投入度及其影响因素的实证研究[J].教育研究，2017（1）：77-84.

[3] 张超，张继媛.ABB工业机器人现场编程[M].北京：机械工业出版社，2017.