工业机器人技术五年制高职教学的探索与实践

刘凯 李友节

[摘           要]  针对五年制高职工科专业工业机器人技术，提出了提高学生工程实践能力的“四段式”教学模式，即“雏鹰”计划、“飞鹰”计划、“雄鹰”计划及“菁鹰”计划。通过对这种教学模式初步的实践和教学反馈，深刻体会到学生能够运用所学专业知识分析解决实际问题，提高了独立工作能力、创新意识和协作精神，提高了工程实践能力，促进了学生综合能力的提高。

[关    键   词]  “四段式”;五年制高职;工业机器人;教育模式

[中图分类号]  G712                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2021）32-0074-02

五年制高职教育是以初中毕业为起点，学制为五年的高等职业教育。与传统的三年制高中起点高职教育相比，具有种种特殊性，但同时也有具有统一性。学生底子薄、年龄小，思想成熟度、学习能力、动手操作能力等与传统的高职教育存在差异，这就决定了其不能照搬传统的高职教学模式，需要在实践中不断创新。同时，在探索实践的过程中，由于教育方式的统一性，也可以借鉴传统职业教育好的方法。

高职院校是我国培养的专业技能人才主力军之一，然而目前我国职业院校对工程制造人才的培养模式都较为单一，专业的界定过于狭窄，导致学生将专业知识运用到实践中并进行创新的能力普遍不高，工程实践锻炼不足，社会适应性差，缺少对工程设计和运用综合知识解决问题的重要性的理解。更为重要的是，职业教育改革未能体系化、理论化，对于当前职业院校工程技能人才培养的过程，没有较强的理论支撑。

伴随着新专业的不断发展，五年制高职的教育思想也亟须转变，必须与社会经济进步相匹配。工业机器人技术是培养具备工业机器人及其作业单元的安装、调试、编程、维护、保养、技术服务等综合职业能力，并且成为具有可持续发展能力的发展型、复合型、创新型的技术技能人才，对学生的实践能力有相当高的要求。

基于五年制高职工业机器人技术专业实际情况，同时以建构主义为理论，以CDIO为方法，以高技能人才培养为目标，提出了可操作性比较强的“四段式”教学模式，即：旨在提高学生专业兴趣的“雏鹰”计划;旨在培养学生专业基础技能的“飞鹰”计划;旨在提高学生专业综合技能的“雄鹰”计划;旨在培养学生工程项目实践能力的“菁鹰”计划。

一、“雏鹰”计划

“雏鹰”计划，以一年级学生为培养对象。一年级学生为刚刚毕业的初中生，他们年龄偏小，自我管理能力相对较差，但可塑造性强，好奇心也比较强，思维活跃。针对实际学情，提出了旨在提高学生专业兴趣和基础知识的“雏鹰”计划，此阶段主要分为感性教学和专业基础教学。

感性教学借助学校丰富多彩的社团活动，如机器人相关的社团——智趣机器人社团、VEX机器人社团。智趣机器人社团通过各种高科技设备，主要有跳舞机器人、水下机器人、VR设备、AR设备、服务机器人、无人机、空气全息屏、人脸识别设备、工业机器人等，旨在增强学生的专业兴趣，了解未来科技发展趋势，为今后的专业学习打好铺垫。VEX机器人比赛作为一项拓展学生对科学、技术、工程和数学领域兴趣，提高并促进青少年的团队合作精神、领导才能和解决问题能力的世界级大赛，我校工业机器人技术专业学生展现出强大的能量，社团成立短短几年，从苏州市职教创新大赛到江苏省职教创新大赛，从江苏省科技模型大赛到VEX亚洲锦标赛，不断刷新着成绩，极大地增强了学生学习专业知识的自信心和能力。多样的社团活动丰富了工业机器人专业“雏鹰”计划内涵。

在专业基础教学方面，该阶段主要由机械项目训练和电子项目训练兩部分组成。机械部分开课时间为一年级下学期，该部分项目训练将钳工技能训练、机械制图、测绘技术及机械基础等课程，融合成1～2个项目。该部分让学生掌握机械领域相关标准和规范，提高学生学习兴趣，掌握相关知识体系，为后续学习打下良好基础。电子部分开课时间为二年级上学期，该部分项目训练将传感器与检测基础（部分）、电工技术基础（部分）及电子技术基础（部分），融合为1～2个项目。每个项目均融合有工业机器人相关知识，该部分为提高学生对机器人系统认知，让学生掌握相关技术规范和标准，为“飞鹰”计划做铺垫。

二、“飞鹰”计划

“飞鹰”计划旨在培养学生的专业基础技能。该计划开课时间为二年级，该阶段的学生经过一年的学习生活，对所学专业有了模糊的认识，对今后自己的专业志向有了初步的打算，学习能力有所增强，对知识的好奇心达到一定的高度。

此阶段以专业基础课程理论学习与技能练习相结合，同时将工业机器人相关知识有机融合为学习任务。比如学习电子CAD技术，将工业机器人零件图作为任务;学习C语言程序设计，将机器人RAPID程序与C语言程序对比学习;学习电子技术基础，以机器人控制柜主板电路为案例进行讲练结合;学习常用电机控制与调速技术，将机器人关节的伺服驱动电机为重点，进行多个项目的实践;学习传感器与检测技术，以工业机器人工作站中的各种传感器学习为重点。该阶段综合应用课程群理论知识、综合应用电类相关技能，有助于进一步提高学生理实一体的能力。

三、“雄鹰”计划

该计划开课时间放在了第三、四年级，旨在提高学生的专业综合技能。学生经过两年的学习，掌握了一定的专业基础知识，动手能力也有了较大的提高，学生逐渐摆脱了幼稚的心态，学习动力明显增强，对自己的职业规划也有了初步的想法。