馬明明　李清江　蔣 莉　劉世爽　徐麗春

基于職業(yè)院?！豆I(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)》新形態(tài)一體化教材開發(fā)

馬明明李清江蔣 莉劉世爽徐麗春

（遵義職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 遵義 563000）

隨著《中國制造2025》和《國家職業(yè)教育改革實施方案》的頒布，加快了職業(yè)院校教學(xué)改革，開發(fā)一批適應(yīng)新時代職業(yè)教育教材是提升教學(xué)質(zhì)量的有力抓手。教材開發(fā)團(tuán)隊結(jié)合學(xué)院教材建設(shè)要求，開發(fā)出工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)核心課程《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)》新形態(tài)一體化教材，對進(jìn)一步明晰課程標(biāo)準(zhǔn)和職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)體系，加快智能制造技術(shù)類專業(yè)1+X證書考核工作與技術(shù)技能型人才培養(yǎng)具有重要意義。

職業(yè)教育；新形態(tài)；1+X證書；課程標(biāo)準(zhǔn)

引言

隨著“工業(yè)4.0”和“中國制造2025”等計劃的推進(jìn)和制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，我國智能制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個飛速發(fā)展時期，中國作為“世界工廠”正在快速進(jìn)行技術(shù)升級，正從制造大國走向“智”造強(qiáng)國。機(jī)器人屬于先進(jìn)制造業(yè)的重要支撐裝備，也是未來智能制造業(yè)的關(guān)鍵切入點，在工廠自動化和柔性生產(chǎn)系統(tǒng)中起著關(guān)鍵的作用，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、電子電器、工程機(jī)械、航天航空等眾多行業(yè)，它可代替生產(chǎn)勞動者出色地完成極其繁重、復(fù)雜、精密和危險的工作。“機(jī)器人戰(zhàn)略”勢必導(dǎo)致一批工人下崗，但同時大規(guī)模機(jī)器人的出現(xiàn)也會催生大量新崗位，包括機(jī)器人操作和維修、調(diào)試、編程、銷售與服務(wù)、研發(fā)等崗位[1,2]。為補(bǔ)缺智能制造相關(guān)行業(yè)人才需求，國內(nèi)各大本科、職業(yè)院校都相繼開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人相關(guān)專業(yè)。

教材是教學(xué)改革的重要載體和課程實施的必備工具，目前各出版社出版了很多關(guān)于機(jī)器人技術(shù)離線編程與仿真相關(guān)教材，但都不能很好達(dá)到工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案核心課程要求的知識目標(biāo)、技能目標(biāo)等，達(dá)不到學(xué)生學(xué)習(xí)課程從入門到深入應(yīng)用的階梯式效果，不利于職業(yè)院校、技工學(xué)校等工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、機(jī)電技術(shù)應(yīng)用（工業(yè)機(jī)器人方向）、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用、工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用與維護(hù)等相關(guān)專業(yè)學(xué)生技能訓(xùn)練。因此，在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程改革過程中，建設(shè)高質(zhì)量新形態(tài)一體化教材是教學(xué)改革的重要保障[3]?；谝陨弦蛩?，遵義職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程團(tuán)隊開發(fā)《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)》新形態(tài)一體化教材，旨在推進(jìn)該專業(yè)的一體化課程教學(xué)改革，提高專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

1　《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)》教材現(xiàn)狀

《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)》課程是職業(yè)院校機(jī)器人專業(yè)的核心課程。目前，高職高專使用的教材大多數(shù)是本科教材的縮減版，教材從內(nèi)容選擇到編排都是沿襲本科的理論體系，而高等職業(yè)教育培養(yǎng)的是技術(shù)技能型人才，其培養(yǎng)的目標(biāo)是學(xué)生既要掌握機(jī)器人離線編程的理論知識點，又要掌握基本離線仿真編程操作，但在離線編程項目與在線綜合實訓(xùn)工作站聯(lián)機(jī)融合程度、學(xué)生動手操作能力等方面非常薄弱，學(xué)生理論學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)。隨著《國家職業(yè)教育改革實施方案》（職教20條）的頒布[4]，“三教”改革作為提升教學(xué)質(zhì)量的有力抓手，被視為新時代深入推進(jìn)職業(yè)教育內(nèi)涵建設(shè)的一個重要突破口[5]，加快了高職院校的教學(xué)改革，市場上也出現(xiàn)了一些工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)相關(guān)的教材。但這些教材的編寫或多或少存在著一些不完善的地方，不能滿足教師教學(xué)需要，也不能滿足學(xué)生對該課程的理論知識的掌握及實踐能力的提高。

張明文[6]編寫的《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真》教程，從內(nèi)容組織上看較為簡明，文字介紹也較為緊湊，但該書在內(nèi)容組織上仍然是章節(jié)式結(jié)構(gòu)，內(nèi)容涵蓋的知識面不夠全面，章節(jié)比較少。張玲玲等[7]編寫的《FANUC工業(yè)機(jī)器人仿真與離線編程》教材，對于需要從事工業(yè)機(jī)器人集成系統(tǒng)開發(fā)的工程技術(shù)人員來說內(nèi)容顯得相對有點簡單，結(jié)構(gòu)層次不夠鮮明，能力提升不夠。陳南江等[8]編寫的《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真（ROBOGUIDE）》教程，打破了傳統(tǒng)的教材編寫框架，以“項目化教學(xué)為導(dǎo)向”，以知識圖譜的形式介紹了每一個項目的相關(guān)知識點，由簡入繁，但是對于已經(jīng)學(xué)會機(jī)器人在線編程的高職高專學(xué)生及從事機(jī)器人專業(yè)的相關(guān)技術(shù)人員來說，綜合應(yīng)用項目偏少，教材編寫的離線仿真程序沒有相關(guān)注釋說明，導(dǎo)致初學(xué)者自學(xué)困難。

2　《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)》新形態(tài)一體化教材開發(fā)

2.1　教材內(nèi)容源于企業(yè)高于企業(yè)

案例、任務(wù)和課后訓(xùn)練題等均來源于企業(yè)，經(jīng)過整合、凝練使其具備完整的結(jié)構(gòu)要素和先進(jìn)性、適用性、規(guī)范性。因此，教材開發(fā)團(tuán)隊結(jié)合中高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)，教材內(nèi)容涵蓋了初中級《工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程》《工業(yè)機(jī)器人集成應(yīng)用》“1+X”證書職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的離線編程技能與知識要求。教材開發(fā)選用FANUC工業(yè)機(jī)器人的ROBOGUIDE離線編程與仿真軟件，結(jié)合北京華晟經(jīng)世信息技術(shù)有限公司和北京華航唯實機(jī)器人科技股份有限公司的工業(yè)機(jī)器人技能考核實訓(xùn)平臺，如圖1所示。聚焦行業(yè)發(fā)展需求，重構(gòu)與整合課程內(nèi)容，依據(jù)課程的內(nèi)在規(guī)律，總體把控知識和技能要素，并對知識點、技能點適時遷移、擴(kuò)充，迭代更新形成若干內(nèi)容模塊，真實模擬企業(yè)加工生產(chǎn)線，通過理實一體化教學(xué)方法由淺入深、由簡入繁、層次分明，達(dá)到知行合一、以用促學(xué)的目的。內(nèi)容設(shè)計采用典型工作任務(wù)為載體、工作過程為導(dǎo)向，通過學(xué)、做、練的方式來完成對學(xué)生理論、技能、職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，把理論與實踐教學(xué)、能力與素質(zhì)培養(yǎng)融為一體，對相關(guān)專業(yè)化方向所涵蓋的崗位進(jìn)行任務(wù)與職業(yè)能力分析，以實際工作任務(wù)為引領(lǐng)，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，在課程內(nèi)容設(shè)置過程中注重體現(xiàn)學(xué)生知識與能力培養(yǎng)的循序漸進(jìn)，采用基礎(chǔ)技能、技能提升和綜合應(yīng)用三層遞進(jìn)相結(jié)合的模式來提高教材質(zhì)量，全書共3個項目13個學(xué)習(xí)任務(wù)，其主要包括ROBOGUIDE認(rèn)知與安裝、創(chuàng)建機(jī)器人仿真工程文件及界面認(rèn)知、創(chuàng)建機(jī)器人仿真工作站、離線仿真示教編程、程序修正及導(dǎo)出運行、工件抓取和放置離線仿真、行走軸添加設(shè)置離線仿真、軌跡繪制離線仿真、球面工件打磨離線仿真、分揀搬運工作站離線編程仿真、碼垛工作站離線編程仿真、焊接工作站離線編程仿真和智能制造數(shù)控加工產(chǎn)線離線編程仿真等學(xué)習(xí)內(nèi)容，各個項目技術(shù)逐漸綜合，學(xué)習(xí)任務(wù)難度逐漸增加，達(dá)到學(xué)習(xí)者理論和實踐能力的培養(yǎng)，如圖2所示。

圖1　教材開發(fā)部分企業(yè)實訓(xùn)設(shè)備

圖2　課程內(nèi)容組織設(shè)計

2.2　教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計與配套資源

教材開發(fā)采用“項目＋學(xué)習(xí)任務(wù)”課程體系，同時為了使學(xué)生全面掌握本門課程理論知識，每個任務(wù)均設(shè)置五個環(huán)節(jié)。一是知識與技能目標(biāo)：對各任務(wù)的學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到的知識水平和能力提出了具體要求；二是知識鏈接：根據(jù)任務(wù)實施案例中涉及的知識點，對讀者進(jìn)行詳細(xì)的介紹和闡述，以加深學(xué)習(xí)者在任務(wù)實施中對知識點的理解；三是任務(wù)描述：以工程實例相對應(yīng)的任務(wù)告訴讀者本任務(wù)在工程中的具體應(yīng)用；四是任務(wù)總結(jié)：在任務(wù)中對羅列的知識要點進(jìn)行總結(jié)，讓學(xué)習(xí)者對任務(wù)知識體系加深理解；五是學(xué)后測評：考慮到高職教育目標(biāo)是為國家培養(yǎng)更多的“工匠”人才，為了檢測學(xué)生對任務(wù)理解和掌握的程度，課程教學(xué)中設(shè)置了理實一體化測評環(huán)節(jié)，即技能訓(xùn)練，每個任務(wù)的技能訓(xùn)練都是緊貼任務(wù)內(nèi)容做出的切實可行的訓(xùn)練題目，通過技能訓(xùn)練環(huán)節(jié)可使學(xué)生真正體會和感受到本任務(wù)所要達(dá)到的能力目標(biāo)，教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖3所示。并配套了相應(yīng)的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，詳細(xì)解析、學(xué)后測評、第二案例和微課、圖像、仿真等通過二維碼與信息化教學(xué)資源鏈接，讀者可通過手機(jī)等移動客戶終端掃碼觀看學(xué)習(xí)視頻，具有較強(qiáng)的實用性和可操作性，充分體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者學(xué)和教師教兩維度深度融合，如圖4所示。

圖3　教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖4　學(xué)習(xí)者學(xué)和教師教兩維度深度融合

2.3　課程思政的系統(tǒng)化設(shè)計

《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（教高〔2020〕3號）要求，工學(xué)類專業(yè)課程，要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)，深度挖掘?qū)I(yè)課程蘊(yùn)含的思想政治教學(xué)資源，解決好專業(yè)課程與思政課程相互配合的問題，發(fā)揮所有課程育人功能，構(gòu)建全面覆蓋、類型豐富、層次遞進(jìn)、相互支撐的課程體系，使各類課程與思政課程同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[9]。因此，教材開發(fā)團(tuán)隊將從三方面設(shè)計出每一個學(xué)習(xí)任務(wù)的思政元素。

一是圍繞立德樹人為核心，堅持思政教育與專業(yè)課程相結(jié)合，把課程思政有關(guān)內(nèi)容有機(jī)融合到教材中，構(gòu)建共同育人新格局。二是堅持思政教育與校園文化相結(jié)合，把紅色文化融入思政教育，按照習(xí)近平總書記視察遵義時作出“傳承紅色基因、講好遵義故事”的重要指示，結(jié)合學(xué)院“紅色塑魂藍(lán)色致用綠色出彩”的校園文化，筑牢學(xué)生“紅色故事在遵職、紅色信仰滿遵職、紅色文化遍遵職、紅色精神動青春”的信念，把紅色文化融入課程思政，實現(xiàn)課賽融合、校館融合、理實融合體驗式教學(xué)模式，讓枯燥的專業(yè)理論課活起來了。三是堅持思政教育與系“精巧機(jī)信精益求精”文化相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成勝不驕、敗不餒、努力拼搏的良好素養(yǎng)，實現(xiàn)學(xué)生終身發(fā)展與自我管理，成就出彩人生。具體做法是：抓主題班會促陣地建設(shè)，抓文明教育促習(xí)慣養(yǎng)成，抓社團(tuán)建設(shè)促個性發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力；同時把工匠精神融入課程思政教育，通過技能比賽培育學(xué)生鉆研技能、練就技能，養(yǎng)成精致入微、精雕細(xì)琢、精益求精工匠精神。學(xué)習(xí)任務(wù)課程思政設(shè)計如表1所示[10,11]。

表1 教材學(xué)習(xí)任務(wù)課程思政設(shè)計

3　結(jié)束語

《工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真技術(shù)》課程新型一體化教材的開發(fā)，是在《中國制造2025》和《國家職業(yè)教育改革實施方案》指引下，教材案例、任務(wù)和學(xué)后測評等均源于企業(yè)，實現(xiàn)了課程內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展建設(shè)、同步更新，人培方案與產(chǎn)業(yè)崗位需求對接。同時教材開發(fā)過程中充分考慮學(xué)習(xí)者學(xué)的角度和教師教的維度，融合企業(yè)文化與職業(yè)道德、社會責(zé)任與安全環(huán)保、勞動模范與工匠精神、企業(yè)員工工作場景再現(xiàn)與職業(yè)素養(yǎng)等課程思政元素，轉(zhuǎn)變學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、團(tuán)隊協(xié)作精神和實踐動手能力。

[1]李清江，劉世爽，蔣莉，等. 在“互聯(lián)網(wǎng)+”和“中國制造 2025”背景下的產(chǎn)教融合創(chuàng)新基地建設(shè)[J]. 實驗技術(shù)與管理，2021，38(3): 242-245.

[2]郝建豹，林子其，譚華旭. 基于“平臺引領(lǐng)、雙景融合、四層進(jìn)階、三維對接”的機(jī)器人技術(shù)實踐教學(xué)改革[J]. 實驗技術(shù)與管理，2021，38(3): 246-250.

[3]世岳，徐君. 工業(yè)機(jī)器人基本操作與維護(hù)課程一體化教材開發(fā)的探索與實踐[J]. 電子世界，2020(1): 55-56.

[4]國務(wù)院. 國務(wù)院關(guān)于印發(fā)國家職業(yè)教育改革實施方案的通知[EB/OL]. http://www.gov.cn/zhengce/content/ 2019-02/ 13/content_5365341.htm，2019-02-13.

[5]甘艷平. 基于知識關(guān)系的高職工業(yè)機(jī)器人專業(yè)“三教”改革策略與實踐[J]. 機(jī)械職業(yè)教育，2021(2): 54-59.

[6]張明文. 工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真(FANUC機(jī)器人) [M]. 北京: 人民郵電出版社，2020.

[7]張玲玲，姜凱. FANUC工業(yè)機(jī)器人仿真與離線編程[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社，2019.

[8]陳南江，郭炳宇，林燕文. 工業(yè)機(jī)器人離線編程與仿真(ROBOGUIDE) [M]. 北京: 人民郵電出版社，2018.

[9]中華人民共和國教育部 . 關(guān)于印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的通知[EB/OL]. http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html，2020-06-01.

[10] 尤光輝，蔣立正，祝洲杰，等. 工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)課程思政教學(xué)實踐改革[J]. 機(jī)械職業(yè)教育，2020(18): 98-99.

[11] 肖志良，臧艷輝，華春夢. 高職院校思政素材與專業(yè)課程知識融合路徑研究[J]. 科教文匯，2021，524(8): 98-99.

Development of Integrated Textbook Based on the New Form ofin Vocational Colleges

With the promulgation ofand the, the teaching reform of vocational colleges has been accelerated. The development of a batch of vocational education textbooks to adapt to the new era is a powerful starting point to improve teaching quality. The textbook development team combines the college textbooks construction requirements to develop a new form of integrated textbook for the core coursefor the major of industrial robot technology. It is of great significance to further clarify the curriculum standards and vocational skill standard system, accelerate the assessment of the 1+X certificate of intelligent manufacturing technology specialty and the training of technical skilled talents.

vocational education; new form; 1+X certificate; curriculum standards

G712

A

1008-1151(2022)01-0139-04

2021-11-25

貴州省教育科學(xué)規(guī)劃重點課題“ ‘基于中國制造2025’背景下遵義職院現(xiàn)代制造專業(yè)群智能制造產(chǎn)線實訓(xùn)室構(gòu)建與探索”（2020A039）；貴州省教育廳高校人文社會科學(xué)研究項目“新工科課程中滲透思政育人元素的研究與實踐——以省級在線精品開放課程《機(jī)電控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》為例”（2021SZ010）。

馬明明（1993－），女，貴州遵義人，遵義職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電與信息工程系助教，碩士，從事工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)教學(xué)工作。

李清江（1976－），男，貴州遵義人，遵義職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電與信息工程系教授，碩士，從事工業(yè)機(jī)器人技術(shù)與材料加工工程應(yīng)用研究和教學(xué)工作。