摘要：本文對(duì)工業(yè)機(jī)器人離線編程課程教學(xué)過(guò)程中存在的學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)不足、學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力不強(qiáng)、學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)不全面等問題，實(shí)施課堂革命實(shí)踐研究。具體表現(xiàn)為校企深度合作，“二合一”重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生職業(yè)技能；創(chuàng)新“三階六步”“理虛實(shí)”一體化教學(xué)模式，引入教學(xué)機(jī)械臂，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高；“理”“虛”“實(shí)”三階段全過(guò)程多維度評(píng)價(jià)，解決了傳統(tǒng)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)斷層問題，結(jié)合過(guò)程性評(píng)價(jià)、結(jié)果性評(píng)價(jià)和增值性評(píng)價(jià)多維度評(píng)價(jià)方式，得到學(xué)生學(xué)習(xí)效果畫像。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；職業(yè)能力；課堂革命；“理虛實(shí)”一體化

Abstract：Inthispaper，theproblemsexistinginthecourseofofflineprogrammingofindustrialrobotssuchasinsufficienttrainingofstudents'vocationalability，weaklearningdriveandincompleteevaluationofstudents'learningeffectarestudied.Theconcreteperformanceisdeepcooperationbetweenschoolandenterprise，"twoinone"reconstructionofteachingcontent，improvestudents'vocationalskills;Innovative"threestepsandsixsteps"and"theoryandreality"integratedteachingmode，introducingteachingrobotarm，students'learninginterestisimproved;Themultidimensionalevaluationofthewholeprocessinthreestagesof"reason"，"virtual"and"real"solvestheproblemoftraditionalevaluationdatasegmentation，andobtainstheportraitofstudents'learningeffectbycombiningthemultidimensionalevaluationmethodsofprocessevaluation，resultevaluationandvalueaddedevaluation.

Keywords：industrialrobots；professionalcompetence；classroomrevolution；integrationof“theory，fictionandreality”

隨著工業(yè)4.0和智能制造的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在制造業(yè)中的應(yīng)用愈發(fā)普及。離線編程作為提高機(jī)器人生產(chǎn)效率和靈活性的關(guān)鍵技術(shù)，逐漸成為相關(guān)專業(yè)課程的重要組成部分。在機(jī)器人相關(guān)課程研究方面，文獻(xiàn)［1］運(yùn)用混合式教學(xué)模式創(chuàng)新機(jī)器人課程教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)和教學(xué)評(píng)價(jià)，從而提升機(jī)器人課程的教學(xué)質(zhì)量以及學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。文獻(xiàn)［2］通過(guò)課程思政教學(xué)改革，更好地對(duì)學(xué)生開展思想政治教育、愛國(guó)主義教育和社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育，為學(xué)生樹立正確的人生觀和價(jià)值觀。文獻(xiàn)［3］提出了“崗位+課程+競(jìng)賽+證書”融通的課程改革模式，重構(gòu)課程教學(xué)內(nèi)容，將“1+X”證書制度教育嵌入專業(yè)人才培養(yǎng)體系，對(duì)接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，推動(dòng)“課堂革命”，提升了學(xué)生綜合職業(yè)能力。文獻(xiàn)［4］針對(duì)該課程建設(shè)存在的教師知識(shí)更新迭代較慢、教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)需求脫節(jié)、教學(xué)方法陳舊等問題，將教師能力提升作為課程改革的邏輯起點(diǎn)，以課程內(nèi)容重構(gòu)為改革重點(diǎn)，以教學(xué)方法改革為任務(wù)抓手，將教師、教材、教法通盤考慮，協(xié)同推進(jìn)課程改革。傳統(tǒng)的教學(xué)方式往往難以滿足學(xué)生對(duì)實(shí)際操作技能的需求，為此，本研究旨在探索新型工業(yè)機(jī)器人離線編程課程的課堂革命實(shí)踐，基于“理虛實(shí)”一體化的教學(xué)理念，理論與實(shí)踐、虛擬與現(xiàn)實(shí)有機(jī)結(jié)合，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)在實(shí)際操作中的指導(dǎo)作用，同時(shí)也強(qiáng)調(diào)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)理論學(xué)習(xí)的重要促進(jìn)。該理念借助現(xiàn)代信息技術(shù)，將校企開發(fā)的虛擬仿真模型、創(chuàng)新開發(fā)的教具與現(xiàn)實(shí)操作相結(jié)合，以適應(yīng)當(dāng)前快速發(fā)展的工業(yè)技術(shù)要求，提升教學(xué)效果和學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

1傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限性

傳統(tǒng)機(jī)器人離線編程教學(xué)以軟件教學(xué)為主，教學(xué)過(guò)程中主要存在以下幾個(gè)方面的局限性。一是，學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)無(wú)法得到實(shí)際驗(yàn)證，教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)需求脫節(jié)，教學(xué)形式單一。二是，傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人離線編程任務(wù)教學(xué)，學(xué)生習(xí)慣模擬性完成學(xué)習(xí)任務(wù)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)自主性不強(qiáng)、學(xué)習(xí)氛圍不濃厚、合作意識(shí)不強(qiáng)等現(xiàn)象。三是，隨著高職擴(kuò)招生源的多元化，學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)呈現(xiàn)出多樣化，傳統(tǒng)學(xué)生的評(píng)價(jià)方式以虛擬軟件操作考核為主，這種考核方式存在片面性，側(cè)重于學(xué)生對(duì)于軟件操作熟練程度，不能完全反映學(xué)生實(shí)際學(xué)習(xí)進(jìn)展情況，也不能全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，無(wú)法精準(zhǔn)反映學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的整體表現(xiàn)。

2工業(yè)機(jī)器人課程的課堂革命思路

本案例以學(xué)生為中心，圍繞學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)不足、學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力不強(qiáng)、學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)不全面等三方面的問題提出以下三個(gè)解決思路，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生素質(zhì)、知識(shí)、能力的提高，適應(yīng)行業(yè)企業(yè)發(fā)展新要求，如圖1。

2.1引入企業(yè)實(shí)際案例，創(chuàng)新教學(xué)模式，適應(yīng)企業(yè)需求

依托校企協(xié)同育人機(jī)制，引入企業(yè)無(wú)土栽培智能生產(chǎn)線應(yīng)用真實(shí)案例，遵循校企深度融合、資源共享、課程共建等原則，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)和教學(xué)模式創(chuàng)新兩項(xiàng)改革，解決學(xué)生職業(yè)能力不強(qiáng)的教學(xué)問題。

2.2多元教學(xué)資源，有效融入企業(yè)項(xiàng)目，提升學(xué)生學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力

有效融入企業(yè)項(xiàng)目，通過(guò)在課前、課中、課后運(yùn)用“理”“虛”“實(shí)”三種不同教學(xué)資源，助力解決學(xué)生內(nèi)驅(qū)力不強(qiáng)的問題。

2.3依托數(shù)據(jù)平臺(tái)，多維評(píng)價(jià)方式，全面反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果

本案例采用過(guò)程性評(píng)價(jià)、結(jié)果性評(píng)價(jià)和增值性評(píng)價(jià)相結(jié)合的評(píng)價(jià)方式，全過(guò)程記錄學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，保證學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)完整性，全面反饋學(xué)生學(xué)習(xí)效果，構(gòu)建準(zhǔn)確用戶畫像，解決學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)不全面的教學(xué)問題。

3工業(yè)機(jī)器人課程的課堂革命問題解決做法

3.1“二合一”重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，構(gòu)建“三階六步”“理虛實(shí)”一體化教學(xué)模式，提高學(xué)生職業(yè)技能

（1）依托企業(yè)案例，“二合一”重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，解決教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)實(shí)際需求脫節(jié)問題。引入企業(yè)蔬菜無(wú)土栽培智能生產(chǎn)線“種子種植-蔬菜移栽-蔬菜分揀-包裝碼垛”典型情景。本案例選取蔬菜分揀情景，結(jié)合新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范，通過(guò)“二合一”（虛擬與實(shí)際合一、教學(xué)項(xiàng)目與生產(chǎn)項(xiàng)目合一）融合，將視覺檢測(cè)分揀技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)任務(wù)為蔬菜分揀機(jī)器人視覺信號(hào)配置，提升學(xué)生專業(yè)技能水平滿足企業(yè)需求。

（2）任務(wù)引領(lǐng)，構(gòu)建“三階六步”“理虛實(shí)”一體化教學(xué)模式，解決教學(xué)形式單一問題。在案例教學(xué)中，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，通過(guò)“以實(shí)為例”引入課程內(nèi)容視覺信號(hào)配置，“以理為基”確定視覺信號(hào)，“以虛助實(shí)”確定配置視覺信號(hào)方法，“虛實(shí)結(jié)合”完成虛擬仿真與實(shí)際設(shè)備功能驗(yàn)證、教學(xué)機(jī)械臂和上位機(jī)軟件模擬信號(hào)配置，滿足學(xué)生在課前、課中、課后三階段學(xué)習(xí)需求。教學(xué)過(guò)程對(duì)接崗位工作流程，將教學(xué)流程分為課前、課中、課后三階段，構(gòu)建“三階六步”“理虛實(shí)”一體化教學(xué)模式，提高學(xué)生職業(yè)技能。

課前自主學(xué)習(xí)：教師在學(xué)習(xí)通平臺(tái)發(fā)布微課視頻學(xué)習(xí)任務(wù)、微信公眾號(hào)推文，學(xué)生根據(jù)任務(wù)單進(jìn)行課前自主學(xué)習(xí)，為課中提升做好準(zhǔn)備。

課中任務(wù)驅(qū)動(dòng)：教師播放智慧農(nóng)業(yè)實(shí)際應(yīng)用視頻，引入企業(yè)工作案例，融入愛國(guó)意識(shí)教育。教師引導(dǎo)學(xué)生明確“機(jī)器人視覺信號(hào)設(shè)置”任務(wù)重點(diǎn)。引導(dǎo)學(xué)生制定蔬菜分揀方案工作流程，打開視覺相機(jī)→病蟲害蔬菜檢測(cè)→蔬菜分揀→關(guān)閉視覺相機(jī)，掌握信號(hào)設(shè)置理論知識(shí)。通過(guò)虛實(shí)結(jié)合，學(xué)生自主完成教學(xué)內(nèi)容，并展示成果。學(xué)生完成小組自評(píng)、互評(píng)，教師依據(jù)各組的匯報(bào)及實(shí)操情況做出總結(jié)性評(píng)價(jià)。

課后拓展能力：課后開放工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新工作室，學(xué)生進(jìn)行相關(guān)職業(yè)技能比賽和X證書考核技能強(qiáng)化訓(xùn)練；教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)教學(xué)機(jī)械臂進(jìn)行二次開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力。

3.2以學(xué)生為中心，多元資源助力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

多元教學(xué)資源，提高認(rèn)知驅(qū)動(dòng)力，解決學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃厚的問題。通過(guò)自建學(xué)習(xí)通線上平臺(tái)課程、課程資源庫(kù)等理論學(xué)習(xí)資源，增加學(xué)生認(rèn)知能力；通過(guò)企業(yè)蔬菜無(wú)土栽培智能生產(chǎn)線孿生出的蔬菜分揀虛擬模型場(chǎng)景、教學(xué)機(jī)械臂上位機(jī)軟件等虛擬實(shí)訓(xùn)資源，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；通過(guò)與行業(yè)龍頭企業(yè)共建的校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)室（基地）和創(chuàng)新引入開發(fā)的教學(xué)機(jī)械臂等機(jī)器人實(shí)操資源，提高學(xué)生學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)力。

課前，教師發(fā)布機(jī)器人在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的視頻，融入科技興農(nóng)和安全意識(shí)。課中，根據(jù)教學(xué)環(huán)節(jié)特點(diǎn)采用不同資源教學(xué)，例如練技能環(huán)節(jié)信號(hào)設(shè)置過(guò)程，通過(guò)視覺軟件進(jìn)行視覺技能教學(xué)，運(yùn)用教學(xué)機(jī)械臂視覺相機(jī)查看功能演示，以技能大賽獲省賽一等獎(jiǎng)案例，為同學(xué)們樹立榜樣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生技能強(qiáng)國(guó)意識(shí)。

3.3“理”“虛”“實(shí)”三階段學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)記錄，多維評(píng)價(jià)，生成學(xué)生學(xué)習(xí)畫像

與廣州數(shù)控設(shè)備有限公司共同制定符合企業(yè)要求的知識(shí)技能、過(guò)程方法、態(tài)度情感等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，依托學(xué)習(xí)通和用戶學(xué)習(xí)畫像系統(tǒng)平臺(tái)，精準(zhǔn)記錄學(xué)生理論學(xué)習(xí)（“理”）、虛擬仿真操作（“虛”）、機(jī)器人實(shí)操（“實(shí)”）數(shù)據(jù)，以“理”“虛”為過(guò)程性評(píng)價(jià)，“實(shí)”為結(jié)果性評(píng)價(jià)，輔以增值性評(píng)價(jià)，覆蓋學(xué)生課前、課中、課后及成長(zhǎng)反饋實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)閉環(huán)，生成學(xué)生學(xué)習(xí)畫像，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，如圖2。

4實(shí)施效果與評(píng)價(jià)

在實(shí)施課堂革命后，學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)能力顯著提高，具體表現(xiàn)為以下四方面：

4.1對(duì)接崗位，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)能力向崗位能力遷移，獲企業(yè)好評(píng)

通過(guò)機(jī)器人在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置，學(xué)生實(shí)現(xiàn)了學(xué)習(xí)能力向崗位能力遷移。通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生輕松通過(guò)職業(yè)技能等級(jí)證書考核，自2020年課程改革以來(lái)，連續(xù)兩年用人單位對(duì)畢業(yè)生滿意度達(dá)到100%，涌現(xiàn)了一大批優(yōu)秀畢業(yè)生。通過(guò)企業(yè)對(duì)學(xué)生在實(shí)習(xí)期間的增值性評(píng)價(jià)，表明學(xué)生具有工匠精神、職業(yè)素養(yǎng)高、對(duì)新技術(shù)上手速度快，部分學(xué)生很快成長(zhǎng)為企業(yè)技術(shù)骨干或技術(shù)能手，學(xué)生廣受企業(yè)好評(píng)。

4.2多元教學(xué)資源，有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

根據(jù)實(shí)際蔬菜無(wú)土種植智能生產(chǎn)線工藝及技術(shù)要求，在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室完成實(shí)際案例的虛擬場(chǎng)景搭建、編程調(diào)試與運(yùn)行；借助教學(xué)機(jī)械臂直觀感受工作過(guò)程；在工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練和功能驗(yàn)證，依托工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新工作室拓展第二課堂，提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

學(xué)生學(xué)習(xí)氛圍濃厚，自主學(xué)習(xí)能力明顯提升，參加競(jìng)賽的獲獎(jiǎng)等級(jí)和數(shù)量齊升。學(xué)生在2022RoBoCom機(jī)器人開發(fā)者大賽智慧零售賽項(xiàng)中，獲得省賽一等獎(jiǎng)（第一名）和國(guó)賽一等獎(jiǎng)（第一名）；在2024年首屆職業(yè)規(guī)劃大賽中獲省級(jí)金獎(jiǎng)；近兩年學(xué)生參加省級(jí)及以上職業(yè)技能大賽累計(jì)獲獎(jiǎng)20余項(xiàng)。這充分展示了學(xué)生的專業(yè)風(fēng)采和嫻熟的職業(yè)技能，同時(shí)也彰顯了育人水平和人才培養(yǎng)成效，進(jìn)一步激勵(lì)廣大青年學(xué)子走技能成才、技能報(bào)國(guó)之路。

4.3校企協(xié)同，全面評(píng)價(jià)精準(zhǔn)記錄，達(dá)成三維目標(biāo)

關(guān)注過(guò)程的增值性評(píng)價(jià)強(qiáng)化了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。增值性評(píng)價(jià)關(guān)注學(xué)生個(gè)體化差異，突出以學(xué)生為中心，采集每位學(xué)生多元行為數(shù)據(jù)進(jìn)行素質(zhì)、知識(shí)、能力三維目標(biāo)考核與評(píng)價(jià)，有效度量學(xué)生成長(zhǎng)，強(qiáng)化每位學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)自我增值。

結(jié)語(yǔ)

本文以學(xué)生為中心，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了創(chuàng)新，提出了引入企業(yè)實(shí)際案例，創(chuàng)新教學(xué)模式；多元教學(xué)資源，有效引入企業(yè)項(xiàng)目；依托數(shù)據(jù)平臺(tái)，多維評(píng)價(jià)方式等策略。這一系列策略的實(shí)施，使學(xué)生學(xué)習(xí)能力向崗位能力遷移，并獲企業(yè)好評(píng)；有效調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力提高，樹立技能強(qiáng)國(guó)信念，積極參加比賽，獲“金牌”突破；全面評(píng)價(jià)精準(zhǔn)記錄，達(dá)成三維目標(biāo)的實(shí)效。本文研究成果具有適用性和推廣性，并在教師能力提升（國(guó)培）培訓(xùn)班進(jìn)行了同行推廣。

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基金：廣東省教育科學(xué)規(guī)劃課題（高等教育專項(xiàng)）“數(shù)智化背景下新質(zhì)裝備在高職裝備制造專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的應(yīng)用研究”（2024GXJK1093）；廣東省高等職業(yè)教育質(zhì)量與教學(xué)改革工程項(xiàng)目“基于數(shù)字孿生技術(shù)的工業(yè)機(jī)器人‘五位一體’教學(xué)改革研究”（GDJG2021130），“數(shù)字孿生技術(shù)在PLC課程教學(xué)中的實(shí)踐”（2023JG280）；廣東省普通高校青年創(chuàng)新人才項(xiàng)目“康復(fù)機(jī)器人軌跡跟蹤學(xué)習(xí)控制算法研究”（2024KQNCX299）；廣東科貿(mào)職業(yè)學(xué)院科研項(xiàng)目（職業(yè)教育專項(xiàng)）“崗課賽證融合視域下工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式實(shí)踐研究”（GDKM202321）

作者簡(jiǎn)介：李光（1990—），男，漢族，湖北漢川人，碩士研究生，講師，研究方向：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、智能控制。