工学结合一体化课程教学设计

工学结合一体化课程教学设计搬运机器人及其操作应用

工学结合一体化是以国家职业标准为依据，以综合职业能力培养为目标，以典型工作任务分析构建课程体系，以具体工作任务为学习载体，以学生为中心，以教师为主导，并按照工作过程和学习者自主学习要求设计和安排教学活动的课程。工学结合一体化课程的学习可以概括为一句话：“学习即工作，工作即学习。”每一次课教师都会布置任务，要求学生以小组活动的形式去做。学生接到任务后，便开始明确工作任务内容，查询资料，制订工作方案，实施工作方案，交付验收，总结评价，最终完成工作任务。

一、工学结合一体化课程教学设计

以工业机器人应用与维护专业工业机器人基础课程的搬运机器人及其操作应用学习任务为例，进行教学设计。

1.课题来源

工业机器人应用与维护专业是一体化课程教学改革试点专业，工业机器人基础课程符合企业的实际需求，对工业机器人应用与维护专业人才培养起到很大的作用。该课程共设置工业机器人基础知识、工业机器人示教器编程、工业机器人基础应用、工业机器人管理与维护等四个学习任务。

2.学情分析

学生为工业机器人应用与维护专业一年级，本课程是在运动指令基础上，进阶逻辑指令。以搬运码垛应用场景，结合实训室设备特点设计的课程。从学生现有的知识结构和认知状态、学生学习的学习动机和兴趣点、班级群体和个体的学习情况和差异性等方面进行学情分析，以了解学生的能力水平、实际需要和认知倾向，制定符合学情的教学策略和教学活动，调整和优化教学重点、难点和关键点，有效激发、促进和辅助学生的学习。

3.学习目标

通过视频学习，能够说出搬运机器人的分类及特点;通过小组合作学习，能够说出搬运机器人的系统组成及功能；在教师的指导下，按照电工安装布线技术规范，能完成搬运机器人的抓手与传感器的外设连接；按照学习任务要求，能完成系统程序编辑、调试及运行；对物料搬运过程中出现的故障，能够正确调整或修改程序；通过完成学习任务，提升团队协作能力，做好现场管理工作。

4.学习任务

（1）任务描述。成品车间打包和搬运劳动强度大，工作环境差。近几年的成品车间工人一致处于紧缺状态。公司准备使用自动化机器人完成产品的搬运工作。经技术部研究准备使用四轴关节机器人试验，任务下达，需要您的参与，完成试验任务。

（2）学习内容①从结构形式上看搬运机器人分类；②搬运机器人常见的末端执行器；③搬运机器人的系统组成；④关于搬运机器人吸附式和夹钳式的TCP一般设置位置；⑤在搬运程序中使用逻辑指令；⑥程序设计中注意事项。

（3）教学重点与难点

①教学重点

工业机器人物料搬运系统安装与调试是本学习任务的教学重点。要求学生明确工作任务，制订工作方案，并进行工作任务实施、总结和评价。

②教学难点

工业机器人物料搬运的程序设计是本学习任务的难点。通过观看在线视频、查阅资料、讨论分析、学习分享等多种形式，启发学生编程设计的思路;引导学生把工作任务拆分示教点的创建、原点及抓手初始化、逻辑指令应用三个内容，由局部到整体逐个击破;对于工作过程中遇到的共性问题，教师进行集中讲解和示范操作，化解教学难点。

③教学策略

根据学习目标学生特点，课程采用“工学结合一体化教学”模式进行授课。以实际生产任务要求为主线，借助信息化技术手段实现以学生为中心，教师为主导的工学一体化教学课堂。通过工作中学习，学习中工作，培养学生的专业能力、社会能力和方法能力。

5.学习资源

根据工学结合一体化教学要求，要创建具有工作区和学习区两大部分构成的工作环境;满足开展学习工作任务的设备及工具资源，如工业机器基础教材、机器人编程手册、多媒体计算机（手机网络）、电工常用工具等；提供参考书、学习工作页、评价表等辅助教材资源。

6.教学实施过程

（1）课前明确工作任务

查阅手册了解逻辑指令相关含义，熟悉格式和功能，下达物料分拣控制的安装与调试学习任务；通过课堂答疑引导学生学习，并随时检查学生学习完成引导问题情况；根据学生在线学习的情况，进行课前学习评价。

（2）课中制订工作方案

教师发放任务书、学习工作页、评价表等，并引导学生解读任务书，明确工作具体要求;从实际工作任务中提取工作角色，引导学生按照工作岗位需求进行分工;指导学生根据工作任务要求，制订工作方案，要求学生完成工作方案后，提交图样、程序编辑等学习成果，以便指导纠正；集中点评各小组的工作方案，引导小组优化工作方案。通过小组合作，制订工作方案，培养团队协作精神；通过制订方案，完成学习引导问题，突破教学难点；通过头脑风暴展示活动，培养学生语言表达能力，对表现好的学生及时点赞。

（3）课中实施工作方案

强调在任务实施过程中，严格遵守电气设备安全操作规程，做好人身安全、设备安全及现场管理；引导学生按照工作方案进行施工：抓手与传感器的连接、程序输入等；指导学生按照物料搬运任务要求，利用机器人再现编程设计搬运程序，对遇到程序有误或者无法运行的小组给以指点纠正，并做好记录;教师巡回监控各小组施工进度，对施工过程不规范、不安全的操作行为及时制止，并指导纠错。

（4）课中交付验收

教师发布物料搬运系统控制安装与调试的验收标准，学生根据工作任务书，依照验收标准，对物料分拣系统控制安装与调试进行功能检验;对部分学生未能完全实现系统功能进行问题分析，协助小组解决问题;收集整理各小组完成工作任务所提交的资料（工作记录、图表等），对各组完成任务情况，进行评价打分。通过对工作任务的验收，培养学生对产品质量控制意识；通过学生示范操作演示，培养学生语言表达能力，同时检查完成任务的整体情况。

（5）课中总结评价

組织各小组通过上传图片、视频等多种形式分享学习收获及心得体会，进行工作总结汇报，使学生养成经常对资料收集、整理、记录、归档的良好习惯;组织学生进行自我评价、组间评价、组内评价;教师对小组完成本次工作任务进行综合评价。通过总结汇报，培养学生整理、归纳、总结、语言表达的能力，增加学生自信心;通过多元化评价，鼓励学生自我反思、自我提高、取长补短。

（6）课后拓展学习

课后完成工作任务实训总结报告并提交；发拓展学习工作任务要求，在物料搬运控制系统安装与调试任务的基础上，进行搬运程序优化，实现搬运要求。

7.学习评价

课题围绕学习目标设计学习工作任务，通过工学结合一体化教学模式，培养学生专业能力、方法能力和综合素质能力。

二、工学结合一体化教学设计的反思

1.创新点

采用学习信息多元化、行动导向、多元化评价等多种形式相结合开展教学，充分体现了现代化信息教学手段与工学结合一体化教学模式的融合，丰富教学课堂活动，提高了学生学习积极主动性，较好地实现了在学习中工作，在工作中学习。

2.教学效果

利用学生爱玩手机的习惯，应用到课程教学中，学生学习积极性较高为活跃。通过教学效果调查问卷分析，教师在开展教学中对学生的专业能力、社会能力和方法能力关注度较高；学生更喜欢以行动为导向的教学模式。

3.存在问题

个别学生认为任务太复杂，难以完成任务要求，学习积极性还有待提高；对小组施工过程监管不够到位，个别工位乱象丛生；信息化教学手段内容欠缺需要加强。

4.改进措施

加强信息化教学手段的学习，理论与实践结合，从实战应用过程中，提高教学业务水平；结合学生特点，设置不同层次、不同难度的任务，满足个性化发展，提升