基于OBE理念的“机器人操作与编程”课程项目贯穿式教学设计

【目的】“机器人操作与编程”课程具有与实践联系密切的特点,传统的教学方式不适合该课程的讲解与传授,需有效提高“机器人操作与编程”课程教学效果。【方法】根据“机器人操作与编程”课程特点,结合OBE教学理念开展项目贯穿式教学的项目设计,考虑企业实际和学生能力选取实际加工案例,对案例进行简化拆解,形成符合教学进度和课程知识点的小项目,通过小组合作对真实案例项目的功能实现,模拟实际工作场景和流程开展项目实践,包括编写任务计划书、项目报告书等流程,让学生在学习中接触到企业实际生产情景,培养学生实践能力、团队合作能力和职业素养。【结果】将项目化教学法融入“机器人操作与编程”课程,由传统教学的以老师为中心转向以学生为中心,提升了学生的动手能力和解决工程实际问题的能力。     

“1+X”证书制度背景下工业机器人应用编程书证融通路径与实践

【目的】在武汉软件工程职业学院工业机器人技术专业成功获批“1+X”证书制度“工业机器人应用编程职业技能等级证书”第三批试点背景下,旨在探索如何将“工业机器人应用编程职业技能等级证书”（中级）融入专业课程教学中,实现“1”和“X”的有机衔接。【方法】以工业机器人技术专业学生为实施对象,将行动研究法在实践中实施、验证、修正、完善书证融通体系,从优化人才培养方案、构建书证融通课程体系、完善书证融通教学资源、创新教学考核评价方式、持续提升师资技能水平五个方面开展改革实践,健全“1+X”证书制度试点专项工作机制,修订人才培养方案,建设丰富的教学资源与升级实习实训条件,提升教师“双师”素质。【结果】该教改模式可以帮助学生在课程学习中更快、更好、更全面掌握工业机器人应用编程“1+X”职业等级证书技能,通过为期三年（2020—2022年）的学生考证实施,完成了309人的学生培训,通过219人,总通过率70.87%;与此同时,学校也获评2次“优秀考核管理中心”、1次“优秀试点院校”。【结论】该教改模式可提高证书考核通过率,提高人才培养质量,为其他院校工业机器人技术专业开展“1+X”证书书证融通提供借鉴。     

新工科背景下“机械制造技术基础”教学综合改革探讨与实践

【目的】“机械制造技术基础”课程存在教学模式单一、教学目标与考核方法脱节、思政要素欠缺及缺乏复杂工程项目牵引等问题,造成“机械制造技术基础”课程思政教学难以满足现阶段教学要求。【方法】面向新工科建设、工程教育专业认证与课程思政改革的要求,课题组提出了线上线下混合翻转课堂的教学模式、融入课程思政要素、OBE导向教学考核改革、引入复杂工程案例等“机械制造技术基础”课程改革的思路与方法。【结果】通过上述措施,可以增强学生的创新意识,培养学生的工程实践能力和解决复杂工程问题的能力,有助于培育具有社会责任感和职业道德的创新型高质量工程应用人才,有助于使该课程教育满足高端制造类人才培养需求,满足新工科建设要求,对提升课程教学质量具有一定的参考意义。     

“工业机器人应用技术”课程教学改革探索与实践——以“中国太空站灵活的机器人手臂展科技实力”为案例

【目的】全面推进高校课程思政建设与“双高”建设深度融合,强化课程育人导向具有重要的现实意义。【方法】课题组以“工业机器人应用技术”课程为例,结合工业机器人技术专业和课程内在素养要求,合理设计和挖掘思政育人元素,基于项目化教学思路,根据课程的知识结构和技能点设计了包含6个教学项目的“工业机器人应用技术”课程整体教学方案,并以项目五“工业机器人在线编程与调试”为例,设计以“中国太空站灵活的机器人手臂展科技实力”为主题的课程教学,通过课前咨询预习、课中导学汇报、课后巩固拓展等环节全方位展示了教学实施过程。【结果】“工业机器人应用技术”课程教学改革效果显著,切实提升了立德树人的成效,锻炼了学生自主学习能力、总结归纳能力及语言表达能力,培养了学生治学严谨、敢于挑战的科学精神和一丝不苟、精益求精的工匠精神,同时也提高了教师的课程思政教学能力和思政素养,为相关课程的改革提供了参考。     

“岗课赛证”融通的“工业机器人视觉技术及应用”课程教学改革与实践

【目的】在教学过程中强化机器视觉技能实践,完善课程体系及成绩评价体系,实施新形态项目化教学。【方法】以机电一体化专业核心课程“工业机器人视觉技术及应用”的教学改革为例,构建“岗课赛证”融通的产教融合育人模式,对接职业技能竞赛和“1+X”证书,采用多维度评价体系,利用“四有课堂”模式构建高效课堂,培养学生的创新思维及动手能力。【结果】在柳州铁道职业技术学院2020级机电一体化技术应用专业中采用“岗课赛证”融通的教学改革方式,“工业机器人视觉技术及应用”课程课堂实践任务参与完成度从65%提高到85%,课后拓学完成率由73%提高到87%,学生参加“工业机器人操作与运维”“1+X”证书中级考核通过率高达90%。【结论】通过课程改革并实施多维度课程评价,极大地激发了学生参加“1+X”证书考核和参与职业技能大赛的热情,提高了学生的技能水平,使其能够更好地适应机器视觉相关岗位的需求。     

现代学徒制背景下的课程改革探索——以“单片机原理与应用”课程为例

【目的】“单片机原理与应用”课程作为高职学校机电类专业必修的一门专业课程,是培养学生逻辑思维能力与动手操作能力的重要载体。传统教学方法普遍存在教学内容枯燥难懂、理论知识与实践环节衔接不当等问题,导致学生学习主动性不高、学习效果较差,因此亟须对该课程进行教学改革。【方法】根据“单片机原理与应用”课程传统教学过程中存在的问题及现代学徒制学习方式的特点进行探索与实践,提出了一种“项目化”和“过程评价”相结合的教学模式。“项目化”教学模式通过项目的形式引入教学内容,让学生依据项目需求开展知识学习,将抽象的知识变得具体化。“过程评价”考核模式的运用,能减轻学生期末考核压力,将课程考核分散于课程学习过程中,提高知识的运用效率。【结果】56名学生中有45名学生表示基本掌握了单片机的基本知识,能独立完成基本的程序设计及硬件调试任务,而且有多名学生表示愿意再深入学习本课程。【结论】通过此教学模式的实践运用,取得了良好的教学效果：学生的学习主动性大幅度提升,能主动寻求解决问题的途径,提升了知识的实际运用能力。     

“1+X”证书制度下机电类专业人才培养模式研究——以工业机器人技术专业为例

【目的】“1+X”证书制度是我国职业教育制度设计的一项重大改革与创新,要稳步推进高职工业机器人“1+X”证书制度,创新人才培养模式。【方法】课题组以工业机器人技术专业人才培养方案为研究对象,整理细化了工业机器人“1+X”证书考核点,将证书考核内容匹配工业机器人技术专业核心课程内容及课程模块,采用项目化教学整合知识点,对接岗位能力、结合证书考核标准。重构高职工业机器人技术专业人才培养方案,优化专业课程设置,明确教学改革试点方向,打造教学创新团队,提升实训室有效利用率,进而提升人才培养质量。【结果与结论】工业机器人专业学生“1+X”证书的考证通过率提高了20%,表明人才培养模式的创新实践是有效的。     

新工科背景下“机械原理”课程建设探索

【目的】“新工科”建设对传统工科专业提出了新的要求,“机械原理”作为传统机械专业的专业核心课程,为了适应人才培育的要求,必须进行课程建设。【方法】针对课程教学过程中发现的一些问题,课题组提出应从教学内容、教学理念、学习理念、课程考核等方面进行课程建设,教师要树立“新工科”的教学理念,要以人才培育为主线,搞清楚本专业的培养目标,以立德树人为目标,让学生把安全、法律、规范放在心里,培养学生的法律意识和规范意识,优化考核评价方式。考核评价方式优化后,平时成绩占30%,实验成绩占20%,考试成绩占50%。【结果】“机械原理”课程从教学内容整合和取舍、教师自身综合素养的提升、改变学习习惯、以学生发展为中心的教学设计和评价体系进行课程的建设,丰富了教学内容,激发了学习者的兴趣,有利于学生将知识更好地内化,能更好地培养学生分析问题、解决问题的能力。     

新工科背景下基于OBE理念的创新实践课程教学设计优化路径

【目的】面对国家制造强国战略人才需求和新时期人才培养要求,需要打造立体化的创新实践育人课程,满足新形势、新任务、新要求。【方法】笔者以哈尔滨工程大学工程训练国家级实验教学示范中心开设的创新实践课程为研究对象,以“新工科”为背景,通过对成果导向教育（OBE）理念下创新实践类课程的教学设计优化研究,构建成果导向教学设计模型,开展教学目标优化、教学项目优化、教学内容衔接优化、考核方式优化研究。【结果】通过构建的项目“准入制”模型和基于OBE的“三位一体、六要素、一中心”教学设计模型和创新实践课程教学模式,提升了课程教学质量,学生在优化的教学过程中获得了更多的知识和技能,增加了学生的体验感,提升了学生综合实践能力。【结论】高标准的教学设计为创新实践课程改革提供范例,为成果导向教育（OBE）理念的应用和实践提供可行的方法和思路,对于高校各创新实践类课程的建设和改革都可以起到引领和示范的作用。     

基于RobotStudio的码垛机器人控制系统设计

【目的】通过对码垛机器人的控制系统进行优化设计,提高码垛机器人控制系统功能的合理性、高效性和便捷性,使码垛系统协调、合理地流畅运行。【方法】课题组选取智能制造系统中执行单元码垛机器人的控制系统为研究对象,依据智能制造体系中码垛机器人的作业任务,设计了码垛系统的布局和控制流程,采用RobotStudio软件中的Smart组件设计了系统的I/O信号控制逻辑、传送带控制逻辑以及吸盘工具的控制逻辑,并对码垛系统进行搭建与仿真,通过码垛系统仿真运行可得机器人末端执行器的运动轨迹和轨迹点坐标值,验证码垛机器人控制系统功能的合理性、高效性和便捷性。【结果】该控制系统能够较好实现左右码垛任务,具有稳定性、安全性和高效性。【结论】将优化后的码垛机器人控制系统应用于智能制造生产体系中,可实现高品质和高效率的智慧生产,系统应用前景广阔。     

基于OBE理念的“机械制图”课程教学改革实践研究

【目的】“机械制图”是机械专业学生学习三维软件的基础必修课程之一,其理论性和实践性较强,需要掌握的知识点较多,相比传统的教学方式,学生难以将所学的理论知识充分应用到实践中,不能满足此课程的教学需要,应提高课程的教学质量和水平。【方法】将OBE理念融入“机械制图”课程教学中,结合高职院校人才培养目标的需要,从教学方式、评价机制、教学内容等方面对该课程进行教学探索。以学生为中心,以培养学生能力为导向,采用“教学继续开展,改革先行”的方式,不断优化、提升专业建设和课程的教学模式改革,提高学生对专业知识的学习能力和掌握实践技能的水平。【结果】该教学模式可以提高教学质量和教学效果,提高学生自主学习能力,提高学生主动思考问题的能力以及学生之间的沟通、互动能力,进而达到学以致用的教学效果。【结论】基于OBE理念,以学习产出作为依托进行教学,有利于学生对知识的掌握和班集体之间的团结,为“机械制图”课程的改革和优化提供一定的参考建议,为培养综合性应用技术型人才助力,进而推动职业教学的改革创新。     

工业机器人装调应用与维护实训平台研究与设计

工业机器人在智能制造领域占据着举足轻重的地位,MES总控单元充当大脑,通过PLC逻辑单元把机器人、数控车床及加工中心连接起来,通过编制好的程序安排加工成产。随着国家老龄化日益严重,劳动力大幅减少,用工荒、招工难成为企业首先需要解决的难题。笔者结合多年来从事智能产线工业机器人教学维修经验,着重介绍了在智能制造产线上机器人安装和调试的整体设计方案。实训平台由机器人机械装配与调试实训平台和机器人电气安装与调试实训平台两大部分构成,并配置轨迹描绘、搬运、码垛等典型应用实训组件。     

三位一体培养模式在“机械设计”课程教学中的探索实践

【目的】“机械设计”课程的教学质量对毕业生能否快速进入工程师角色至关重要,为了提高本课程教学效果,实现更高水平的理论教学与工程实践融合培养,亟须探索创新课程教学模式。【方法】课题组以景德镇学院机械电子工程学院统招本科机械设计制造及其自动化专业大二、大三学生为主要研究对象,提出将“本科生开展科研训练+项目驱动+竞赛促学”三位一体培养模式融入“机械设计”课程教学中,贯穿全项目、全时域、全过程,挖掘学生创造潜能,培养学生解决实际工程问题的能力。同时,建设“双师双能型”青年教师队伍,促使教师真正做好学生的引路人。【结果】三位一体培养模式的实施激发了学生主观能动性,打破了传统“一考定成绩”的考核方式,为地方性应用型本科院校相关专业课程教学改革提供了参考,有利于培养基础扎实的高素质工程类人才,从而服务地方产业升级,助力地方经济发展。     

基于智慧职教平台在线开放课程的教学效果分析——以“机车车辆主型电器装调”课程为例

【目的】为深入推进教育信息化建设,培养社会主义现代化建设需要的高素质劳动者和技术技能人才,在线开放平台构建“线上+线下”混合式教学模式迫在眉睫,以解决目前教学中出现的知识点抽象、课堂活跃度低、学生自主能力差、参与度不高等问题。【方法】基于智慧职教平台“机车车辆主型电器装调”在线开放课程,根据铁道机车车辆制造与维护专业课程标准,课题组从课程目标和考核标准出发,采用“线上+线下”混合式教学模式,建设智慧职教平台在线开放课程,整合教学资源,为师生提供沟通交流平台。【结果】有效地发挥了在线课程教学的优势,激发了学生学习的积极性,提升了学生对于理论知识的掌握程度及实践动手的能力,为其今后从事铁路机车车辆电气设备维护与检修相关工作打下了坚实的基础。     

新工科背景下融入虚拟仿真的机器人实践类课程的创新教学探索

【目的】改变传统机器人实践类课程教学与应用脱节的现状。【方法】课题组将虚拟仿真技术融入机器人实践类课程教学中,分析了国内机器人实践类课程教学现状与虚拟仿真技术的发展趋势,提出了在新工科背景下虚拟仿真技术融入机器人实践类课程的创新教学方案。首先,分析了创新教学内容的总体导向,基于现有教学硬件资源,将新工科、课程需求与虚拟仿真技术所构建的教学内容、教学方法、教学手段等相结合;其次,以机械手臂涉及的相关虚拟仿真为例,确立虚拟仿真技术在课程中的融合点;最后,以机器人RV精密减速器结构建模与装配虚拟仿真为教学实践案例,建立机器人实践类课程创新教学体系以及相应的课程考核方法与成绩评定形式。【结果】机器人实践类课程创新教学模式可以充分发挥学生学习的主动性、创新性,锻炼学生综合分析解决问题的能力,提高学生的机器人应用能力与就业竞争力,满足社会对机器人创新人才的需求。【结论】创新教学为新工科背景下机器人相关专业建设与人才培养提供了有益借鉴与参考。     

“工业机器人编程与调试”课程“线上线下”混合式教学改革路径

【目的】新时代下,单一的线上或线下教学模式,都无法满足对新一代技术人才的培养要求,因此有必要突破人才培养瓶颈,寻找“新常态”的教学模式。【方法】课题组以“工业机器人编程与调试”课程为例,分别从教学内容和课堂体系两个方面,探讨了“线上+线下”混合式教学模式的具体应用与实施。【结果】该课程于2019—2020年第二学期首先以虚拟示教的形式进行在线展示,包括机器人的操作和在线编程。经过实际操作发现,学生的动手能力远远高于先前的学习,学习效率和学生的学习兴趣大大提高,学习覆盖面更广。【结论】受线上教学效果的启发,“工业机器人编程与调试”的理论与实践教学模式由先前的实训室设备教学转变为“线上+线下”混合式教学模式。未来将继续深化课程的有益成果,整合线上资源、小组讨论等有利因素,充分利用第二课堂的时间,加强课程的教学效果。     

基于“岗课赛证”融通的实训课程教学改革探索与实践

随着行业企业对于技术技能型人才水平要求的提高,传统的教学模式和评价标准已经无法满足行业发展。以工业机器人系统集成课程为例,将“岗课赛证”融合实训课程,进行教学改革的探索和实践。依据行业企业对于工业机器人集成岗位技能水平的要求,修改人才培养方案和课程标准,将企业真实项目转化为教学项目重构教学内容。将行业企业标准,工业机器人集成应用职业技能等级标准和全国职业院校技能大赛机器人系统集成赛项技术要求融入课程考核标准中,围绕集成岗位所需的集成调试能力重构教学内容,提升学生的技术技能水平,使学生更满足行业企业的要求。     

基于PLC与工业机器人实训平台的设计与实现

本文设计并搭建了一种基于PLC与工业机器人的实训平台,将工业机器人技术、PLC控制技术、触摸屏控制技术、气动控制技术等相结合,组合形成一种多功能的实训平台,实训平台具有一定的实用性,能很好地促进教学课程开展,提升学生的综合实训能力。     

校企协同育人的融合路径与融合机制研究——以机电一体化技术专业为例

【目的】“中国制造2025”背景下,为贯彻落实国家“一带一路”倡议,需要加强校企的产学研合作,探索校企双方互利共赢的产教融合育人路径与合作机制,提升人才培养质量。【方法】课题组以高职院校机电一体化技术专业为例,提出了校企协同育人的主要融合路径与融合机制,通过校企共同制定专业人才培养方案,合作开发专业课程体系,重构课程教学内容等方法,基于企业精益管理的车间教学方式,构建“双融双创”产教融合的校企协同育人模式。【结果与结论】该教学新模式引导学生结合企业先进的工艺、技术和方法,增强了学生工程实践能力,培养了学生创新思维能力,使人才培养与智能制造产业发展深度融合,满足了企业对高素质技术技能创新人才的迫切需求。     

“岗课赛证”视域下高职PLC控制技术课程改革实践研究

针对目前各高职院校PLC控制技术课程普遍采用项目式教学、任务式驱动方法存在的教学痛点，根据湖南石油化工职业技术学院面向的行业背景以及PLC控制技术课程特点，提出了基于企业真实案例“岗课赛证”综合育人的课程改革教学思路，并进行了研究实践。课程教学通过引导学生从“乐学”“会学”到“善学”“活学”,思想上让学生从“敬业”“勤业”向“精业”“乐业”逐步升华，注重学生创新能力的培养，在实践中取得了较好的教学效果。