“工业机器人编程与操作”课程混合式教学改革探索

引言

随着智能制造行业的迅猛发展，对具备高技能和综合能力的人才需求也在不断攀升。这不仅对教育体系提出了更高的要求，也使得学生必须在学习过程中不断提升自己的综合素质。混合式教学模式通过线上平台提供理论知识学习，而线下则侧重于实践操作和技能训练。这种模式不仅能够充分利用网络资源，还能够让学生在实际操作中加深对理论知识的理解和应用。

一、重构教学内容，建设资源库

在当今快速发展的工业领域，传统的教材往往更新缓慢，无法及时跟上工业机器人编程技能的最新要求。为了确保学生能够真正掌握并应用所学知识，教师应当以能力为中心，对“工业机器人编程与操作”这门课程进行任务式的重新设计，从而培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。教师可以将课程内容划分为七个具体的任务模块，每个模块都有其明确的学习目标和应用场景。首先，学生将从“认识工业机器人”开始，了解机器人的基本构造和工作原理。接下来，通过“基本操作”任务，学生将学习机器人的基本控制和操作技巧。在“工具坐标系建立”和“工件坐标系建立”这两个任务中，学生将掌握如何设置和调整坐标系，以确保机器人的精确操作。此外，“IO 板配置使用”任务将使学生熟悉输入输出板的配置和使用方法。在“运动轨迹实验”任务中，学生将通过实验来探索和优化机器人的运动轨迹。最后，“五轴机床上下料应用”任务将结合实际的工业应用场景，让学生在模拟环境中进行上下料操作的实践。

为了进一步优化混合式教学模式，教师还需要建立特色教学资源库：1.结合课程的重点和难点内容制作微课视频，并上传至教学平台。2.设计电子任务单，将课堂上的重难点与学生的知识体系紧密联系起来，指导学生明确自己的学习任务。3.结合软硬件资源，使用工业机器人操作平台和仿真软件进行教学，使学生能够在虚拟环境中进行实践操作，从而更好地理解和掌握所学知识。

二、优化教学设计，统筹整体教学

为了提升教学效果，教师应当充分运用网络教学平台及资源，并结合仿真实训平台及系统，开展教学活动。具体来说，教师可以设计“课前预习—课中练习—课后复习”的教学模式，确保每个环节都紧密联系，环环相扣。

在探讨“工业 4.0 下的自动生产线”这一主题的教学过程中，教师应当设计“课前预习—课中练习—课后复习”的教学模式，以确保学生能够全面掌握相关知识。在课前阶段，学生需要通过网络教学平台进行充分的预习，深入理解基础知识和理论，为后续的学习打下坚实的基础。在课堂上，学生将在仿真实训平台上进行实际操作练习，通过动手实践来巩固所学知识，从而更好地理解理论与实践之间的联系。课后，学生则需要通过复习巩固所学内容，进一步提升自己的技能水平，确保所学知识能够转化为实际操作能力。这种经过优化的教学设计，不仅显著提高了学生的学习效率，还确保了教学效果的最大化，使学生能够在工业 4.0 的背景下，更好地适应自动生产线的需求。

三、丰富实施过程，提升教学质量

在运动指令的应用和运动轨迹规划的教学过程中，教师应当采取多种方法来丰富和拓展实施过程。为了更好地帮助学生理解和掌握相关知识，教师可以在课前阶段采取一些有效的措施。具体来说，教师可以将电子任务单上传至网络平台，这样学生可以在课前通过网络平台进行预习。同时，教师还可以制作一系列讲解微视频和课件，详细阐述每个运动指令的具体内容和应用场景。这些微视频和课件应当涵盖指令中每个参数的详细解释，帮助学生理解每个参数所代表的具体含义。通过这种方式，学生可以在课前通过网络平台和相应的 APP 进行自主学习，查阅相关的资料和视频，从而对各个运动指令有一个初步的认识和理解。这种课前预习的方式不仅可以提高课堂效率，还能激发学生的学习兴趣，使他们在课堂上能够更加积极地参与讨论和实践操作。

在课中训练过程中，教师可以带领学生通过操作示教器进行轨迹编程和点位示教，实现工业机器人按照预定的轨迹运行。仿真实训平台能够模拟工业机器人端（如图 1），提升学生使用示教器的熟练度。

在课后复习的阶段，教师可以充分利用网络教学平台的优势，将各种课后任务和练习题发布在平台上。这样做不仅可以方便学生随时随地进行学习，还能有效地引导他们在课后通过不断练习来巩固所学的知识。学生们可以在网络平台上完成各种离线编程任务，这些任务旨在让他们对工业机器人的操作有更深入的理解和掌握。通过反复练习，学生们可以逐渐熟练地操作工业机器人，从而不断提升他们的操作技能和动手能力。这种在线与离线相结合的学习方式，不仅能够提高学生的学习效率，还能激发他们的学习兴趣，使他们在实践中不断进步，最终达到提高动手能力的目的。

四、建立多元评价，分析教学效果

在“工业机器人编程与操作”课程中，教师应使用全面的评价体系，包括多方位的模式和多维度的内容，运用多种评价手段。利用网络教学平台，教师能全面评估学生学习效果，促进职业技能发展。如表1 所示，教师应当将线上线下、知识技能、平时表现等多方面因素综合考虑，形成一个立体化的评价体系。教师可以通过在线测试和作业来评估学生的理论知识掌握情况；通过模拟操作和实际操作考核学生的实践技能；同时，学生的课堂参与度、团队合作能力以及创新思维等软技能也应纳入评价范围。此外，教师还应定期进行反馈，帮助学生了解自己的进步和需要改进的地方，从而更好地指导学生的学习方向和职业规划。