中职工业机器人技术应用专业“课堂革命”的实践探索
张凯
重庆市渝北职业教育中心
一、引言
在职业教育发展的关键时期,国务院颁布的《国家职业教育改革实施方案》为职业教育指明了服务经济社会发展、培养高素质技术技能人才的方向。职业教育 “课堂革命” 作为推动职业教育高质量发展的重要手段,在生源多样化、生产智能化、教学个性化的背景下应运而生。中职工业机器人技术应用专业作为新兴专业,其核心课程教学存在诸多问题,亟待通过 “课堂革命” 实现教学质量的提升与专业的纵深发展。
二、背景与问题分析
(-) 适应职业教育提质培优要求
2019 年《国家职业教育改革实施方案》明确职业教育应服务现代化经济体系建设与就业需求,对接科技趋势和市场需求培养人才。2020 年《职业教育提质培优行动计划(2020—2023 年)》进一步提出实施 “三教” 改革攻坚行动,推动职业学校 “课堂革命” ,将课程教学改革向纵深推进,为中职工业机器人专业 “课堂革命” 提供了政策依据与发展方向。
(二)深化职业教育 “三教改革” 需要
职业教育 “课堂革命” 是在复杂教育背景下开展的全面教学改革,旨在培养学生具备人文情怀、创新精神等多种能力,以适应人工智能时代工作环境的变化。“三教改革” 中的教师、教材、教法改革与 “课堂革命” 紧密相连,通过 “课堂革命” 能有效推动 “三教改革” 的落地实施,提升职业教育教学质量。
(三)突破工业机器人专业课改瓶颈
中职工业机器人技术应用专业的《工业机器人操作与编程》课程存在课程内容结构不合理、教学方法不适应、教学资源不足等问题。课程内容无法满足学生发展诉求,教学方法难以支持学生进阶学习,教学资源不能满足学生学习需求,这些问题严重制约了专业的发展,亟需通过 “课堂革命” 进行改革。
三、“课堂革命” 问题的解决思路
(一)整体解决思路
立足专业发展,以岗课赛证融通为原则优化教学内容。依据 “三个对接”指导思想,结合技能大赛评分标准、“1+X” 证书考核需求、产业技术与职业岗位能力要求以及企业生产实际,重构课程内容,形成 “进阶型” 课程模块。围绕教学目标,集聚教学要素建构教学模式。依托数字孪生技术平台,创设企业情境,引入实际案例,运用多种教学手段开展 4D 交互式教学,培养学生专业核心素养。聚焦数字建设,通过线上线下混合方式整合教学资源,创设学习情境,提高学生综合素养。
(二)具体行动策略
1. 三大教学循环
虚实循环通过制作虚拟仿真资源,实现实训内容的全程虚实结合,将实操训练与仿真运行有机统一。岗课循环把工业机器人生产应用岗位与课程教学相循环,使学生在学习过程中熟悉岗位要求。校企循环与机器人企业深度合作,将数字孪生技术嵌入课堂教学,引入企业经验,实现教学与企业需求的紧密对接。
2. 四维具象强化
知识强化注重工业机器人机械基础、电工电子、软件编程等知识的传授,确保学生在三大教学循环中有效吸收知识。原理强化深入分析诠释工业机器人自动化原理,培养学生理解、掌握和运用原理的能力。仿真强化通过离线编程软件的仿真训练,将知识与原理应用于实际模拟,巩固学习成果。技能强化着重提升工业机器人本体安装调试、编程应用、设备运维保养等基本技能,探索高效的技能强化模式。
四、课堂教学实施的过程与做法
(一)实施过程
项目实施分为六个步骤:首先开展调查研究,了解 “4D 交互式” 教学现状;其次搜集资料并制定研究计划;然后通过多种研究方法总结教育学规律;接着针对教学问题提出对策与实施路径;再进行实践验证并撰写报告;最后收集反馈完善成果并推进转化。实施过程包括准备、调研、实践和总结四个阶段,各阶段任务明确,确保项目有序推进。
(二) 主要做法
1. 立足产业需求,岗课赛证融通,重构教学内容
以 “三个对接” 为指导,结合技能大赛标准、“1+X” 证书考核需求、企业生产实际和人才培养方案,对《工业机器人操作与编程》课程内容进行重构。选用专业教材并创新结构,形成 “进阶型” 课程模块,同时融入思政元素,实现知识传授与价值引领的有机结合。
2. 依据课程标准,开展学情分析,明确教学目标
从知识技能基础、认知实践能力和学习特点等方面对学生进行学情分析,结合课程标准和人才培养方案,明确教学目标与重难点,确保教学目标符合学生实际需求。
3. 聚焦教学目标,整合方法资源,制定教学策略落实立德树人根本任务,结合国家职教政策,聚焦教学重难点制定策略。
在实训教学中创设企业情境,引入案例,运用多种手段培养学生专业核心素养,贯穿课程思政。基于建构主义理论,开展 4D 交互式探究教学,设计 “六步教学”流程,以学生为中心,注重学生个性化发展和核心素养培养。
4. 教学评价评价指标多元,评价数据立体,形成评价闭环
通过学校综合评价系统平台,从多元素开展评价,依据学生课堂表现和企业用人标准构建评价机制。采取全过程评价方式,整合大赛证书标准实施考核,实现评价的全覆盖与全闭环,确保教学质量的提升。
五、课堂教学预期取得的成效
(一)激发学习兴趣,挖掘专业学习潜力
建成虚实一体实训基地,开发 “交互式” 教学平台,建立虚拟仿真实训室,采购数字资源与设施设备,实现交互式、沉浸式学习。这种教学模式符合学生心理特质和认知规律,能有效激发学生学习兴趣,提高学习效率,挖掘学生专业学习潜力。
(二)达成教学目标,提升专业知识技能
全面达成工业机器人教学目标,建成精品在线课程数字资源,为学生自主学习提供服务。提高知识、技能和情感目标达成度,提升学生专业技能,在技能大赛和证书考试中取得更好成绩,为学生后续学习和职业发展奠定基础。
(三)实现成果转化,推动专业内涵建设
以 “课堂革命” 为突破口,提升专业建设各方面质量,推动课程、技能、评价标准的优化升级,保障教学各环节质量。实现专业建设目标,从人才培养、实训平台、课程资源、教师队伍等多个方面整体提升产教融合效能,推动专业内涵发展。
六、课堂教学的创新与示范
(一)探索 “模拟工厂” 新型教学模式
采用 “模拟工厂” 理虚实三维一体教学模式,通过场景、岗位、流程模拟,实现理论探索、虚拟仿真、实践操作的融合,达成赛课、岗课、证课的有机结合,为职业教育教学模式创新提供新思路。
(二)创新 “4D 探究型” 课堂教学方法
“4D 探究型” 课堂教学方法贯穿教学全过程,帮助学生理解抽象理论知识,提升学习效率,使课堂教学更加直观、生动、立体,为职业教育课堂教学方法改革提供可借鉴的范例。
(三)创建 “虚实结合” 教学特色资源
创建 VR、MR 交互教学情境场,利用虚拟现实资源的特性,让学生沉浸式体验岗位角色,完成职业技能训练,突破教学难点,为职业教育教学资源建设提供新方向。
(四)发挥 “课堂革命” 案例示范作用
以工业机器人 “课堂革命” 为范例,在教学目标设置、教学内容升级、教学方法改进等方面形成具有先进性、可复制性和可推广性的经验,为其他职业院校专业教学改革提供示范。
结论
中职工业机器人专业“课堂革命”建设方案通过对教学问题的深入分析,提出了切实可行的解决思路与实施策略。在实施过程中,通过多种教学改革措施的落实,预期将在激发学生学习兴趣、提升教学质量、推动专业内涵建设等方面取得显著成效,同时其创新的教学模式、方法和资源建设也具有重要的示范价值,为中职工业机器人专业及其他职业教育专业的教学改革提供了有益的参考与借鉴 。未来,可进一步深化 “课堂革命”,不断适应职业教育发展的新需求,持续提升人才培养质量。
参考文献:
[1] 李光 , 卢勇 , 侯丽 . 基于“ 理虚实” 一体化的工业机器人离线编 程 课 程 改 革 实 践 研 究 [J]. 科 技 风 ,2024,(34):166-168.DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.202434055.
[2] 史喆琼 . 基于工业机器人操作与维护课堂革命路径研究 [J]. 时代汽车 ,2023,(18):13-15.
[3] 李雪婧 .“三教”改革背景下高职课堂革命的探索与实践——以工业机器人操作与编程课程为例 [J]. 中国机械 ,2023,(04):98-101.