《理虚实一体化教学在工业机器人编程和操作课程中的应用》

“理论、虚构、实景一体化教学在工业机器人编程与操作课程中的应用”

本文是工业机器人相关论文、文献和综合教学、编程和课程硕士学位论文的范文。

摘要：本文以工业机器人专业课程《工业机器人编程与操作》为例。基于对企业人才需求、课程特点和教学现状的分析，将“理论、虚拟、现实相结合”的教学方法应用于《工业机器人编程与操作》课程，建立了基于实际应用的课程教学体系。 ABB工业机器人成立，突出实践能力和创新能力培养理念，为培养工业机器人技能应用型人才提供教学参考。

关键词：工业机器人；理论、虚实相结合；教学模式；人才培养

一、研究背景

随着智能制造产业的快速发展，传统制造业正在走向自动化生产，这与工业机器人技术的发展是分不开的。 《中国制造2025》强国战略提到要重点发展数控机床和机器人。在其他行业，预计到2025年，我国重点企业工业机器人应用技术人才将达到30万人[1]。为适应市场需求，国内各大高校开设了机器人专业，而机器人专业的核心专业课程为《工业机器人编程与操作》课程。本课程根据工作需要，培养学生对工业机器人进行编程、调试和维护的实践能力，为今后从事工业机器人领域的工作奠定基础。

二、《工业机器人编程与操作》课程教学解析

(一)企业人才需求分析

随着智能装备产业的快速发展和传统制造业的不断完善，工业生产线越来越多地应用工业机器人代替工业生产线的一线工人，实现自动化生产，降低人工成本，并提高工作效率。据研究分析，各行各业的大量专业人员需要工业机器人现场编程、生产线维护、安装调试、售后服务[2]。高职院校最初将工业机器人专业课程纳入机电专业体系教学，现已成为独立专业。开展相应的专业教学，对机器人专业学生进行更全面的系统培训，提高他们的专业技能，为企业提供更多的机器人应用技术人才。

(二)课程特点分析

《工业机器人编程与操作》课程是工业机器人专业必修的专业核心课程。由工业机器人组成的自动化生产线设备已发展成为自动化设备制造的主流。本课程的试点课程为《机械设计基础》、《传感器技术》、《液压气动技术》、《工业机器人技术基础》等[3]，奠定了本课程的基础知识和专业技能通过试点课程的学习，通过对本课程的不断学习，培养学生掌握机器人编程、操作安装调试方法。

(三)课程教学现状分析

以往《工业机器人编程与操作》课程的教学方式，由于缺乏实训条件，一般将理论课和操作课分开。这种教学方式会导致技能训练的实际操作无法实时获得学校的理论指导，理论知识不能与实际生产相结合，导致学生对技能的掌握不足随着教学方法的不断创新和教学设备的不断改进，提出了许多新的教学方法，如“项目式教学”、“边做边学”一体化等新的教学方法[4]。但考虑到机器人设备价格昂贵，且受设备数量、品种及后期维护成本的限制，建议将“项目式教学”与“边做边学”结合起来。结合“虚拟软件仿真”等教学方法，形成“理论、虚拟、现实相结合”的教学方法，充分发挥各自的优势。

三、“理、虚、实”一体化教学法的设计

“理、虚、实”一体化教学法在理论讲座中引入虚拟仿真教学，通过计算机虚拟仿真软件熟悉机器人的实际操作，加强对所学知识的理解，然后执行熟练后通过现场设备进行实际操作。 《工业机器人编程与操作》课程“理论与实践相结合”的教学实践分“项目指导”、“理论讲解”、“虚拟仿真”、“实体操作”和“实体操作”五个环节进行。 “展示与评价”，如右图所示为“推理、虚构、现实”一体化教学过程。

“理、虚、实”融合教学流程图

(1）在“项目指导”环节，以工业机器人编程和操作能力培训为核心，以ABB机器人应用具体案例设计为载体，以工业机器人领域专业岗位培训为载体。教学内容选用工业机器人技术，课程内容结合涂胶、搬运、码垛、焊接等实际项目设计。

(2）“理论讲解”链接中，因为选择了企业中的实际项目作为教学内容，必须是各种知识点的综合应用。对于初学者来说，很难全部完成因此，教师需要根据自己的理论与实践结合能力，对实践项目的内容进行知识分解和储备学习。

(3）“虚拟仿真”链接中，借助ROBOTSTUDIO虚拟仿真软件实验平台，根据分解任务进行仿真操作并展示课程仿真结果，让学生直观了解课程项目，然后安排具体的练习任务。

(4）“实体操作”环节，教师在课程中扮演引导、咨询、指导的角色。教师运用理论与实践结合的能力对任务进行分析解读，将任务分解为知识点和操作指导学生实际操作机器人设备完成任务，提醒学生观察实验现象，发现操作规律，帮助总结知识点。

(5）在“展示与评价”链接中，学生完成虚拟仿真、机器人设备实际操作等任务后，将实验结果展示给老师和同学机器人教案模板，并完成教师评价项目完成情况及学习过程主观表现 与小组互评。

四、conclusion

“实、虚、实”一体化教学，引导学生通过虚拟仿真软件操作、实际设备操作和理论课知识机器人教案模板，使理论知识学习、虚拟软件仿真和实际设备操作相辅相成。 ” 理论、虚拟、现实一体化教学，突破了理论与实践相分离的分段教学模式，将理论讲解、虚拟模拟操作和实际动手操作训练融为一体，真正实现边做边学的教学理念，创新教学方法，提高教学质量，提高学生技能操作能力。

参考文献：

[1] 吕世霞，杨平，陈鲁毅。基于工业机器人技术的工业40人才需求研究[J].办公自动化，2017 (24）:34-36.

[2] 江庆斌，陈晓燕，周斌。工业机器人行业人才需求与高职院校专业设置分析与研究[J].职业技术教育, 2018,39 (2）:27-30.

[3]许红艳.高职高专《工业机器人编程与调试》课程标准设计[J].课程教育研究，2018 (46）：210.

[4] 焦勇。 “理论与实践相结合”教学模式的探索与实践[J].船舶职业教育,2018,6,30(02）:56-58.

作者简介：帅嘉慧（1992-），女，四川乐山人，全日制硕士，保定职业技术学院专任教师，研究方向：自动化；韩卫芳（1978-），女，河北保定人，硕士，保定职业技术学院工程师，研究方向：自动化。

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