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基于OBE视角下《工业机器人操作与编程》教学改革与研究
摘要:随着专业课程教学改革的不断深入,以OBE教育理念为指导的教学改革模式越来越被广大教育专家学者认可。通过引入OBE教育理念对《工业机器人操作与编程》课程教学进行研究和分析,我们看到了该理念具备的优势,也为完善课程设置找到了许多解决办法,基于此,本文就OBE视角下《工业机器人操作与编程》教学改革展开探究,为全面提高学生的专业能力提供一种解决方案。
关键词:OBE视角;中职学校;工业机器人操作与编程;教学改革
一、中职学校基于OBE改革《工业机器人操作与编程》教学的可行性和必要性分析
(一)中职学校基于OBE改革《工业机器人操作与编程》的可行性
首先,OBE理念可以促使教学过程与教学目标的有效链接。OBE是一种指导性思想,对课程教学有着较强的指导作用,并且能够让教师将重点放在要达到的教学目标上,方向促使教师立足于学情,采取合理的教学方式。在《工业机器人操作与编程》课程中的应用,既可以满足学生未来的就业需求,又能够明确以教学目标为导向推动各教学环节的顺利开展。
其次,OBE理念可以让人才培养工作准确对接社会需求。工业机器人技术属于前沿性技术,对操作和编程人员提出的要求较高。在实际工作中,技术人员不仅要掌握已经拥有的机器人技术,还需要进行合理创新和研发,这也对中职学校的人才培养工作提出了更高的要求。OBE理念是以结果为导向的教学理念,需要结合实际的岗位需求,准确设定人才培养目标,再由教师结合培养目标准确设计教学方案,层层反推,最后准确提高学生的实际应用能力。
(二)OBE理念在《工业机器人操作与编程》教学改革中的必要性
首先,在具体实施的过程中,《工业机器人操作与编程》课程的教学,在OBE理念的指导下,能够按照国家、行业以及用人单位的需求,明确人才培养方向、准确把握人才培养目标。整个教学过程依此为起点,逐渐明确各节课程需要采取哪种教学方式才能达到培养目标、在确定教学方式后,再分析如何设计教学方案等你。可见,通过实施OBE理念,教师能够从根本上改变以教学内容为绝对核心的模式,转而服务于社会发展、行业需求,瞄准行业好形势提高学生的综合能力。
其次,在OBE理念下,负责《工业机器人操作与编程》课程授课的教师能够摆脱对教材固定教学内容的依赖,转而以把握企业生产动态为源头,依据要达到的教学目标,及时调整教学内容。在这样的模式下,《工业机器人操作与编程》课程在智能制造业中的先进技术和人才培养的新需求,就能够有效融入课堂教学中,改变教材更新不及时的限制,能够保证教学内容的准确性。
二、《工业机器人操作与编程》的课程特点及教学改革的着力点
《工业机器人操作与编程》课程所涉及的机器人领域处于时代发展的前沿,其中包含的技术也具有较强的先进和综合性。这就决定了《工业机器人操作与编程》课程的内容,包含大量前沿性信息和技术,需要教学始终保持变动状态。所以,学生在学习这门课程时,需要具备扎实的理论知识和计算机编程能力,能够结合所学的知识完成编程工作,让机器人完成各项操作,具备各种满足生产需求的功能。
从该课程的特点来看,教师需要结合社会发展需求、行业对人才的需求,准确把握教学重点,以较高的要求完成教学任务。经过多年的课程建设.与教学改革,笔者将基于OBE理念进行改革的着力点总结为以下几点。
(一)定位高阶教学目标
在OBE理念下,《工业机器人操作与编程》课程的各教学环节都需要围绕教学目标开展。现阶段,机器人领域已经在原有的基础上实现了新发展、新突破,对中职学校的人才培养工作也提出了更高的要求,使得该课程在实际教学中知识难度有所提升,课堂深度有所深化,因此需要中职学校提高教学目标的定位标准。这就需要课程教师认识到,传统的教学目标已经无法适应当前的教学情况,无法对培养学生发现问题、分析问题以及解决问题的能力,起到良好的推动作用,并且也难以适应当前机器人领域的发展变化情况。因此,在实施教学改革的过程中,中职学校需要适当提高教学目标的定位水平,以学生为中心,在知识教育的基础上融入创新意识、创新能力两方面的培养内容。
(二)注重更新教学内容
目前,大部分中职学校使用的《工业机器人操作与编程》的教材多以工业机器人为研究对象,主要介绍机器人的机械结构设计、运动学与力、动力学分析、轨迹规划、控制系统与传感器等方面的知识。教材所包含的内容多为经典的理论知识,同时大部分知识也都停留于基础层面,属于机器人操作与编程领域的入门级知识。与机器人领域的发展情况相比,这些内容较为陈旧,涉及的新理论和新方法较少。此外,教师所采用的教学方式也偏于单一,不利于培养学生的实际应用能力。因此,在基于OBE理念改革《工业机器人操作与编程》程课程的教学时,教师还需要注意引入前沿性技术和知识,不断更新和优化教学内容,积极发挥OBE理念在促进反向教学设计上的积极作用,充分结合工业机器人领域的发展情况,设计教学内容,提高学生的职业素养水平。
(三)课程考核的挑战度
中职学校在对《工业机器人操作与编程》课程进行考核评价的过程中,大多采用结果性考核方式为主,主要检验学生对理论知识的掌握程度。同时也会融入学生操作能力、编程能力等方面的考核,但考核范围比重较小。这样的考核方式与《工业机器人操作与编程》课程的交叉性、综合性以及前沿性不匹配,不利于全面提高学生的综合能力。同时,这样的考核方式也无法为教师实施有效的教学方案提供指导。所以,在OBE视角下,中职学校需根据本校的实际情况,深入整合课程考核体系,适当增加学业的过程性考核,同时注重对学生实践能力、分析与思辨能力、团队协作能力等方面进行综合考核,更能全面评价学生学习情况。
三、基于OBE视角下的教学改革措施
依托OBE教育理念的指导下,结合《工业机器人操作与编程》课程标准,各教学活动的实施要充分体现教学目标,课程教学目标设置需与企业实际生产紧密贴合,并进一步深入发掘校企合作,产教融合的亮点,以便明确教学结果,在此基础上顺利完成反向教学计划,即完成以岗位需求为最终产出,反向构建支撑它的核心能力,所有的核心能力支撑岗位面向,培养规格支撑核心能力,课程体系支撑培养规格,专业办学条件、师资队伍保障核心能力。以笔者所在的中职学校为例,《工业机器人操作与编程》课程是我校汽车制造与检测专业群专业核心课,在教学改革定位上,我们以服务区域经济发展为宗旨,面向汽车整车制造、汽车零部件加工企业及智能制造相关行业,支撑区域经济转型为目标,精准培养能实践、善思考和勇于创新的高素质技能型人才。
(一)基于OBE理念下的项目建设工作
基于OBE理念下,中职学校在课程开发过程中需密切结合本地的产业特点,利用市、省、中央专项资金建设工业机器人技术应用基础实训室及公共示范实训室。通过项目建设,引入当前制造业最前沿的工业机器人技术,开展机器人相关专业课程的建设,实现机器人应用技术高技能型人才的培养;坚持校企合作的办学模式,将先进的工业机器人技术、新工艺应用技术、工业机器人离线编程仿真技术及实际企业生产环境操作结合起来,实现深度的产教融合,完成教育教学从虚拟→模拟→真实的过渡,培养学生工业机器人的基础应用能力及中高职衔接“三二分段”汽车制造专业学生的适应能力,实现校企精准对接,精准育人的“双精准”培养模式。
在项目建设中,我校还成立了汽车制造“双精准”示范专业建设项目组。为确保项目建设的科学有序开展,聘请汽车制造企业、工业机器人系统集成商、智能制造企业等企业专家和高校教授组建专家组,全程指导项目工作。项目组架构如下图1所示:
(二)基于OBE理念下的项目内容
1.完善专业建设管理机制
组织保障:组建专业建设指导委员会,并举行专家聘任仪式;
制度保障:学校修订校级专业设置与动态调整管理办法,修订专指委章程;
指导专业建设:开展办学规模、人培训方案、1+X试点、学徒培养、场室建设重大问题研讨与论证。
2.改善专业办学条件
学校基于《工业机器人操作与编程》课程的改革需求,完善专业资源库建设。例如,制作4门专业基础课的微课、修订13门课程标准、新增2门专业核心和14门主干课;搭建了学银在线、职教云、超星等主流教学平台;在线开放课程6门校级精品课等。
3.改善专业办学条件
其中,校内生产性实训基地,以1+X职业技能证书为对接标准,加大实训设备投入,为学生提供了FANUC工业机器人考证设备,工位数满足办学规模,达到生均工位数达2.55个;以汽车制造智能生产线为对接标准,投入实训设备:自动化生产线装配与调试应用设备,新增工位数45个。
在校外生产性实训基地建设方面,建成校外生产性实训基地,校企共同开展现代学徒、工学结合、订单培养、岗位实习等培养模式,自2017年创办工业机器人技术应用专业以来,共计培养了4届毕业生,累计从事工业机器人及自动化应用相关行业共180多人;校企共建实训基地是依托汽车制造产业群开展深度合作,成立服务于汽车制造企业的订单班,每年开展定期的企业跟岗学习,提高人才培养的质量,丰富教学内涵,促进年轻教师队伍的成长。
4.提升专业校企精准对接水平
专业坚持产教融合,双元共育的校企深度合作理念,联合区域内汽车制造龙头企业合作办学。在提升精准对接水平的过程中,学校积极探索校企精准育人机制,制定了一套学校认证与双证书制度管理办法、3份校企订单班精准育人模式、2份职业等级证书课证融通课程标准、2份企业标准融入课程内容;开发设备保全员双导师共建专业课程,包括2门岗位培养课程标准、3本校企共建开发教材、5个核心模块化课程内容、15个工业机器人技术应用典型生产性教学项目、2个开发新技术专利;依托粤港澳大湾区汽车制造产业特色,引入中高职衔接五年一贯制培养模式,为企业输送高技能型人才,共计培养200多名学生;实施双证书考核,毕业生双证率达99%。
5.加强师资队伍建设
教师是实施OBE理念的重要参与者。结合OBE理念的指导思想,学校为专任教师提供了连续两月企业实践机会,双师率100%、学历本科以上100%、师资专业能力提升工程全员参与;组建兼职教师队伍,拥有企业兼职教师15人、担任专业实践课2890学时、组织年轻教师参加教学能力等大赛6人次;每年学生企业实践80人次以上,辅导学生实践教学816学时,参与听、评课100学时以上;骨干教师培养对象3人,参与省级以上培训13人次,参与课程标准研制等项目28项。
因此,一个专业的发展离不开强有力的教师团队,一门课程的教学改革更离不开先进的教育理念作为理论指导。OBE教育理念需要我们不断深入研究并活学活用,才能取得较好的教学改革成果。
四、结语
综上所述,进入新时期,工业机器人在我国经济发展中会占据更为重要的地位,对高端应用型人才的需求量也会不断提升。这就需要中职学校基于行业需求改革教学模式。以OBE理念指导《工业机器人操作与编程》课程的改革,能够将行业需求置于首位,充分考虑学生成长成才的需求,对教学条件进行全面优化,以提高学生的职业技能,培养拥有前沿性技术能力的专业人才。
参考文献:
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