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[摘要] 针对中等职业学校工业机器人专业课程教学模式单一的情况，引入三维立体式教学，教师利用线上课堂、仿真软件和实训工作台等教学资源搭建立体式教学环境，将理论知识和现场实践应用相结合，让学生在理论及实训课堂上从学、思、做三个维度共进并行。经过实际教学应用证明，三维立体式教学一方面可以促进教师有效利用教学资源设计课堂项目，提升教师教研能力，另一方面有利于学生对知识的掌握和运用，培养学生创新实操的能力，从而实现了教学双赢的目的。
[关键词] 工业机器人教学;三维立体式;教学资源;教学双赢
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2021）37-0234-03
中等职业学校工业机器人专业课程，对学生的实际操作能力要求较强，但没有扎实的专业理论知识作为支撑却又达不到教学目的。传统的教学多采用灌输的方法，在理论讲解方面单调乏味，学生记不住也不理解，进而在实践操作方面，学生在面对实验平台时不知如何动手操作，在理论和实践两个环节中产生了巨大的鸿沟。[1]为了使理论教学和实践操作更好地衔接，本人将“三维立体式”教学法引入工业机器人教学应用中，为学生搭建了一套三维立体式教学环境系统，完善并充实了教学任务。
一、中职工业机器人单一教学模式的弊端
在中职教学中，教学模式普遍比较单一，理论课程以教师讲授学生听为主，实训课以教师示范学生模仿为主，这样的方式对于一些需要经验积累的课程有效。然而，随着网络信息的发展及新的教育教学理念的更新，特别像工业机器人专业这类依托于信息技术的课程，单一维度的教学会出现一些问题。[2]现分析如下。
（一）单一维度理论教学，无法建立学生立体的知识系统
工业机器人是人工智能信息化发展下的产物，表明其理论知识体系具有时代性，离不开智能信息化。[3]传统单一维度理论教学，按书本里的概念和知识点对学生进行满堂灌的教学，无法建立有效的知识系统。
（二）单一维度实训教学，培养不出学生创新实操能力
单一维度传统实训教学中，教师先进行示范操作，学生再按照布置的项目任务，进行模仿并完成实训任务，造成学生实训学习上生搬硬套，没有创新思维，动手能力也没有得到真正的提升。
（三）单一维度教学让理实一体化较难实现，培养不出学生的职业素养
中职教学注重理实一体化，要求学生将学到的理论知识灵活应用到实践过程中，一味地理实教学，却割裂了二者。理实一体化难以实现，培养出的学生显然达不到企业职业素养的要求。
二、工业机器人专业教学三维立体式教学的构建及应用
工业机器人专业是中职学校新兴的专业，为了适应新专业的教学要求，教师需要整合线上线下课堂、仿真训练平台和现场工作站等教学资源，搭建一个“学、思、做”三个维度立体式教学环境。
（一）“学”维度教学构建
工业机器人专业课程的每个章節联系紧密，保证了知识的连贯性。“学”维度教师是依托超星学习通平台构建的。学习通平台是超星公司开发推出的交互式信息平台，便于教师搭建教学课程空间，进行课程内容创建和教学过程管理。教师一方面利用学习通信息平台发布制作好的课件、微视频、学习资料、学习任务，另一方面还能够看到学生的学习情况统计，依照反馈的教学数据及时调整教学任务。[4]学生可以利用学习通App软件，实现课前预习，课中与老师实现互动，课后练习及时解惑等。整个“学”维度中，教师引导学生主动预习、学习及复习，知识掌握效果很好。
（二）“思”维度教学构建
“思”维度教学的构建目的是把理论知识与实践操作进行融合，学生学了知识要能够真正理解，必须通过自主思考来实现。在“思”维度教学环节，教师可以借助RobotStudio工业机器人仿真软件帮助学生思考，RobotStudio仿真软件是ABB工业机器人公司推出的一款工业机器人虚拟仿真软件，能够满足教学中大部分项目任务的设计及仿真。教师可针对课堂知识点设计出小项目，课上引导学生使用RobotStudio工业机器人仿真软件搭建出虚拟项目任务，并进行模拟操作验证。在项目任务仿真过程中，学生就会去思考项目如何合理地搭建，所学的知识如何应用到项目中，以及最终项目会达到一个怎样的效果，使学生主动学习并掌握内容。
（三）“做”维度教学构建
工业机器人教学最终还是要落实到学生的实操动手上来。在“做”维度的构建上，提供给学生工业机器人实操训练平台，如图1所示，该平台上固定有工业机器人，配有如坐标建立、I/O设定、涂胶、码垛和视觉分拣等模块，学生可以分组按照任务需求选择模块，在教师的指导下自行安装、调试、编程和操作完成教学项目任务。在“做”的维度教学中，学生感受到了学以致用，增强了实操能力。
（四）三维度立体教学在工业机器人专业教学中的应用
三维度立体教学在工业机器人专业教学中，笔者以工业机器人操作与编程教材第三章中“运动指令的构成与应用”教学为例，[5]进行介绍：
1.在“学”维度教学中的建立
教师使用学习通平台发布“运动指令的构成与应用”的概念及编程格式等课件、微课视频及预习测试，学生课前登入学习通移动终端做好预习作业，初步掌握线性运动指令的使用方法。具体分为两步，方法如下：
第一步，信息平台中学习资料的建立。在学习通App中建立好“工业机器人操作与编程”课程的章节树，在对应的“运动指令的构成与应用”的课程中导入相应的课程资料，如图2所示。 第二步，预习测试引入。利用学习通中的测验功能，设置两个线性运动指令相关知识概念选择题，如图3所示。
2.在“思”维度教学中的建立
首先，教师设计一个“工业机器人平面涂胶”项目任务，要求采用在线示教方式完成工件涂胶作业，涂胶的轨迹如图4所示。接着，由教师引导学生在RobotStudio仿真软件中，按照“工业机器人平面涂胶”项目轨迹图形的要求，使用虚拟示教器自行编写程序点1至程序点8各程序涂胶点的运动指令程序。最后，学生在计算机上进行虚拟仿真验证。
在虚拟仿真中，学生会碰到如“机器人不动作”，“工业机器人与涂胶模型发生碰撞”以及“涂胶运动路线错误”等问题，[6]教师应激发学生去思考，去想办法解决，甚至有的学生会发现对运动指令知识理解存在不足，自主回到“学”维度中深入学习知识点。学生经过“思”维度的项目训练，能正确地完成整个项目的虚拟仿真。
3.在“做”维度教学中的建立
教师强调实训安全后，分组让学生上工业机器人实操训练平台，依照学习通平台上发布的“运动指令学习工作页”项目内容进行操作，学习工作页见表1。学生通过“思”維度教学中的虚拟仿真，在面对工业机器人实物平台时，游刃有余地完成涂胶工具的选择安装、涂胶模型的安装、运动涂胶指令的示教器录入以及平面涂胶工作运行。
4.评价标准的设计
为了促进学生学习，教师需设计一个基于“学”“思”“做”三维立体教学的评价标准，对学生进行评价，考核学生课堂知识点的掌握程度。评价标准具体设计内容见表2所示。
三、结论
工业机器人专业课程对于理论知识和实践操作要求都很高，教师引入三维立体式教学，将理论知识点变成可操作的小项目，通过优化教学资源构建“学”“思”“做”三维度立体教学环境，学生沉浸在其中完成项目任务，在发现问题解决问题过程中感受到了学习的快乐，建立了自信心，为日后走向工业机器人专业相关岗位打下了良好的基础。
参考文献：
[1]吕陵.高职《计算机应用基础》项目化教学实践与思考[J].现代企业教育，2014，7（8）：335-336.
[2]吴佳鑫.论中职建筑测量教学中存在的问题与对策分析[J].教育现代化，2018，5（31）：318-319.
[3]王东阳.运用信息技术构建现代校园文化[J].教育现代化，2018，5（31）：171-172.
[4]王文娟.基于超星学习通的汽车检测技术课程学习模式分析[J].时代农机，2018（6）：105-106.
[5]张春芝.工业机器人操作与编程[M].北京：高等教育出版社，2018.
[6]王超.基于Robotstudio的“工业机器人仿真技术实训”课程开发与教学设计[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2017，9（5）：64-67.
[关键词] 工业机器人教学;三维立体式;教学资源;教学双赢
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2021）37-0234-03
中等职业学校工业机器人专业课程，对学生的实际操作能力要求较强，但没有扎实的专业理论知识作为支撑却又达不到教学目的。传统的教学多采用灌输的方法，在理论讲解方面单调乏味，学生记不住也不理解，进而在实践操作方面，学生在面对实验平台时不知如何动手操作，在理论和实践两个环节中产生了巨大的鸿沟。[1]为了使理论教学和实践操作更好地衔接，本人将“三维立体式”教学法引入工业机器人教学应用中，为学生搭建了一套三维立体式教学环境系统，完善并充实了教学任务。
一、中职工业机器人单一教学模式的弊端
在中职教学中，教学模式普遍比较单一，理论课程以教师讲授学生听为主，实训课以教师示范学生模仿为主，这样的方式对于一些需要经验积累的课程有效。然而，随着网络信息的发展及新的教育教学理念的更新，特别像工业机器人专业这类依托于信息技术的课程，单一维度的教学会出现一些问题。[2]现分析如下。
（一）单一维度理论教学，无法建立学生立体的知识系统
工业机器人是人工智能信息化发展下的产物，表明其理论知识体系具有时代性，离不开智能信息化。[3]传统单一维度理论教学，按书本里的概念和知识点对学生进行满堂灌的教学，无法建立有效的知识系统。
（二）单一维度实训教学，培养不出学生创新实操能力
单一维度传统实训教学中，教师先进行示范操作，学生再按照布置的项目任务，进行模仿并完成实训任务，造成学生实训学习上生搬硬套，没有创新思维，动手能力也没有得到真正的提升。
（三）单一维度教学让理实一体化较难实现，培养不出学生的职业素养
中职教学注重理实一体化，要求学生将学到的理论知识灵活应用到实践过程中，一味地理实教学，却割裂了二者。理实一体化难以实现，培养出的学生显然达不到企业职业素养的要求。
二、工业机器人专业教学三维立体式教学的构建及应用
工业机器人专业是中职学校新兴的专业，为了适应新专业的教学要求，教师需要整合线上线下课堂、仿真训练平台和现场工作站等教学资源，搭建一个“学、思、做”三个维度立体式教学环境。
（一）“学”维度教学构建
工业机器人专业课程的每个章節联系紧密，保证了知识的连贯性。“学”维度教师是依托超星学习通平台构建的。学习通平台是超星公司开发推出的交互式信息平台，便于教师搭建教学课程空间，进行课程内容创建和教学过程管理。教师一方面利用学习通信息平台发布制作好的课件、微视频、学习资料、学习任务，另一方面还能够看到学生的学习情况统计，依照反馈的教学数据及时调整教学任务。[4]学生可以利用学习通App软件，实现课前预习，课中与老师实现互动，课后练习及时解惑等。整个“学”维度中，教师引导学生主动预习、学习及复习，知识掌握效果很好。
（二）“思”维度教学构建
“思”维度教学的构建目的是把理论知识与实践操作进行融合，学生学了知识要能够真正理解，必须通过自主思考来实现。在“思”维度教学环节，教师可以借助RobotStudio工业机器人仿真软件帮助学生思考，RobotStudio仿真软件是ABB工业机器人公司推出的一款工业机器人虚拟仿真软件，能够满足教学中大部分项目任务的设计及仿真。教师可针对课堂知识点设计出小项目，课上引导学生使用RobotStudio工业机器人仿真软件搭建出虚拟项目任务，并进行模拟操作验证。在项目任务仿真过程中，学生就会去思考项目如何合理地搭建，所学的知识如何应用到项目中，以及最终项目会达到一个怎样的效果，使学生主动学习并掌握内容。
（三）“做”维度教学构建
工业机器人教学最终还是要落实到学生的实操动手上来。在“做”维度的构建上，提供给学生工业机器人实操训练平台，如图1所示，该平台上固定有工业机器人，配有如坐标建立、I/O设定、涂胶、码垛和视觉分拣等模块，学生可以分组按照任务需求选择模块，在教师的指导下自行安装、调试、编程和操作完成教学项目任务。在“做”的维度教学中，学生感受到了学以致用，增强了实操能力。
（四）三维度立体教学在工业机器人专业教学中的应用
三维度立体教学在工业机器人专业教学中，笔者以工业机器人操作与编程教材第三章中“运动指令的构成与应用”教学为例，[5]进行介绍：
1.在“学”维度教学中的建立
教师使用学习通平台发布“运动指令的构成与应用”的概念及编程格式等课件、微课视频及预习测试，学生课前登入学习通移动终端做好预习作业，初步掌握线性运动指令的使用方法。具体分为两步，方法如下：
第一步，信息平台中学习资料的建立。在学习通App中建立好“工业机器人操作与编程”课程的章节树，在对应的“运动指令的构成与应用”的课程中导入相应的课程资料，如图2所示。 第二步，预习测试引入。利用学习通中的测验功能，设置两个线性运动指令相关知识概念选择题，如图3所示。
2.在“思”维度教学中的建立
首先，教师设计一个“工业机器人平面涂胶”项目任务，要求采用在线示教方式完成工件涂胶作业，涂胶的轨迹如图4所示。接着，由教师引导学生在RobotStudio仿真软件中，按照“工业机器人平面涂胶”项目轨迹图形的要求，使用虚拟示教器自行编写程序点1至程序点8各程序涂胶点的运动指令程序。最后，学生在计算机上进行虚拟仿真验证。
在虚拟仿真中，学生会碰到如“机器人不动作”，“工业机器人与涂胶模型发生碰撞”以及“涂胶运动路线错误”等问题，[6]教师应激发学生去思考，去想办法解决，甚至有的学生会发现对运动指令知识理解存在不足，自主回到“学”维度中深入学习知识点。学生经过“思”维度的项目训练，能正确地完成整个项目的虚拟仿真。
3.在“做”维度教学中的建立
教师强调实训安全后，分组让学生上工业机器人实操训练平台，依照学习通平台上发布的“运动指令学习工作页”项目内容进行操作，学习工作页见表1。学生通过“思”維度教学中的虚拟仿真，在面对工业机器人实物平台时，游刃有余地完成涂胶工具的选择安装、涂胶模型的安装、运动涂胶指令的示教器录入以及平面涂胶工作运行。
4.评价标准的设计
为了促进学生学习，教师需设计一个基于“学”“思”“做”三维立体教学的评价标准，对学生进行评价，考核学生课堂知识点的掌握程度。评价标准具体设计内容见表2所示。
三、结论
工业机器人专业课程对于理论知识和实践操作要求都很高，教师引入三维立体式教学，将理论知识点变成可操作的小项目，通过优化教学资源构建“学”“思”“做”三维度立体教学环境，学生沉浸在其中完成项目任务，在发现问题解决问题过程中感受到了学习的快乐，建立了自信心，为日后走向工业机器人专业相关岗位打下了良好的基础。
参考文献：
[1]吕陵.高职《计算机应用基础》项目化教学实践与思考[J].现代企业教育，2014，7（8）：335-336.
[2]吴佳鑫.论中职建筑测量教学中存在的问题与对策分析[J].教育现代化，2018，5（31）：318-319.
[3]王东阳.运用信息技术构建现代校园文化[J].教育现代化，2018，5（31）：171-172.
[4]王文娟.基于超星学习通的汽车检测技术课程学习模式分析[J].时代农机，2018（6）：105-106.
[5]张春芝.工业机器人操作与编程[M].北京：高等教育出版社，2018.
[6]王超.基于Robotstudio的“工业机器人仿真技术实训”课程开发与教学设计[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2017，9（5）：64-67.