基于“工作过程系统化”的《焊接机器人技术》课程开发

1. 五年制高职课程开发背景

课程是职业教育高质量发展的核心要素，高质量的课程能够促进学生的全面发展，培养学生的创新能力，提高学生的培养质量。课程改革是现代职业教育发展的重要环节，也是推进职业教育教学改革的重要手段和途径。目前五年制高职部分专业课程依然存在注重知识传授的倾向、缺乏整合、课程内容繁、难、偏、旧、与企业真实工作内容脱节等问题。

五年制高职智能焊接技术专业主要培养面向金属制品业、通用设备制造业、铁路、船舶、航空航天和其他运输设备制造业的机械热加工人员、机械工程技术人员等职业，能够胜任焊接设备操作、焊接工艺制定、焊接机器人操作与编程、焊接质量检验、焊接生产管理等工作的高技能人才。2021年12月28日，工业和信息化等多部门印发了《“十四五”智能制造发展规划》和《“十四五”机器人产业发展规划》。规划提出，到2025年，制造业机器人密度实现翻番，到2035年，重点行业骨干企业基本实现智能化。如何培养出企业、行业需要的高质量技术技能人才，是我们职业院校亟需解决的问题。

“工作过程导向”一词源于20世纪90年代中后期的德国，因而德国学者在“工作过程导向”方面的研究成果比较丰硕，包括理论研究与应用研究方面。国内学者通过分析、梳理、总结关于德国工作过程导向开发课程的经典案例，提出了工作过程系统化课程设计理念，为职业院校实施课程改革与建设提供了理论依据和行动范式。本论文以工作过程系统化课程设计系列研究成果为借鉴，开展五年制高职《焊接机器人技术》课程的开发。 

2. 课程开发现状

课程内容滞后于实践应用    制造业是现代经济的重要组成部分，它对于国家的经济发展、技术创新和国际竞争力具有重要意义。当前，焊接技术在制造行业中已经成为一项不可替代的技术。未来，随着工业自动化和信息化的发展，焊接技术将会更加智能化、自动化和数字化，使制造业更加高效和可持续。然而目前五年制高职课程《焊接机器人技术》不能够紧跟技术发展，培养的学生达不到企业岗位的要求。

教学模式陈旧    当前五年制高职课程《焊接机器人技术》的教学方法尽管采用了理实一体化教学，但依然是以教师讲授为主，学生被动接受知识，没有与时俱进的思维，师生之间缺乏有效互动，未充分采用校企协同育人的方式，学生对焊接机器人操作工作过程缺乏直观的印象，理论与实践脱节，无法达到人才培养质量要求。

评价过程单一    当前五年制高职学校的课程评价通常是以理论考试的成绩作为最终评价的标准，仅仅考核了学生的知识掌握情况，忽视了对学生技能和情感态度与价值观的评价，以致毕业生的岗位适应能力、专业运用能力和实践创新能力严重不足的后果。

3. 基于工作过程系统化的课程开发思路

工作过程系统化，也就是按照真实的企业工作顺序完成某项指定的任务。基于工作过程系统化开发课程，第一步进行行业背景的调查，了解行业发展趋势，接下来调研企业工作岗位或岗位群，掌握企业真实需求，提炼出典型工作任务，根据职业能力需求，转化为行动领域，之后由学校高级职称的教师和企业专家共同进行学习领域转换，确定课程标准，然后按照五年制高职学生的认知规律以及职业成长规律设计学习情境，组织教学实施，最后进行课程评价。本文以智能焊接技术专业的《焊接机器人技术》课程为例，进行工作过程系统化课程开发。 

4.《焊接机器人技术》课程构建

4.1确认典型工作任务

通过问卷调查法和访谈法对校企合作相关企业的领导、部门负责人及一线技术人员进行调研，可了解到五年制高职焊接专业学生毕业后一般从事的焊接机器人相关工作岗位主要有焊接机器人操作员、焊接机器人程序员、焊接机器人维护员，其典型工作任务有：焊接机器人的安全操作、焊接机器人的程序设置、调试、机器人自动焊工艺参数的设定和优化、焊接机器人及辅助设备的操作、焊接机器人设备的日常维修、保养和更换、生产数据的统计和记录。

4.2行动领域归纳

五年制高职学校的专业课程开发中行动领域的归纳是在掌握焊接专业岗位群和企业实际工作岗位的基础上，通过分析典型的工作任务来确定的。行动领域归纳主要采用“头脑风暴法”，通过召集有经验的技术工人、生产厂长、班组长、技术员、车间主任和质检主管等进行专家座谈来确定，具体如下：焊接机器人设备的认识与操作、焊接机器人的程序设置、调试、焊接机器人工艺设计、焊接机器人操作、焊接机器人设备的日常维护、生产数据的统计和记录。

4.3学习领域归纳

学习领域是工作过程系统化教育思想的实践模式，学习领域转换即依据行动领域要求，按照学生的认知规律与职业成长规律对学习内容进行构建与序化，使其成为课程方案的建构程序和手段。按照五年制高职学生的认知规律，并参考焊接专业领域高级职称的“双师型 ”教师和企业专家的意见，对行动领域进行分析论证，总结学习过程中需要的知识与技能，从而转化为五年制高职学校要求的焊接机器人技术学习领域课程。《焊接机器人技术》课程共分为以下4个学习领域：焊接机器人基础知识、焊接机器人工艺分析、焊接机器人操作基础、焊接机器人编程基础。

4.4课程标准研制

焊接机器人目前在制造业中应用非常广泛，企业生产场景较多，因而《焊接机器人技术》为智能焊接专业的核心课程。课程任务由企业典型的工作任务提炼总结得到，代表性较高的工作任务能够帮助教师更好地开展本课程的教学，使学生更加全面、系统、深入地掌握所学知识。学生第一、第二学年学习《走进焊接》《机械制图》《机械CAD》《电工电子技术基础》等专业基础课，获得机械、电子相关基础知识和能力；第三、第四学年继续深入学习《金属熔焊原理》、《金属材料焊接工艺》、《焊接方法与设备》《焊接机器人技术》等专业核心课程，将所学进一步深入到应用层面；第五学年学习《焊接生产管理》《船舶焊接工艺》，完成毕业设计等，对前两年的学习成果进行综合运用。从基础专业能力培养，再到专业核心能力强化，最后是综合技术技能应用，循序渐进地提升学生职业能力。

4.5学习情境设计

  学习情境设计是整个课程开发的关键环节。学习情境是在学习领域的基础上，通过对学习领域中的能力目标和学习内容进行方法论和教学论的转换，从而得到的主题学习单元。本文根据五年制高职学校的教师和专家的建议，结合企业生产的实际情况，进行了《焊接机器人技术》课程的学习情境设计，如表1所示。

表1 学习情境设计

4.6教学过程设计

  教学过程按照“资讯、创设情境、计划决策、任务实施、反例证明、总结评价”等六个环节展开实施。采用工学一体的教学模式，按照职场要素设计一体化教室，主要由工作区和学习区两大部分组成。教学中，坚持以学生为中心的教育理念和建构主义教学理论，基于真实的工作任务，积极创设问题情境，引导学生自主学习，合作探究，获得知识、技能和方法。坚持移动学习的理念，结合学习通等平台实现灵活的学习方式和交互性的学习环节，提升学习效果。

4.7教学评价

  教学评价以学习目标达成为依据，采用多元化的评价方式，按照过程性评价与结果评价相结合、线上评价与线下评价相结合、自我评价与他人评价相结合的原则，实现对学生学业科学、客观、真实的评价，见表2。

表2 评价体系设计思路

5.结语

  当前，不少五年制高职学校开设了《焊接机器人技术》课程，但是基于工作过程系统化理念进行课程体系构建的工作仍处于研究阶段。本论文依据工作岗位群分析典型的工作任务，根据认知规律和职业成长规律转化为学习领域，设计学习情境，再进行工学一体化教学设计，最后构建与课程教学目标匹配的教学评价方式，推动高素质高技能人才的培养。