摘  要：在数字化转型的新时期，传统教材向数字化教材转型势在必行，是“互联网+”时代发展的要求，教育部明确指出要持续推动信息技术与教育深度融合，促进教育信息化高阶演进，将信息技术、智能技术融入教育教学全过程，要求国有企业融合5G、物联网、大数据、人工智能、数字孪生等新一代数字化技术推进数字经济和综合实力经济融合发展，工业机器人是数字化转型中的关键角色，在数字化转型大背景下需要适应企业和经济数字化，我们需要进行课程的开发建设，依托数字化建立丰富的一体化课程资源，《工业机器人》数字化教材从人才培养到潜能应用，有助于提高师生数字化素养、填补劳动力缺口，满足生产和服务领域。

关键词：工业机器人；数字化教材；核心要素

中图分类号 文献标识码 文章编号

Construction of the core elements of the digital textbook Industrial Robot

Xie Qiong

( Gansu Mechanical & Electrical Vocational College, Tianshui 741000, China )

Abstract:In the new era of digital transformation, the transformation of traditional teaching materials to digital teaching materials is imperative, which is the development requirement of the "Internet +" era.The Ministry of Education has clearly pointed out that it is necessary to continue to promote the deep integration of information technology and education, promote the high-level evolution of education informatization, and integrate information technology and intelligent technology into the whole process of education and teaching.It requires state-owned enterprises to integrate 5G, Internet of Things, big data, artificial intelligence, digital twins and other new generation digital technologies to promote the integrated development of digital economy and comprehensive strength economy, and industrial robots are a key role in digital transformation.In the context of digital transformation, it is necessary to adapt to the digitalization of enterprises and economy. We need to develop and construct courses and build rich integrated curriculum resources based on digitalization. The digital teaching material of Industrial Robot helps to improve the digital literacy of teachers and students, fill the gap of labor force, and meet the needs of production and service fields.

Key words:Industrial robot ;Digital teaching materia;Core element

1.开发数字化教材的必要性

随着科技的高速发展和教育信息化的不断深入，传统的教材正面临着改革的需求。数字化教材将作为新型教材出现在人们的眼前，他的作用和重要性逐渐凸显。开发数字教材是低碳环保、教育公平、资源共享时代发展之需，同时能够有序推进职业教育数字化发展进程，有效提升职业院校教育教学质量和办学水平，是数字化转型及岗位转型之需，是职业院校专业升级之需。

2.目前数字化教材存在的形式

（1）纸质教材数字化：通过扫描、识别等技术手段，将传统的纸质教材转化为电子版的数字教材。这种形式的数字教材保留了原有教材的内容和结构，方便学习者随时随地通过电子设备进行阅读和学习。同时，数字版教材还具备搜索、标注、笔记等功能，提高了学习的便捷性和效率。

（2）多媒体电子材料：通过文字、图片、音频、视频等多种形式展示教学内容，

使学习内容更加生动、形象，学习者可以直观地了解知识点，提高学习的兴趣和参与度。

（3）互动式数字教材：通过嵌入问题、测试、讨论等功能，互动式数字教材可以激发学习者的思考，检验学习效果，并提供及时的反馈。

（4）个性化学习资料：根据个人喜好以及浏览历史，可以推荐相关的学习内容，满足个性化的学习。

3.目前《工业机器人》数字化教材存在的问题

《工业机器人》是一门融合了机械工程、电子工程、计算机科学、控制工程等学科的综合性课程，旨在培养学生的创新思维、实践能力和综合素养。本课程将围绕机器人的机械结构设计、电子电路控制、编程算法实现等核心内容展开。通过理论学习与实践操作相结合的方式，让学生掌握机器人的搭建、编程和调试方法。目前《工业机器人》数字化教材存在的问题主要是：

（1）质量方面：每个教师的个人意愿和对知识理解的不同，导致内容精准性和权威性存在差异，整体质量方面呈现出层次不齐。

（2）标准方面：由于缺乏统一数字化教材标准，不同数字教材之间的兼容性和互通性较差，这不仅增加了师生的使用难度，也限制了数字教材的广泛应用。

(3) 内容和教学模式方面：职业教育课程与职业活动紧密相关，是在传授知识和技术的同时，培养学生完成职业活动的过程，是一种动态的教与学过程。部分教材的学习以测试题为主；部分以讨论交流、同伴互评等实践为主，形式相对单一，体现了作者与学习者的单向互动设计，缺少对学习者反馈的技术环境支持。

4.《工业机器人》数字化教材建设要素

工业机器人已成为衡量一个国家科技水平的重要标志，是先进制造业代表。随着工业机器人市场的快速增长，促进了更多的就业机会，拓展了工业机器人相关就业途径，产生了许多新岗位，面对岗位的数字化转型升级，《工业机器人》数字化教材的开发显得尤为重要。《工业机器人》是我校智能控制专业、机电一体化和智能制造专业核心课程，课程总学分6分，课时数108，是一门融合了物理、电子、计算机、控制工程等学科的综合性课程，旨在培养学生的创新思维和综合实践能力。

4.1人才培养：有的放矢，精准定位

通过调研发现，目前工业机器人技术具有广阔的发展前景，但高端人才稀缺，在产业升级、机器人换人的大背景下，推进人才培养模式和教育模式改革，着力提高育人成效显得尤为重要。我校开展了对同类院校专业发展、办学规模、人才培养、课程建设等方面的调研，实地考察了行业、企业，摸清了企业对员工基本技能、职业素养和岗位能力的要求等情况，明确教材面对的对象，确定面向机器人的制造企业、系统集成商、应用企业，这些企业的核心工作岗位培养目标，了解用人文化程度、专业技能、职业素养等方面的要求，以及制造业出现的新技术、新工艺、新管理，这些都为《工业机器人》数字化教材提供了有力保障。了解企业对校企合作的看法，参与校企合作的意愿和乐于接受的参与方式，进一步加深校企合作，精准培育校企合作所需的工业机器人方面应用型专业人才，并将岗位所需专业知识融入《工业机器人》数字化教材。

4.1.1总体调研分析

机器人技术应用于多种领域，可以分为工业机器人、服务机器人、特种机器人。工业机器人广泛应用于汽车行业、电子电气、金属和机械行业。服务机器人广泛应用于餐饮，家务、安防等领域。特种机器人主要用于对自然灾害、公共安全事件的处理。工业机器人的特点符合高精度、高柔性的发展方向和趋势。我校学生作为装备大类的技术人员可从事自动化设备和工业机器人的操作、编程、维护维修、安装调试等生产、运营、管理工作，也可从事工作站的装调、集成应用等工作，并在条件许可的情况下尽可能考取“工业机器人1+X”等技能证书对提高薪资和岗位晋升有很大的帮助，也会得到重点的培养机会。

4.1.2人才培养目标及规格

《工业机器人》主要面向工业机器人技术应用企业，培养具有良好沟通、团队协作、解决问题、良好职业道德及创新精神、良好的科学文化素养，能在生产、服务一线从事工业机器人操作、维修、维护工作，具有职业生涯发展基础知识和技能的应用型高素质技能人才。能对工业机器人进行现场编程、故障诊断；能编写人机界面程序；会组装、安装、调试常用工业机器人，会处理一些常见的问题等。

4.2教材定位：对接岗位，产学研互促

4.2.1课程定位

《工业机器人》是为了培养工业机器人装配调试、操作维修、设备维护等专业人才而开设的一门专业方向课程，是我校机电一体化、智能制造、工业机器人技术的专业核心课程。在该课程体系中处于承上启下的地位。它的先导课程为“机械识图”、“机械设计基础”、“电气控制与PLC”和“机电设备故障诊断与维修”，经过这4门课程的学习，学生已具备机械识图、机械部件和机电设备的电器控制基础知识、软件编程基础、电气原理图的识读能力。为后续《工业机器人应用编程》、《工业机器人集成与应用》、《工业机器人的保养与维修》等的学习打下坚实的基础。

4.2.2设计思路

设计思路主要借鉴《工业机器人应用专业典型工作任务与职业能力分析报告》以企业调研学生将来的工作任务为中心，借鉴同类学校在这方面的设计思路组织课程内容，让学生在完成具体项目的过程中构建相关基础理论知识，发展实用的职业能力。借鉴融合“工业机器人仿真与编程”、“工业机器人装调维修工”、“工业机器人操作调整工”课程中职业资格证书对员工知识、技能和态度的要求。通过对课程内容的高度归纳，概括了工业机器人系统构成、工业机器人本体原理及拆装、工业机器人控制器及拆装、工业机器人常见机械故障分析、工业机器人常见电气故障分析等项目。整体内容的组织建立在考虑学生的身心发展、学情、人类认识事物规律的基础上由易到难，由浅入深，由基本理论知识到提高知识与技能训练。

4.2.3目标定位

通过该课程的学习初步具备工业机器人相关领域实际应用能力，并逐步培养学生善于观察、独立思考的习惯；同时，通过教学过程中的案例分析强化学生的职业安全意识、职业道德意识和职业素质养成意识以及初步的创新思维能力。

1.知识目标

能完成工业机器人相关资料的收集与检索，能概述工业机器人的结构组成和工作原理；会识图能对机械本体完成简单装配。

2.能力目标

能使用常用的机械工具、常用的测量仪器、常用的检修工具、电子工具和相关仪器仪表，能对机器人组装、调试、会编写简单的程序并进行调试、维护。

3.素质目标

培养学生团队协作能力，养成团结协作精神；培养学生理论联系实际、分析问题、解决问题的能力；培养学生探索创新能力。

4.3教学模式：理、虚、实三位一体

《工业机器人》属于精密设备综合性课程，涉及多学科知识，内容抽象。为保证教学有效顺利开展提高学习效率，采用文字、图像、动画、视频、虚拟仿真等多媒体教学，适时融入思政元素，遵循以项目或任务为载体的原则，将知识、技能、态度融入教材内容，强调理论与实践有机结合；教材与行业标准及工艺要求相结合；团体教学与分组实操管理结合的理论、仿真、实践一体化教学，结合相关的数字化教学资源（图像、动画、视频、虚拟仿真、工厂实况、Ar实训）和学校资源库建设、学生特点、教学任务等，灵活运用讲授教学法、讨论教学法。学生在课后利用微课、视频、讲义、学校提供的实训设备等课程资源提升对该课程的认识和理解，师生共同探讨尝试适合自己的合适的教学方法。

4.4工业机器人技术“双师”团队：技术延伸，双师型教师的培养

在编写《工业机器人》数字化教材时，不同的人文化底蕴、企业实践、专业水平是有差异的，高职院校是以培养技术型人才为主的学校，我们也一直在深化校企合作，深入产学研，因此与工业机器人相关企业合作，定向培养工业机器人方面教师或聘请企业优秀的技能大师，培养一支有实力、有担当的高水平教师队伍，参与编写《工业机器人》数字化教材。

1.优化团队结构。聘请企业生产一线的工程技术人员、能工巧匠和管理人员担任实践课程的教学与指导任务；与行业和企业广泛合作，聘请行业专家和企业技术能手，建立专业建设指导委员会，推进专业和课程的改革与发展。聘请行业专家和企业高级工程技术人员来校担任客座教授，为工业机器人技术先关专业学生进行讲学和现场解答，同时提高专业课教师的学术水平和实践能力。

2.可以采取以下方法建设师资队伍：一是定期安排教师参加企业的专业技能培训和企业实践；二是聘请企业专家作为学校的专、兼职教师，对学校工业机器人技术应用专业的发展建言献策。

3. 校企合作调研分析

校企合作的模式通常有引企入校、引校入企、校企共建实训基地，也可以共同探讨开发《工业机器人》数字化教材。

5.《工业机器人》数字化教材的实施保障

国家和教育部等政策文件是促进教材数字化的有力杠杆，学校的实施是教材数字化推进的有力保障。我校数字化建设如火如荼，校园网络环境逐渐完善，5G网络对校园全覆盖，多媒体教室、交互式电子白板已全部普及，已建成思政专项、车辆学院、智能制造等AR体验实训基地，信息化教学硬件设施逐渐完备。目前，学生用的主要移动式教学系统是手机和学院的无线网络，学院在线精品课、学院网站虚拟仿真。数字化教学方便学生预习、复习、作业交流。虚拟仿真教学实训室安装有机器人虚拟仿真实训系统是基于虚拟仿真、数字孪生、工业互联网等技术，针对《工业机器人操作与应用编程》等课程开发的机器人实训软件。

6.综述

本文有针对性提出构建《工业机器人》数字化教材的要素，从教学大纲、人才培养、企业用工、学生认知打造多维契合的数字化教材，有效融入企业做工实况创新教学模式，构建数字教学的协同性，拓展延伸知识、构建发散思维和网络型知识的大统一，提升师生数字化素养，保障数字化教材的实施，以输出为目的，提高就业率，紧跟时代步伐深化校企合作、产学研融合，在产业链源头提高学生的数字化能力，提升师资水平，促进数字化人才的成长。

参考文献

【1】 黄荣怀，胡永斌，刘晓琳.数字教育资源的开放成熟度模型研究一信息化促进优质教育资源共享研究(二)[J].电化教育研究，2015(3):58-63.

本文系2024年度甘肃机电职业技术学院校级科研项目“高职院校数字化教材核心要素构建探析”研究成果

（课题批号:GSJD2024C01）

作者简介：颉琼（1983—）女，甘肃天水人，2009年硕士研究生毕业于西北大学物理学系理论物理专业，现担任甘肃机电职业技术学院智控学院教学工作。

E-mail：xieqiong149235581@163.com