項目七任務7.2教學設計課題機器人擺動軌跡任務程序編程備課人授課日期（一）教學理念依據職業院校學生特點，“以學生為中心，融合多元資源，強化實踐與素養培育”的理念貫穿始終，借助微課、微視頻、虛擬仿真等數字資源開展教學。針對基礎薄弱學生，通過微課強化基礎；利用微視頻的直觀性和可重復性，契合學生學習習慣，實現精準教學；借助虛擬仿真讓學生在安全環境下實踐操作，提升技能水平，幫助學生掌握焊接機器人系統知識與技能；同時，以燈塔傳承的形式培養學生職業素養，幫助學生掌握專業知識技能，為未來工作筑牢基礎。（二）教學分析教材分析《焊接機器人編程及應用》（由機械工業出版社出版，“十二五”職業教育國家規劃教材）作為教學教材，圍繞焊接機器人，涵蓋基礎理論、操作編程、工藝應用等內容，以項目任務驅動教學，注重培養學生實踐能力。本次課聚焦機器人擺動軌跡任務程序編程相關章節，雖對基本概念、操作流程有所闡述，但在擺動參數優化、不同工況下編程要點等方面講解不夠深入，學生難以深入理解和靈活運用。學情分析學生已學習焊接機器人基礎課程，具備一定理論知識，如焊接基本概念、機器人運動基礎等，對焊接機器人有初步認識，且經歷過板-板T形接頭機器人立角焊任務編程的學習，對相關操作有一定實踐體驗。然而，在操作技能方面水平參差不齊，部分學生操作熟練度高，部分學生在復雜操作上仍存在困難。同時，學生對機器人擺動軌跡任務程序編程的整體認知不夠全面，缺乏將理論知識應用于實際優化和解決復雜問題的能力，在面對焊接缺陷時，往往難以準確分析原因并調整工藝參數。教學目標分析1）知識目標學生能夠使用機器人運動指令和焊接指令完成擺動焊道的任務編程；熟練掌握擺動軌跡測試的流程和要點，理解各擺動參數對焊縫成形質量的影響規律。2）技能目標學生能夠根據焊接缺陷合理編輯機器人擺焊任務程序；熟練進行機器人擺動軌跡測試，通過測試結果分析并優化焊接工藝。3）素養目標培養學生分析和解決擺動軌跡機器人焊接問題的基本能力，為今后從事相關工作提供堅實的保障；通過拓展閱讀，結合教學實驗和項目實施，將課堂教學內容服務實際項目，從而促進課堂學習，培養學生解決實際工程問題的能力。（三）教學內容分析教學內容深入剖析機器人擺動軌跡任務程序編程的原理和關鍵因素，詳細講解機器人擺動運動指令的功能、格式及編輯方法；介紹擺動軌跡測試的流程、正向與反向單步程序驗證的差異及操作要點；通過實際操作和虛擬仿真，讓學生親身體驗機器人擺動軌跡任務程序編程的全過程，掌握優化技能。教學重難點教學重點機器人擺動運動指令的編輯與應用，包括擺動開始指令和擺動結束指令的使用方法；擺動軌跡測試的操作流程和結果分析，重點掌握正向與反向單步程序驗證的要點；根據焊縫成形質量問題調整機器人擺焊參數的方法，如擺動寬度、左（右）停留時間、焊接速度和焊接電流等。教學難點理解機器人擺動參數之間的相互關系及其對焊縫成形質量的綜合影響；掌握根據擺動軌跡測試結果和焊接缺陷準確調整機器人擺焊任務程序的方法；在實際操作中精準控制機器人焊槍姿態和焊接參數，確保焊縫質量達到優化目標。重難點解策發布微課，讓學生進行預習，深入講解機器人擺動參數關系、焊接缺陷分析與程序調整等重難點知識，通過動畫演示和實例分析幫助學生理解。利用微視頻展示機器人擺動運動指令編輯過程、擺動軌跡測試操作流程和不同擺動參數下的焊縫成形效果，詳細講解操作步驟，結合實際操作讓學生直觀感受。借助虛擬仿真軟件，設置機器人擺動軌跡任務程序編程的任務場景，讓學生在虛擬環境中進行編程練習、參數調試和焊接缺陷模擬與解決，積累實踐經驗。組織小組討論，開展頭腦風暴，引導學生分享學習心得和解決問題的思路，共同攻克重難點。思政融入介紹Panasonic焊接機器人的擺動方向設置，組織學生討論在機器人立角焊工藝優化中，若因參數調整不當導致類似缺陷出現可能造成的后果，讓學生深刻認識到自己在工藝優化過程中的責任重大，培養嚴謹負責的工作態度。在虛擬仿真環節，鼓勵學生大膽嘗試不同的擺動參數組合，觀察焊縫成形效果，引導學生像科研人員一樣去探索和發現最優工藝參數。在小組活動中，每個學生負責不同的任務，通過小組協作，讓學生學會傾聽他人意見，發揮各自優勢，提升團隊協作能力。（四）教學方法與資源教學方法講授法：系統講解機器人擺動軌跡任務程序編程知識，構建學生理論框架。通過PPT展示、板書推導等方式，講解工藝優化原理、編程流程等內容。演示法：教師現場演示機器人擺動運動指令編輯、擺動軌跡測試操作流程和根據焊接缺陷調整參數的方法，學生觀察學習。如演示機器人編程、測試等操作，讓學生直觀感受正確操作方式。討論法：組織學生小組討論，開展“焊接工藝優化頭腦風暴”，如探討不同擺動參數對焊縫成形的影響、分析焊接缺陷原因等，培養學生思維能力和協作能力。線上線下混合教學法：線上通過教學平臺發布學習資源，讓學生自主學習和預習；線下進行課堂講授、實踐操作和小組討論，教師進行現場指導和答疑，同時結合講授法，系統講解機器人擺動軌跡任務程序編程。微視頻教學法：運用微視頻，展示機器人擺動軌跡任務程序編程知識。學生可按需觀看，加深對知識點的理解。實踐操作法：安排學生在真實設備上進行焊接機器人操作，教師現場指導，及時糾正錯誤，提高學生實踐能力。虛擬仿真教學法：利用虛擬仿真軟件，讓學生在虛擬環境中進行焊接機器人操作練習、工藝參數調試和焊接缺陷排查，降低成本和風險。教學資源數字化教材：/details?courseId=&productId=26527&productType=20微課：焊接工藝指令、對接焊縫的形成質量、角焊縫的形成質量、空間曲線焊縫軌跡。微視頻：板-板T形接頭機器人立角焊優化。線上虛擬仿真：\o"/Login?code=zjnuedu"/Login?code=zjnuedu/details/page?id=5670&isView=true多媒體課件：/index.htm線下虛擬仿真資源：離線編程文件包，解決生均實訓設備不足問題。線下實訓裝備：弧焊機器人工作站，滿足學生線下實操需求。（五）教學過程教學環節教學內容教師活動學生活動設計意圖課前導學發布《機器人擺動軌跡任務程序編程》，明確學習目標：①掌握機器人擺動運動指令編輯方法；②理解擺動軌跡測試流程及結果分析；③能運用虛擬仿真優化焊接工藝參數。

推送微課資源，包括焊接工藝指令微課名稱“焊接工藝指令”，鏈接：/base?vflag=true&fid=&backUrl=、對接焊縫的形成質量微課名稱“對接焊縫的形成質量”，鏈接：/base?vflag=true&fid=&backUrl=、角焊縫的形成質量微課名稱“角焊縫的形成質量”，鏈接：/base?vflag=true&fid=&backUrl=、空間曲線焊縫軌跡微課名稱“焊接工藝指令”，鏈接：/base?vflag=true&fid=&backUrl=微課名稱“對接焊縫的形成質量”，鏈接：/base?vflag=true&fid=&backUrl=微課名稱“角焊縫的形成質量”，鏈接：/base?vflag=true&fid=&backUrl=微課名稱“空間曲線焊縫軌跡”，鏈接：/base?vflag=true&fid=&backUrl=1）在教學平臺發布微課資源，設置課前預習任務，明確要求學生觀看資源并思考問題“如何根據焊縫隆起明顯的問題調整擺動參數？”“擺動運動指令中各個參數的含義是什么？”

2）通過教學平臺查看學生的預習進度和問題反饋，了解學生的知識基礎和困惑點，為課堂教學做準備。登錄教學平臺，觀看微課，回顧板-板T形接頭機器人立角焊工藝優化相關前置知識。

2）思考教師提出的問題，結合預習內容，在平臺討論區分享自己的觀點以及疑難問題，與同學交流討論。

3）記錄預習過程中的疑問以便在課堂上向教師請教。利用微視頻的趣味性和直觀性，激發學生學習興趣，引導學生自主預習，構建初步的知識框架。通過設置問題，培養學生自主思考和發現問題的能力，為課堂教學的深入開展奠定基礎。課堂講授機器人擺動軌跡任務程序編程原理講解，結合教材內容，詳細剖析工藝優化的必要性和關鍵因素。機器人擺動運動指令詳解，包括指令功能、格式、編輯方法等。擺動軌跡測試講解，介紹測試流程、正向與反向單步程序驗證的差異及操作要點。微視頻輔助教學，播放機器人立角焊工藝調試微視頻微視頻名稱“板-板T形接頭機器人立角焊優化”，鏈接：詳見教材《焊接機器人編程及應用（第2版）》二維碼索引，展示微視頻名稱“板-板T形接頭機器人立角焊優化”，鏈接：詳見教材《焊接機器人編程及應用（第2版）》二維碼索引

借助一段微視頻進行課堂導入，引出本節課的知識點，運用PPT、板書等方式系統講解教學內容，結合實際案例和圖片，幫助學生理解板-板T形接頭機器人立角焊工藝優化知識。播放微視頻，適時暫停并講解關鍵知識點，引導學生觀察和思考。針對學生在預習和課堂上提出的問題，進行集中解答，確保學生理解重點和難點知識；組織課堂小討論，讓學生討論“在實際焊接中，如何根據板厚和焊縫要求選擇合適的擺動參數調整方案？”，鼓勵學生積極參與，分享觀點。認真聽講，觀看PPT、板書和微視頻，做好課堂筆記，理解板-板T形接頭機器人立角焊工藝優化知識。參與課堂討論，積極發表自己的觀點，與同學交流想法，在討論中深化對知識的理解。提出自己的疑問，與教師和同學互動，解決預習和課堂學習中遇到的問題。通過系統講解和微視頻輔助，幫助學生深入理解板-板T形接頭機器人立角焊工藝優化知識，突破教學重點和難點。組織課堂討論，培養學生的思維能力和團隊協作能力，提高學生的參與度和學習積極性。實操環節虛擬仿真實驗練習：安排學生在虛擬仿真軟件上進行板-板T形接頭機器人立角焊工藝優化練習微實訓名稱“機器人立角焊工藝調試”，鏈接：/Login?code=zjnuedu，包括編輯擺動運動指令、進行擺動軌跡測試、根據測試結果調整焊接參數。微實訓名稱“機器人立角焊工藝調試”，鏈接：/Login?code=zjnuedu實際設備操作體驗，在虛擬仿真練習的基礎上，讓學生分組在實際焊接機器人設備上進行操作，完成板-板T形接頭立角焊工藝優化任務。微視頻輔助教學：播放與項目任務相對于的微視頻（機器人擺動軌跡任務程序編程），線下將按照機器人立角焊任務編程、運動規劃、工藝調試等三步進行實訓。教師指導與問題解決，教師在學生操作過程中巡回指導，觀察學生的操作步驟，及時糾正錯誤操作，解答學生遇到的問題。介紹虛擬仿真軟件的使用方法和操作練習任務，引導學生進行虛擬仿真操作。放置微視頻資源，讓有疑惑且來不及被指導的學生可以自尋解決方案。在學生虛擬仿真操作過程中，巡視指導，及時給予技術支持和指導，幫助學生解決遇到的問題。組織學生進行實際設備操作，強調安全注意事項，示范正確的操作流程。在學生實際操作過程中，密切關注學生的操作情況，及時糾正錯誤，解答疑問，確保學生操作安全和順利進行。認真學習虛擬仿真軟件的使用方法，按照任務要求進行焊接機器人的指令編輯、測試調試和參數優化練習。在虛擬仿真練習達到一定熟練程度后，分組進行實際設備操作，按照規范流程完成機器人擺動軌跡任務程序編程。操作過程中，認真觀察機器人的運行狀態和焊接效果，記錄出現的問題，及時向教師請教或者觀看微視頻自尋解決方法。通過虛擬仿真操作，讓學生在安全、低成本的環境下熟悉板-板T形接頭機器人立角焊工藝優化流程，提高操作技能，降低操作風險。實際設備操作體驗讓學生將虛擬仿真中所學知識應用到實際，增強學生的實踐操作能力和解決實際問題的能力。課后復盤讓學生結合課堂實操經驗，反思安全操作問題。分析自己在操作過程中存在的問題，提出改進措施，并思考如何進一步提高機器人立角焊的質量。

2）組織學生在線上討論區分享成果，交流學習心得，互相學習和借鑒。3）共享微視頻資源，對于課堂上還存在不解的地方，學生課后可自行觀看微視頻或者通過教學平臺留言。1）組織學生開展實操經驗討論并發布微視頻資源。2）在線上討論區參與學生的討論，對學生的心得體會進行點評和指導，解答學生的疑問，引導學生深入思考。3）收集學生的作業和討論內容，分析學生對知識的掌握情況和實踐能力水平，為后續教改提供依據。根據課堂實操經驗和學習內容，認真分析問題和提出改進措施。參與線上討論，分享自己的成果，學習他人的經驗，進一步完善自己的基礎知識體系和實踐能力。對于課上有疑惑的地方，課后可自行觀看微視頻或者對教師進行留言。通過課后復盤，引導學生自主學習。撰寫體會和線上討論，培養學生的總結反思能力和交流能力，促進學生對知識的內化和應用。項目考核布置項目考核任務，要求學生以小組為單位完成一個機器人擺動軌跡任務程序編程的項目。提供線上虛擬仿真軟件、實際設備或者線下虛擬仿真資源，讓學生在規定時間內完成項目任務。學生需提交項目報告，闡述項目實施過程、遇到的問題及解決方法、項目成果。組織項目考核匯報，各小組派代表進行項目展示，介紹項目完成情況，回答教師和其他小組的提問。明確項目考核任務和要求，提供相關技術支持和指導，幫助學生理解項目內容和實施步驟。在學生項目實施過程中，定期檢查項目進展情況，給予必要的指導和建議，確保項目順利進行。組織項目考核匯報，制定合理的評價標準，從項目方案的合理性、項目實施的完整性、問題解決能力等方面對學生進行全面評價。小組成員分工協作，確定項目方案，選擇合適的焊接工藝和機器人系統，進行編程調試和焊接操作。按照要求撰寫項目報告，總結項目實施過程中的經驗和教訓，分析項目成果。準備項目考核匯報，制作展示PPT，進行項目展示和回答問題。通過項目考核，綜合考查學生對機器人擺動軌跡任務程序編程知識的掌握程度、實踐操作能力、團隊協作能力和解決實際問題的能力。項目考核過程模擬實際工作場景，培養學生的職業素養和創新能力，提高學生的就業競爭力。（六）作業布置理論鞏固作業：完成任務7.2知識測評，加深對工藝優化知識的理解和記憶。實踐拓展作業：借助線上虛擬仿真軟件，讓學生完成虛擬仿真云平臺的機器人立角焊工藝優化微實訓。學生需根據任務要求，選擇合適的機器人參數和焊接工藝，完成焊縫路徑規劃、參數配置及焊接過程模擬。技能應用作業：依托《大型鋼結構多機器人協同焊接控制虛擬