鄭州市信息技術學校

工業機器人技術應用專業

人才培養方案

二〇二一年三月

一、專業名稱及代碼

專業名稱:工業機器人技術應用

專業代碼:660303

二、入學要求

招生對象：普通初中畢業生或具有同等學歷者

學習形式：全日制

三、修業年限

全日制,三年。

四、職業面向

五、培養目標與培養規格

（一）培養目標

面向現代制造業中使用工業機器人完成生產的企業，以及與工業機器人技術有關的職業領域的生產、服務、管理一線崗位。培養掌握工業機器人運行與維護專業的基礎理論和操作技能，能獨立從事工業機器人應用系統的安裝、調試、編程、維修、運行與管理等方面的工作任務，具有一定操作實踐經驗，能服從生產管理的技術技能型人才。

（二）培養規格

工業機器人計算應用專業的畢業生應具有以下知識、技能和素質：

1、素質要求

熱愛機器人運行崗位，有較強的安全意識與職業責任感；

有較高的團隊合作意識，能吃苦耐勞；

能刻苦鉆研專業技術，終身學習，不斷進取提高；

有較好的敬業意識，忠實于企業；

嚴格遵守企業的規章制度，具有良好的崗位服務意識；

嚴格執行相關規范、標準、工藝文件和工作程序及安全操作規程；

愛護設備及作業器具；著裝整潔，符合規定，能文明生產 ；

2、知識要求

掌握中等職業教育階段和專業基本素質必需的文化基礎知識；

掌握必要的人文科學知識；

掌握一定水平的計算機基礎知識。

掌握相應的文化基礎、計算機基礎等知識；

掌握機械圖樣的基礎理論知識；

掌握機械基礎、電工識圖、裝配維修電工的基本理論知識；

掌握液壓與氣動控制的基本理論知識；

掌握一般機電設備安裝的基本理論知識；

掌握常規機械部件的檢測知識；

掌握機器人的結構與原理等基礎知識；

掌握機器人控制、與編程等理論基礎知識；

掌握機器人工作站安裝與調試的基礎理論知識；

3、技能要求

具有一定的文化素養及職業溝通能力，能用行業術語、文化與同事和客戶溝通交流；

具有應用計算機和網絡進行一般信息處理的能力，以及借助工具書閱讀本專業英文資料的初步能力；

具有普通鉗工、電工、質量檢測及一般機電設備安裝等基本操作技能；

能讀懂機器人設備的結構安裝和電氣原理圖；

能構建較復雜的 PLC 控制系統；

能編制工業機器人控制程序；

具有機器人工作站的日常維護與運行的基本能力；

具有機器人工作站常見故障診斷與排除技能；

具有機器人工作站周邊設備的維護與調試的能力；

具備機器人工作站正常運行維護的初步工作經驗；

六、課程設置及要求

主要包括公共基礎課程和專業（技能）課程。

（一）公共基礎課程

（二）專業（技能）課程

1. 課程名稱：《電工技術基礎》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習使學生了解工業供電的基礎知識和電工工具；認識常用低壓電器并掌握其電路符號、結構和功能；掌握經典繼電器控制電路的結構和工作原理；培養學生安全用電的意識；

教學內容和要求：本課程主要介紹家用供電和工業供電的基礎知識，包括電壓、頻率、相序等；介紹常見低壓電器（空氣開關、熔斷器、接觸器、繼電器、主令電器等）電路符號、結構和功能；介紹經典繼電器控制電路（起保停、互鎖、閃爍等）的工作原理。要求學生能夠設計具有簡單功能的控制電路。

2. 課程名稱：《CAD繪圖基礎》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業基礎課程。通過本課程的學習使學生較快掌握AutoCAD軟件的繪圖環境設置、基本繪圖和編輯命令的使用、以及打印輸出等應用能力，在此基礎上，理論聯系實際，結合學生上機實踐，使學生掌握AutoCAD相關知識和操作技能。

教學內容和要求：本課程主要介紹AutoCAD 軟件的界面的操作；基本繪圖命令、編輯命令、標注命令的使用方法，以及打印輸出等；AutoCAD軟件繪制平面圖形的方法和技巧；簡單介紹AutoCAD軟件繪制三維圖形的方法和技巧。

3. 課程名稱：《PLC技術應用》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習使學生了解工業控制的基本邏輯和流程；掌握PLC程序編寫的方法與技巧；學會PLC經典控制電路的編寫。

教學內容和要求：本課程主要介紹PLC的硬件組成、硬件接線和工作原理；PLC編程軟件的基本操作；起保停電路、互鎖電路、閃爍電路等經典PLC梯形圖程序的編寫。要求學生能夠編寫簡單梯形圖程序并通過軟硬件調試完成特定功能。

4. 課程名稱：《C語言基礎》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習使學生了解計算機程序的執行過程；理解計算機程序的結構組成；培養學生計算機編程思維。

教學內容和要求：本課程主要介紹C語言基本的數據類型；四則運算、邏輯運算、比較運算；C語言程序的順序控制、選擇控制、分支控制、循環控制等控制流程。要求學生能夠編寫簡單的C語言程序完成特定的功能。

5. 課程名稱：《機械制圖》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習培養學生空間想象能力；使學生熟練掌握識讀和繪制常見機械零部件的基本技能；培養學生嚴謹認真的工作態度。

教學內容和要求：本課程主要介紹制圖基本知識與技能；徒手繪制草圖的技能；機械制圖國家標準；投影法；簡單的機械零件圖和裝配圖的識讀和繪制。要求學生能夠繪制出符合國標的常見機械零件的圖樣和識讀簡單裝配圖。

6. 課程名稱：《單片機基礎》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習使學生能夠理解各種傳感器的工作原理和應用；了解程序控制邏輯和執行流程；了解單片機存儲器及I/O通訊的工作原理；加強學生對程序的控制的理解。

教學內容和要求：本課程主要介紹51單片機的硬件結構和工作原理；單片機編程Kail軟件的基本操作；各種常見傳感器的使用方法；LED燈的點亮、閃爍、循環，數碼管的靜態顯示等簡單程序的編寫。要求學生能夠選擇合適的傳感器和元件編寫單片機程序完成特定的簡單功能。

7. 課程名稱：《機械基礎》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習使學生了解構成工業機器人的常見機械結構和零件的工作原理、結構、型號、特點、應用場合和選用方法。

教學內容和要求：本課程主要介紹構成工業機器人的常見機械機構，包括緊固件（螺釘連接、螺栓連接、雙頭螺柱連接、緊定螺釘連接）、傳動件（帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動）、支撐件（軸承、彈簧、軸等）、標準件（卡簧、鍵、聯軸器等）。要求學生掌握各種機械結構的工作原理和特點并能夠正確選擇和使用。

8. 課程名稱：《液壓與氣動技術》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業基礎課。通過本課程的學習使學生能夠了解液壓與氣動系統的組成與工作原理；認識常見液壓氣壓元件并了解其符號、功能和結構；能夠讀懂簡單液壓氣壓回路并能說出工作過程。

教學內容和要求：本課程主要介紹液壓系統的組成和工作原理；介紹常見液壓氣壓元件（溢流閥、換向閥、流量閥、壓力表等）的功能和結構；常見液壓氣壓回路圖的工作原理和連接方法。要求學生能夠根據原理圖正確選擇液壓氣壓元件并完成回路的連接。

9. 課程名稱：《工業機器人技術基礎》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業核心課。通過本課程的學習，使學生掌握工業機器人的系統組成；掌握工業機器人的手動操作，示教器的使用，具備編寫工業機器人程序的基本能力；掌握工業機器人基礎應用的現場編程方法，培養學生較強的工程意識和創新能力。

教學內容和要求：了解工業機器人的基本構成和功能；掌握工業機器人的程序語言；掌握工業機器人的基礎手動操作；掌握工業機器人示教器的基本應用；掌握工業機器人示教器的基本編程；能夠使用示教器對工業機器人進行簡單的調試和操作；了解工業機器人操作和編程時需要注意的安全條例，并認真執行。

10. 課程名稱：《工業機器人操作與編程》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業核心課。通過本課程的學習使學生能夠熟練安全使用工業機器人示教器；掌握常用ABB標準I/O 板配置的操作方法；掌握系統輸入、輸出與I/O信號關聯的操作；能夠正確設定程序數據；能夠使用U盤上傳下載機器人程序；能夠編寫調試工業機器人簡單控制程序；

教學內容和要求：本課程主要介紹工業機器人示教器功能和使用，包括開機、關機、界面設置等；工業機器人的基本手動操作，包括單軸運動、線性運動、重定位運動、三個重要程序數據等；介紹工業機器人的程序結構和編程方法，包括程序模塊、例行程序、中斷程序、函數等；介紹工業機器人的編程指令，包括運動指令、I/O指令、邏輯指令、運算指令、流程控制指令等；介紹常見機器人控制程序的編寫和調試方法,包括軌跡、碼垛程序。要求學生能夠根據要求進行簡單程序的編寫并調試程序完成特定功能。

11. 課程名稱：《工業機器人離線編程》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業核心課。通過本課程的學習使學生了解工業機器人離線編程軟件的應用場合；學會使用離線編程軟件搭建虛擬化仿真環境；能夠運用軟件提供的工具進行機器人軌跡的生成并進行動畫仿真。能夠將機器人軌跡進行后置處理生成工業機器人系統可執行的程序代碼。

教學內容和要求：本課程主要介紹工業機器人離線編程軟件的界面操作；工業機器人虛擬化仿真環境的搭建流程和注意事項，包括導入機器人、導入安裝工具、導入工件、導入系統等；機器人軌跡生成、軌跡編輯、軌跡優化、軌跡后置命令的使用方法；工業機器人仿真動畫的設計、錄制、保存、導出等操作。要求學生能選擇合適的工業機器人搭建給定功能的仿真環境并生成軌跡，后置得到程序代碼并導出仿真動畫。

12. 課程名稱：《工業機器人系統維護與保養》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業核心課。通過本課程的學習使學生了解工業機器人安全操作規范，認識工業機器人安全標識，培養安全操作意識；學會正確查閱工業機器人隨機光盤說明書；能夠對機器人系統進行日常的維護操作；了解工業機器人系統保養的內容和要求；培養嚴謹認真的工作態度。

教學內容和要求：本課程主要介紹工業機器人安全操作規范，包括安裝、編程、調試、維護、保養、維修等人員的操作注意事項；介紹工業機器人說明書的查閱方法和技巧；介紹工業機器人日常維護工作的內容和操作方法，包括時間設定、系統備份還原、零點校準、更換編碼器電池、更新轉數計數器、程序數據的設定、更換工具等；介紹工業機器人系統保養的內容與要求，包括保養工具的使用、機器人本體、控制柜等。要求學生能夠正確操作系統維護的工作內容，并能正確填寫維護保養單。

13. 課程名稱：《工業機器人工作站安裝與調試》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業核心課。通過本課程的學習使學生掌握整臺常見工業機器人工作站設備的安裝、調試及檢測等基本作業技能和工程管理基礎知識，培養學生綜合職業素養。

教學內容和要求：本課程主要介紹工業機器人工作站的構成及基本功能；工業機器人工作站安裝施工安全管理和注意事項；工業機器人工作站安裝作業安全技能；工業機器人工作站安裝的工序、工藝；要求學生知曉工業機器人工作站調試基礎技術；知曉工業機器人工作站驗收評價方法。

14. 課程名稱：《工業機器人工作站維護與保養》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業核心課。通過本課程的學習，學生能夠以獨立或者小組合作的形式，通過教師指導和借助工業機器人手冊，外圍設備手冊等資料，根據機器人工作站維護、保養卡的內容，能夠在規定時間內完成對工業機器人工作站的檢查、維修、保養，對部分零件、電子元件的更換，并進行信息反饋。在工作過程中，能夠按照勞動安全和環境保護規定正確的使用工具、設備，并對完成的任務進行記錄、存檔、評價和反饋。

教學內容和要求：本課程主要介紹工業機器人工作站的構成及其基本功能；工業機器人的基本操作和外圍設備的簡單操作；工業機器人維護與保養的流程；工業機器人工作站外圍設備的維護和保養流程；要求學生學會正確使用工具、設備對工業機器人工作站進行維護和保養；知曉工業機器人工作站維護和保養的相關資料的撰寫。

15. 課程名稱：《機器人制作》

課程目標：本課程是工業機器人技術應用專業的一門專業核心課。通過本課程的學習使學生能夠正確使用機器人制作工具；能夠選用合適零件對機器人進行結構設計；能夠對自己的工作進行有條理的安排；培養學生75現場管理的意識和能力。

教學內容和要求：本課程主要介紹教學機器人套件各結構件的總類和使用方法，包括齒輪、鏈條、接頭、連桿等；介紹機器人套件的傳感器、執行器的總類和使用方法，包括紅外傳感器、接觸式傳感器、超聲波傳感器、電機等；介紹機器人套件的編程界面和方法。要求學生能夠根據特定要求選擇合適組件,搭建出結構穩定的機器人,并編寫程序完成控制要求。

七、教學進程總體安排

表1 教學進程總體安排表

八、實施保障

主要包括師資隊伍、教學設施、教學資源、教學方法、學習評價、質量管理等方面。

（一）師資隊伍

1、專任專業教師基本條件

具有中等職業學校教師資格證書；具有機電類專業高級工及以上職業資格證書或相應技術職稱；具有任務驅動、項目式、工作過程導向理實一體化課程教學能力；

目前學校具有機器人相關專業教師 5人，具備機器人專業教師還需要進一步培養或從企業引入。

2、兼職教師基本條件

主要由企業工程技術人員組成，具有本專業技師及以上職業資格證書或相應技術職稱。

（二）教學設施

工業機器人技術應用專業是一個實踐性很強的專業，為了滿足本專業辦學需要，學校建設了計算機基礎實訓室、CAD實訓室、電工電子實訓室、焊接技能實訓室、PLC實訓室、單片機實訓室、工業機器人認知實訓室、工業機器人離線編程仿真實訓室、工業機器人在線編程實訓室、等20多個專業實訓室。本專業所有專業基礎課、專業核心技能課及實訓教學全部安排在實訓室上課，采用“教、學、練、做”四位一體的授課形式，以提高教學質量。同時，校企合作建立了多個穩定地校外實習、實訓基地，涵蓋了工業機器人設計生產、工業機器人系統集成、工業機器人設備應用等類型的企業。學生在基地可以完成認識實習、生產實習、畢業頂崗實習等實踐性教學任務，各個基地都配備有兼職的實訓指導教師。同時本專業成立了工作室，引導學生參與企業創新科研項目。

（三）教學資源

校企合作共同打造數字化教學案例庫。教學團隊充分利用校企合作資源，收集企業項目實戰案例，并依托網絡教學平臺將案例整理匯編成教學案例庫，運用到各門理論和實踐教學課程中，達到案例信息完整、案例選擇與人才培養標準和教學內容一致，滿足技能培養目標。同時緊密圍繞本專業職業崗位群的人才培養目標，聘請企業專家與專業教師共同開發專業核心技能課程的教材，使每個單元的教學目標與企業技能需要相對應，實現教材項目化、實戰化、自我學習化和可操作化。

（四）教學方法

在教學上采用“情境教學法”、“項目教學法”和“工作流程導向法”等方法開展教學，將企業實景搬進課堂，把課堂搬到車間，按照企業的工作流程安排組織教學，最大程度地在課堂上再現企業的工作場景，教師和學生分別兼具師傅和徒弟的雙重身份。

1、情境教學法

在教學過程中具體應用“情境教學法”，盡可能在課堂上營造出高端制造企業生產和服務場景，根據教材中對應學習情境的工作流程圖，導入真實的工作場景，引導學生現場安裝、調試、編程，并在此基礎上進行必要的引申，讓學生舉一反三。

2、工作流程導向法

在內容的組織上，以項目為單位進行劃分，每個項目對應有若干項任務，每個任務對應有若干個項目單。這些任務的順序其實就是制造企業實際工作順序，體現了制造企業實際的工作流程。因此，中鑫創投嚴格按照教材中安排的任務順序完成教學，引導學生填寫完成項目單，以實現工作流程導向教學方法。

3、項目教學法

針對每節課要完成的項目，提出任務要求；對完成項目所需要的理論進行講解，其中包含后續任務中需要使用到的知識點；每個項目任務開始之前，對所需要的關鍵步驟、參數要求及注意事項進行講解說明；之后在實驗設備上進行驗證，最后按照實施環節《項目單》要求，在機器人工作站上完成實際任務。整個過程按照提出問題—分析問題—列出解決思路和步驟—實際操作--最終解決問題—反饋總結的順序進行。

這種教學方法不僅充分調動了學生學習的主動能動性和興趣，培養了學生嚴謹的工作思路，也在最大程度地讓學生深刻理解理論知識，快速將理論知識轉化為實踐經驗，從而培養了學生實際動手解決問題的能力。

4、技能點授課思路

采用提出問題——嘗試解決問題——分析問題——最終解決問題的順序進行講解，即先給學生設定一個待解決的問題，然后讓學生嘗試解決，解決未果，對問題進行分析，引出新技能，并講解相關技能要點；最后運用新技能最終解決問題；對解決問題的過程進行總結和進一步引申，得出解決類似問題可采用的工作思路和方法。

5、總體教學思路

教學中，每一個項目或任務采用的宏觀教學法都是引導文法（又稱六步教學法），即通過書面文本（引導文），引導學生完成實際工作過程固有的六個步驟：資訊、決策、計劃、實施、檢查、評估。根據課程的特點，有些項目在六步法的基礎上進行了一些簡化或變異。引導文法的具體做法是：教師通過下發引導文進行情境導入，一步步引導著學生完成工作過程，就像教師拉著學生的手。在每一步中，教師與學生承擔不同的任務和扮演不同的角色。

引導文法中的六個步驟在項目或任務中的反復實施，能夠使學生在操作過程中的主動性、獨立性越來越強，并且在持續改進的過程中，培養學生的專業能力、社會能力、方法能力，使之在學校就能養成良好的工作習慣。

（五）學習評價

人才培養方案中的所有開設課程可采用百分制評定成績。考試考核方法可以根據各門課程的特點采用不同的考核方式，適當引入相關過程考核，逐步引入行業評價、企業評價、社會評價，實現教考分離。

（六）質量管理

在課程教學運行實施中，要建立適應工學結合的人才培養模式的教學管理制度，進行科學合理的教學運行調度；調配好各類教學資源，保證課程教學的順利開展；成立以課程負責人為主，校企人員共同參加的課程教學工作組，根據課程教學的需要，由多名教師共同完成1門課程教學任務，形成理論部分以校內教師為主，實踐操作以企業教師為主的職業核心技能課程教學機制；建立實訓室開放管理制度，保證學生的職業技能訓練效果，切實提高學生的職業能力。

加強各項教學管理規章制度建設，規范教學管理文件，明確教學管理重點和管理模式。完善教學質量監控與保障體系，形成教學督導、教師、學生、社會教學評價體系以及完整的信息反饋系統。建立具有可操作性的激勵機制和獎懲制度；加強對畢業生質量跟蹤調查和收集企業對專業人才需求反饋信息。

九、畢業要求

按本計劃修完規定的學分，并取得至少一個專業崗位的技術等級證書，準予畢業。

十、附錄

（一） 教學進程安排表

工業機器人技術應用專業教學進程時間分配如表所示

    教學進程時間分配表（單位：/周/節）

（二）專業人才培養方案變更審批表

專業人才培養方案變更審批表