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1、工也机器人激光雕刻工作站的工件坐标应用教案、教学分析认知能力（一）授课信息课程名称工业机器人操作与编程授课对象20工业机器人3班教学单元名称项目六工业机器人激光雕 刻工作站的安装与调试教学场所工业机器人应用人才培养中心授课形式理虚实一体化授课学时4学时教材教材：工业机器人操作与编程活页式教材学材：工业机器人操作与编程任务书参考学习资料：工业机器人实操与应用技 巧课程标准见附件（二）教学任务分析本任务选自课程中第6个项目“工业机器人激光雕刻工作站的安装与调试”的第6个 任务“激光雕刻工作站的工件坐标应用”，是激光雕刻工作站的拓展提升任务，主要是 让学生通过自主探究与小组合作，学会工件坐标的设定，
2、根据任务要求灵活设定工件坐 标完成斜面示教雕刻及工作面变换雕刻的任务。这是1+X证书工业机器人操作与运 维”的必备考核点，对接”能完成工业机器人的典型手动示教操作”的职业技能要求， 适应新时代对工业机器人操作与调试技术技能型人才培养的新要求。（三）学情分析知识基础学生已了解机器人运动指令的区别和特点，已掌握手动操纵机器人和设定 工具坐标的技巧和方法。已经能手动操纵机器人设定工具坐标，能运用信号指令和运动指令进行编 程，并实现雕刻功能。【探究2】简述设定工件 坐标的一般步骤？【探究3如何使机器人 能平行于斜面进行线性 操纵？【探究4若需要在一张 画纸上画出多个同样的 图案，可以有几种思路？ 请简
3、述之。探 水 平在学习平台布置与1+X证 书“工业机器人操作与 编程”职业技能等级标 准题库相对应的在线测 试题，对学生的自主学习 情况进行量化评价。MMM amtiMi. IM/ a.*cw. CJI.1 .参与测试。2 .对错题进行分析，若 仍不能理解，可记录并 在课中解疑问环节提 问。1 .在线测试题目对接 1+X证书考试题库，为 学生考证提供理论基 础。2 .通过测试发现学生 的疑难点，为教师的教 学组织提供帮助，便于 及时调整教学，开展个 性化辅导。（二）课中内化教学环节 与内容教师活动学生活动设计意图明1 (5%)明 任 务 (5 mi n)1 .解答疑问，对课前学生 遇到的问题进
4、行统一讲 解，强调重点。2 .分析任务情境1斜面 示教雕刻。现有工厂生产 线工位为斜面，如何能在 斜面快速移动并示教点，1 .记录教师讲解答疑 内容。2 .明确任务：通过设定 工件坐标，在斜面上进 行示教雕刻军徽。1 .利用本部分可以让 学生扫除课前疑问。2 .加深学生对斜面雕 刻任务的理解，让学生 明确任务。完成“斜面示教雕刻”的 任务呢？明 关 键 (2 0m in )1.同屏示范：利用RobotStudio仿真 软件进行三点法设定工 件坐标。XI：工件坐标原点。X2：工件坐标X轴上的点。Y1：工件坐标Y轴上的点。2.组织学生做游戏一你 说我画，获胜小组取得相 应环节得分。1.观看教师同屏
5、示范： 三点法设定工件坐标。 2.各小组做游戏一“你说我画”安全员 说出工件坐标系中 X、丫轴方向，操作员 根据右手定则确定z 轴方向，并画出工件 坐标系的示意图。记 录员记录小组游戏正 确率和用时时间。最 终正确率最高且用时 最短的小组获胜。1 .同屏示范一解决教 学重点1：利用三点法 设定工件坐标。2 .游戏“你说我画”一 突破教学难点1:工件 坐标系方向的确定，调 动课堂氛围。:雷三记 明 方 案 (1 5m in )1 .组织小组进行“斜面示 教雕刻”的方案设计。方案设计流程：（1）确定“三点法设定斜 面雕刻板坐标”中三个点 的位置。（2）确定“斜面示教雕 刻”轨迹流程。（3）确定图案
6、示教点。（4）确定信号控制指令 与运动指令。2 .点评各组“斜面示教雕 亥的设计方案。1 .小组合作探讨，进行 “斜面示教雕刻”方案 设计。2 .上台展示各组的设 计方案。3 .观看其他小组的设 计方案，聆听老师的点 评。1 .通过设计方案展示、 小组合作探讨，提高学 生的沟通交流和团队 协作能力。2 .通过设计“斜面示教 雕刻”的工作方案，让 学生明确本次课任务 的关键点，有目标性的 学习，帮助学生把握重 点知识。3 .此环节是师生互动、 生生互动环节，促进学 生积极主动融入课堂。练1 (30% )练 技 能 (7 0m in学生爱岗敬业的劳动精神。1 .仿真模拟(30min)：组 织学生按
7、照小组的设计 方案，在仿真软件 RobotStudio上进行“斜 面示教雕刻”的方案验 证。2 .点评仿真结果 (lOmin) o.实操演练(30min)：组 织学生根据修改完毕并 在仿真软件上模拟成功 的设计方案进行实操练 习，完成任务一：斜面示 教雕刻。3 .记录学生仿真验证情 况。4 .总结小组仿真验证结 果。5 .发放任务书，组织学 生按小组进行实操，强 调安全操作规范和8S管 理规范。1 .根据设计方案，在 仿真软件上使用三点 法设定斜面工件坐 标，完成“斜面示教 雕刻”的仿真任务。2 .将斜面工件坐标截 图、机器人斜面雕刻 的仿真视频、仿真任 务评价表上传至学习 平台。3 .分析对
8、比仿真结果， 修改完善设计方案。4 .结合仿真结果和完 善的设计方案，按小组 实操，完成斜面示教雕 刻的任务。5 .实操过程中，根据岗 位设定，分工合作：(1)安全员按照安全 操作规范，监督组内操 作过程。(2)操作员操作机器 人设定斜面的工件坐 标，并完成斜面示教雕 刻的任务。(3)记录员记录实操 过程，填写实操过程记 录表。1 . RobotStudio 仿真 软件一解决教学重点 1：利用三点法设定 工件坐标，验证斜面 示教雕刻的设计方 案，保证后续实操任 务的安全性。2 .通过实操安全教育 和8s管理开展思政教 育：养成安全文明生 产的良好习惯，培养任务6.6激九箭刎工作站的工坐标应用工
9、作贡用1。机。陶用学*4TMri博学411411* aim ” IftUNsiUlfUlt. i4frl QtW)1 4H幺体盘 工RII人应用人才给务即0 争X海阳bW5队mnvtM为元虞生鱼户夜的X的史C，胞间，SA： 我率(tk-的litti卜济愿克皿n 忏务情 raiMiyaMW AAMtAar*ea .- .、 aMte 一 ”，aw Aw * 0am . 一 . .W0VMMV，MHM ，. M0 1 0*,T MM - ei / WB * MM ； Ee 69 小 y，= * 19* Kz * 4. mwMai*：, q：1 IJ * *K.MM4M* .MM * VMB -(
10、* - -M*，1 “ J.一_w .、 一 ，, ，一.KiMllk学习日看1 雄什”的含义.nAAmM*.5.巡回指导学生实操过 程并纠正问题，做好过程记录。:fJrecAO!soncnoMftftRVtAtflllRN 4S，92 tt (htss“氟，-t o GUX匕评1评 过 程 (1 0m in )1 .组织学生上传实操过 程评分表，汇总评分。2 .点评学生实操过程。3.组织学生投票选出 “最佳雕刻作品”。没. uywM6 inwuBir an&Ki1 .上传实操过程记录 表到学习平台。2 .聆听、记录老师点 评，结合小组实操过程 评分表反思诊改。3 .在学习平台投票，选 出“最
11、佳雕刻工”最佳 作品。1 .师生互动，生生互动 环节，旨在让学生们展 示作品，分享各自心得 体会，获得工作中的成 就感，促进共同进步。2 .学习平台一展示作 品并投票，快速获取评 价，活跃课堂。明2(5%)明 任 务 (5 mi n)1 .分析任务情境2一工作 面变换雕刻。工厂需更换生产线，工 位由原来的斜面改为平 面，怎样操作才能快速 实现工作面变换雕刻？1 .明确任务：企业注 重效率，现需通过简 单操作，快速实现工 作面变换雕刻，提高 工程造价比。2 .思考回答问题，如何 将斜面的图形更新到通过任务要求，开展 课堂思政：注重效率 的要求，培养学生勤 于思考的职业态度。练2(10%)2 ,选
12、择一名同学上台分 享操作思路。平面，实现工作面变换雕刻？明 关 键 (1 0m in ).教具演示：教师自制 教具，讲解通过更新工 件坐标进行工作面变换 的方法。1 .同屏示范：教师现场 示范操作步骤：如何更 新工件坐标位置以实现 工作面变换雕刻。练 技 能(15 mi n).组织学生组内轮岗，再 次强调安全操作规范和 实训室8s管理。实发注重亨.It:升店*凭檀埃莉. 必发出小镇味全U句总牌很舍. 安老阡彷蜃后才能行仃分.大案4聂禹it奉於网时.一定会嫁M央全.尸遣.认真 栉工作息义.请&小“尸格埃艇8s管网 ；|妥求去慢.1 .查看学生仿真结果。2 .巡回指导学生实操过 程并纠正问题，做好
13、过 程记录。1 .观看教师教具演 示，思考利用工件坐 标实现工作面变换的 方法。2 .观看教师同屏示范， 学习通过更改工件坐 标的方式进行工作面 变换的方法。小组实操一工作面变 换雕刻：1 .安全员-操作员-记 录员轮岗。2 .实操过程中，分工 合作：操作员：监督实操过 程、安全与规范，填 写实操过程记录表， 上传实操结果。自制教具和同屏示范 一突破教学难点2： 通过更改工件坐标的方式进行工作面变换 的方法。1 .通过实操安全教育 和实训室8S管理开 展思政教育：使学生 养成安全文明操作的 良好习惯，培养学生 爱岗敬业的劳动精 神。2 .工业机器人典型 应用工作站一锻炼学 生技能，完全突破本
14、节课的重难点内容。安全员：在 RobotStudio 软件中 设定平面工件坐标， 进行工作面变换雕刻 的仿真验证。记录员：在实际工作 站中设定平面工件坐 标，将斜面雕刻程序 中工件坐标更新为平 面工件坐标，仿真验 证成功后，进行实际 运行。评2(10% )评 作 品 (1 0m in )1.组织学生针对平面雕 刻与斜面雕刻图案进行 小组交叉评价。2.针对任务总结评价。1 .小组交叉评价作品。2 .根据作品评分规则 将小组互评成绩上台 到学习平台3 .聆听教师点评。&K件M评分10分）件丛名赋 中先纲1：伟砧的工件坐台川小 miXGxtty憎分小:，户；与校内容id总并修1M准电情1 图案1.小
15、组交叉互评，培 养学生严肃认真，公 平公正的职业态度， 学生在交叉互评中， 取他人之长补己之 短，提高对知识技能 的认识。2.总结任务，反思诊 改。（三）课后提升教学环节 与内容教师活动学生活动设计意图促促（10% 巩） 固布置作业：工件坐标还有 哪方面的应用？请举例 说明。按要求完成作业。学生利用所学知识举 一反三，展示了学生的 创新能力。四、教学反思不足1 .由于学校实训中心设备与真实工业环境存在差距，无法完全呈 现工作过程；2 .学生存在差异，虽然已经课堂革命，提高了学生的学习质量与效 率，但仍有个别同学跟不上进度。改进策略1 .推行跟岗实习制度，让学生参与真实工作过程；2 .实施差异化
16、教学，因材施教，帮助后进生。学习特点喜欢按照示范动手操作，但不够专注和持久。喜欢用手机搜寻资料，发表 自己的看法，特别对学习平台的使用表现出极大的学习兴趣。（四）教学目标知识目标1 .能叙述工件坐标的含义、特点及应用场景。2 .能叙述设定工件坐标的方法。3 .能叙述通过更新工件坐标进行示教点变换的方法。能力目标1 .能利用三点法设定工件坐标。2 .能使用右手定则确定工件坐标系的方向。3 .能通过更改工件坐标进行工作面变换雕刻。素质目标L通过引入企业要求，培养学生形成时间就是效益、效率优先的企业意识， 保持安全、严谨、认真的职业态度。2.通过课堂8S管理和严格遵守安全操作规范的要求，使学生养成安
17、全文 明生产的良好习惯，通过工业机器人激光雕刻项目的工作体验，培养学生 爱岗敬业的劳动精神。（五）教学内容本次课程主要教学内容为工件坐标的设定以及应用，采用项目教学法开展教学，通过 发布企业任务：1.斜面雕刻军徽图案；2.工作面变换雕刻军徽图案，驱动学生学习与训 练，让学生在“做中学、做中教”。通过4学时的学习与实操，使学生掌握设定工件坐 标的方法与工件坐标两大应用一一斜面不教雕刻与工作面变换雕刻，向学生灌输“巧用 方法，提高效率”的企业理念，获得工业机器人工作的体验。（六）教学重点和难点教学重点1 .工件坐标的设定方法。2 .工件坐标在斜面示教和工作面变换的应用方法。处理方法1.教师同屏示范
18、。2通过课堂问题抢答互动检测学生对重点知识技能的掌握程度。教学难点1 .工件坐标系方向的确定。2 .通过更改工件坐标的方式进行工作面变换的方法。处理方法1. PPT图示加深学生理解。2 .通过“你说我画”游戏加深学生对工件坐标各方向的理解。3 .利用雕刻板教具演示工作面变换方法。二、教学策略(一)设计理念本次课程按照“融德于技、寓知于行”的教学理念，采用项目教学法开展理虚实一体 化教学，通过发布企业任务，引导学生通过学习平台先学先做，课中合作探究，完成任 务。学生从中体验“做中学、做中教，教学做一体化”的过程，掌握工件坐标两大应用 斜面示教雕刻与工作面变换雕刻，向学生灌输“巧用方法，提高效率”
19、的企业理念, 获得工业机器人工作的体验。教学过程注重融德于技，引导学生遵守安全操作规范和8S 管理，养成安全文明生产的良好习惯和爱岗敬业的劳动精神，促进学生全面发展。(二)教学方法与手段1.教学方法：(1)项目教学法：通过完成斜面示教雕刻和工作面变换雕刻项目，引导学生自主探 究，以小组合作等方式完成实操任务，“做中学，做中教”，充分发掘学生的创造潜能, 提高学生解决实际问题的综合能力。(2)演示法：通过教师现场同屏操作演示，引导学生正确操作，结合学生自身对问 题的思考，能让学生加深印象，进一步巩固所学知识。(3)自主探究法：学生通过线上学习资源、人工智能机器人在线搜索和仿真软件进 行自主探究，
20、解决教学重点，完成课堂任务。(4)小组合作法：通过岗位设定，小组分工合作，探讨研究，提高学生沟通交流和 团队协作能力，共同完成学习任务。2.教学手段: 思维导图：设计导学单，引导学 生迸行学习，明确学习任务和学习 流程，有助于知识框架体系建立。险炭守4近麻金皿对中一生英”：学生可模拟操作、海程、调域，其实还原 实操过程，通过模拟王任俣证实操安全性，智能问答：利用人工智能机器人，提 供智能语音识和大数据搜索，学生可百 主咨询，解答疑问。同屏示范：教师同辞作示范、有效示教，解决匡双 教学的问题，录堂可上传云平台，搭建实操教学视频 库，提高教学效至001Qf图教学手段i，学习平台：提供课前、课中、课
21、 后三阶段的学习资源，打造学生统上 送下全方位的画学习., 一，r r（三）教学资源L学习平台：导学单、课件、微课视频、探究活动、在线测试等学习资源。2. RobotStudio工业机器人仿真软件及电脑。3 .活页式教材、学习工作页。4 .教学一体机、技能示范录播设备。5 .工业机器人典型应用工作站、自制教具。（四）教学评价学习目标完成内容评价方式课前考核（30%）1.“探新知”环节：课前探 究教师评价2.“探水平”环节：在线测试学习平台自动统计课中考核（60%）1 .“明方案”环节：斜面示 学生自评、教师评价教雕刻方案设计与分享（5分）2.“练技能”环节：斜面示 教雕刻的仿真过程评分（10
22、分）与实操过程评分（15 分）组评、教师评价3.“练技能”环节：工作面 变换雕刻的实操过程评分 （20 分）组评、教师评价4.“评任务”环节：工作面 小组互评、教师评价变换雕刻的作品评分（10分）课后考核（10%）“促巩固”环节：课后作业 教师评价附:1 .仿真过程评分表（10分）签名序号考核项目分值考核记录自评师评1设计方案是否完整？3分是口 否口2工件坐标是否设置合理？3分是口 否口3能否在 Robot Studio中正确设置工件坐标？2分是口 否口4能否在 Robot Studio正确呈现方案？2分是口 否口合计总分（自评50%+师评50%）2.实操过程评分（斜面示教雕刻）（15分）序号
23、考核项目分值考核记录组评师评1实操过程出现撞机现象。（扣分项）-3分/次口次2工件坐标设置是否正确？5分是口否口3是否正确示教目标点？5分是口否口4是否能利用激光雕刻出图案？5分是口否口合计签名总分（组评50%+师评50%）用时记录其他记录3实操过程评分表（工作面变换雕刻）（20分）任务名称激光雕刻工作站的工件坐标应用日期小组名称工位号序号考核内容评分标准记录组评师评1能否合理利用三点法进行设置工件坐标？4分是口否口2是否正确设置工件坐标？5分是口否口3能否正确进行工作面变5分是口否口换雕刻？4小组分工是否明确，合作是否协调？2分是口否口5工位是否保持卫生清洁？2分是口否口6工具摆放是否整齐规
24、范？2分是口否口7实操过程中出现不规范 操作。-5分/次口次8实操过程中出现撞机。-10分/次口次合计总分（组评50%+师评50%）记录员签名：安全员签名：操作员签名：教师签名：实操用时轨迹时间问题记录4.作品评分表（10分）作品名称激光雕刻工作站的工件坐标应用日期小组成员工位号序号考核内容评分标准记录小组互评师评1图案痕迹是否清晰3分是口 否口2平面、斜面图案相对位置是否一致？2分是口否口3五角星每个角是否36。?3分是口 否口4内外五角星间距是否0.1R?2分是口 否口5是否票选第一名（加分项）2分是口 否口6是否票选第二名（加分项）1分是口 否口合计签名总分（小组互评50%+师评50%）
25、三、教学过程（一）课前预学教学环节与内容(30%)情境2：工厂需更换生产教师活动创设情境：情境1：现有工厂生产线 工位为斜面（如下图），如 何能在斜面快速移动并 示教点，完成“斜面示教 雕刻”的任务呢？学生活动登陆学习平台，根据情 景任务，分析任务，明 确任务：1 .完成斜面示教雕刻 任务。2 .完成工作面变换雕 刻任务。设计意图由于企业产线布局的 不同，生产工位从斜面 改为平面，通过引入企 业任务，将“斜面示教 雕刻”和“工作面变换 雕刻”任务枯燥琐碎的 学习内容转化为明确 的工作任务，使学生的 学习有目标，同时对学 习结果也可以直观地 评价与测量。【教学资源】学习平台线，工位由原来的斜面改
26、 为平面(如上图)，能不能 在不重新示教点的情况 下，完成工作面变换雕刻 呢？1.在学习平台发布学习 资源：(1)微课：设定工件坐 标。.在学习平台中阅读 与观看相关学习资源。1 .利用平台资源完成 自主探究。 surawtcmodrifaM- 4- t0t f . tAt *1 ifMA1舟么!阳时axor l找谆的工”1丽T生， d行现但湖a?4 MWTMUJLf!不枇* WA= 却皿.学习平台一融合微 课、教学PPT等不同的 学习资源，引导学生开 展自主学习探究，解决 课堂中时间的有限性 和空间的局限性。3-am/-M/t4BX .aw/tBK ZCAfitmc。/t4BKIM(2)教学PPT：工件坐标 系“右手定则”的应用。引导学生由浅入深进行 自主学习。2.在学习平台发布探究 任务，以查验学生自学质 量：【探究1】什么是工件坐 标及其功能？