项目八任务1.2教学设计

课题

骑坐式管-板T形接头机器人船形焊任务编程

备课人

授课日期

（一）教学理念

依据职业院校学生特点，“以学生为中心，融合多元资源，强化实践与素养培育”的理念贯穿始终，借助微课、微视频、虚拟仿真等数字资源开展教学。针对基础薄弱学生，通过微课强化基础；利用微视频的直观性和可重复性，契合学生学习习惯，实现精准教学；借助虚拟仿真让学生在安全环境下实践操作，提升技能水平，帮助学生掌握焊接机器人系统知识与技能；同时，以灯塔传承的形式培养学生职业素养，帮助学生掌握专业知识技能，为未来工作筑牢基础。

（二）教学分析

教材分析

《焊接机器人编程及应用》（机械工业出版社）作为教学教材，围绕焊接机器人，涵盖基础理论、操作编程、工艺应用等内容，以项目任务驱动教学，注重培养学生实践能力。本次课聚焦教材中焊接机器人系统附加轴认知相关章节，以任务为主线，聚焦骑坐式管-板T形接头机器人船形焊编程，在课程体系中承上启下。此前学生已掌握工业机器人基础系统组成、分类等知识，本任务在此基础上，深入介绍焊接机器人系统附加轴的操作与应用，是对工业机器人知识从理论到专项焊接实践的重要过渡。

学情分析

学生已完成工业机器人基础系统组成、分类等知识学习，熟悉机器人本体结构，了解控制系统、驱动系统等工作原理，能识别不同类型工业机器人特点。这为理解焊接机器人系统附加轴在整个系统中的角色，以及附加轴与本体轴协同工作机制提供知识铺垫。在过往焊接课程学习中，学生掌握了基本焊接方法与工艺，如手工电弧焊、气保焊操作流程，熟悉焊接电流、电压等参数对焊缝质量影响。但对于机器人焊接，尤其是骑坐式管-板T形接头船形焊这种复杂焊接工艺，仅停留在理论认知，缺乏实操经验，难以将已有焊接知识与机器人精准控制技术有效融合，对根据管-板结构特点规划焊枪姿态存在困难。

教学目标分析

知识目标

能够区别焊接机器人系统本体轴和附加轴的联动；全面掌握焊接机器人系统附加轴的点动方式以及系统附加轴的位置显示。

技能目标

熟练掌握焊接机器人系统附加轴的操作技能，能够准确运用点动方式，实现附加轴的精细位置调整；学会运用所学知识与技能，对骑坐式管-板T形接头机器人船形焊进行编程。

素养目标

培养学生严谨认真的科学态度和精益求精的工匠精神。在焊接机器人系统附加轴操作与焊枪姿态规划过程中，注重细节，追求操作精准度与焊接质量的极致，对待每一个焊接参数设置、每一次焊枪姿态调整都一丝不苟；提升学生的工程应用思维和解决实际问题的能力。面对骑坐式管-板T形接头焊接这一实际工程任务，能够综合运用所学知识与技能，分析问题产生的原因，制定切实可行的解决方案，培养学生从工程实际出发思考问题、解决问题的习惯。

（三）教学内容分析

教学内容

详细讲解附加轴与机器人本体轴联动原理，阐释不同焊接机器人系统附加轴的集成方式；详细讲解机器人系统附加轴的点动方式以及点动的基本条件；讲解机器人系统附加轴的启动和禁用；学生需掌握这些规划原则，在实际操作中灵活调整焊枪姿态，实现高质量焊接。

教学重难点

教学重点

焊接机器人系统附加轴的联动、点动方式及位置显示的方法，这是实现机器人精准控制的基础，直接影响焊接轨迹精度与质量。

教学难点

理解焊接机器人系统附加轴复杂的联动，涉及多轴运动协调，较为抽象，学生理解困难。根据管-板T形接头复杂结构和船形焊工艺要求，综合考虑多种因素，精确规划焊枪姿态，对学生分析问题、解决问题能力要求高，需要学生具备较强的空间想象能力与工艺知识综合运用能力。

重难点解策

制作针对性微视频，深入讲解焊接机器人系统附加轴复杂的联动、点动的基本条件以及机器人系统附加轴状态的调整，通过动画演示和实例分析帮助学生理解。

利用微视频展示焊接机器人系统附加轴复杂的联动，在视频中，设置不同的焊接任务场景，展示附加轴与本体轴的联动复杂运动轨迹的过程，增强学生对抽象算法的感性认识。

借助虚拟仿真软件，学生在虚拟环境中对案例进行模拟操作，尝试调整焊枪姿态，观察焊接效果的变化。

组织小组讨论，引导学生分享学习心得和解决问题的思路，共同攻克重难点。

思政融入

在教学过程中，播放我国在高端装备制造业中，运用自主研发的焊接机器人完成重大工程项目的视频，如在大型桥梁建设、航空航天关键部件制造中，骑坐式管-板T形接头机器人船形焊技术发挥的关键作用。讲解背后我国科研团队在焊接机器人系统附加轴技术、复杂焊枪姿态规划算法上的突破，打破国外技术垄断，引导学生认识到科技进步对国家实力提升的重要性，激发学生的民族自豪感与爱国情怀，树立为国家科技发展贡献力量的决心。

（四）教学方法与资源

教学方法

讲授法：系统讲解工业机器人系统附加轴的联动、点动方式、状态调整以及骑坐式管-板船形焊焊枪姿态规划的系统知识，构建学生理论框架。通过PPT展示、板书推导等方