一、教學(xué)案例簡介
本案例基于《工業(yè)機器人工作站安裝與調(diào)試》課程的核心學(xué)習(xí)任務(wù)“汽車變速箱殼體ABB IRB 1200工業(yè)機器人搬運工作站調(diào)試”，聚焦于其實施計劃階段的關(guān)鍵教學(xué)單元——“程序編寫與仿真”。該任務(wù)模擬了系統(tǒng)集成商為萬里揚新材料有限公司提供自動化解決方案的真實工作場景，要求學(xué)生以設(shè)備安裝調(diào)試人員的身份，在3學(xué)時內(nèi)，按照企業(yè)規(guī)范完成搬運程序的編寫與仿真驗證。
作為工學(xué)一體化課程的關(guān)鍵實踐環(huán)節(jié)，本單元不僅承載著傳授ABB RAPID編程語言應(yīng)用、ABB RobotStudio仿真軟件操作等核心技能的任務(wù)，更通過高度仿真的企業(yè)項目式學(xué)習(xí)，將專業(yè)化技術(shù)溝通能力的培養(yǎng)有機融入技能訓(xùn)練全過程。本案例重點闡述如何通過結(jié)構(gòu)化的團隊協(xié)作任務(wù)，有意識地錘煉其運用精準(zhǔn)專業(yè)術(shù)語進行技術(shù)交流、邏輯清晰地闡述技術(shù)方案的核心溝通素養(yǎng)，使學(xué)生從“會編程”向“能講清、能說服、能協(xié)作”的復(fù)合型技能人才邁進，為其未來勝任現(xiàn)場調(diào)試、技術(shù)交底、團隊協(xié)作等崗位要求奠定堅實基礎(chǔ)。
二、溝通能力培養(yǎng)
（一）溝通能力的評價要素
在本教學(xué)單元“程序編寫與仿真”中，我們將抽象的溝通能力理論，轉(zhuǎn)化為學(xué)生在完成具體技術(shù)任務(wù)時必須展現(xiàn)出的可觀察、可評價的行為。具體要素及對應(yīng)案例如下：
1.溝通基本能力：精準(zhǔn)表達與有效說服
在“程序編寫與仿真準(zhǔn)備”環(huán)節(jié)，學(xué)生向小組闡述搬運方案時，不應(yīng)模糊地說“讓機器人過去抓起來再放過去”。而應(yīng)能清晰表述：“我們的程序?qū)⒎譃槿〖⒎偶突卦c三個主要模塊。在取件模塊，機器人先從安全等待點以較快的關(guān)節(jié)運動方式移動至工件上方，再切換為低速、精確的直線運動向下接近殼體，待接收到‘夾具已閉合’的反饋信號后，再直線提升離開。”這種表達將意圖轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的技術(shù)動作序列。
在“總結(jié)與優(yōu)化”環(huán)節(jié)，若想優(yōu)化節(jié)拍，學(xué)生不能只說“我覺得這樣改更快”。他需要提供依據(jù)來說服同伴：“我對比了兩種路徑：原方案的直線運動路徑固定，但仿真顯示耗時1.2秒；新方案雖然軌跡稍有彎曲，但因為是關(guān)節(jié)運動，耗時僅0.8秒，而且我在仿真軟件里反復(fù)運行，確認不會撞到任何設(shè)備。這是兩次運行的節(jié)拍數(shù)據(jù)對比圖。”用客觀數(shù)據(jù)（時間）和可視化證據(jù)（仿真、對比圖）來支撐觀點，完成技術(shù)說服。
2.溝通的主動性：從“要我說”到“我要說”
當(dāng)仿真運行時機器人突然在機床入口處停止，具備主動溝通能力的學(xué)生不會沉默或只等老師來問。他會立即向調(diào)試小組通報：“大家注意，仿真在‘向機床送料’這一步停住了。我監(jiān)控了信號列表，發(fā)現(xiàn)‘機床門已打開’的輸入信號一直沒有亮。可能是我們的程序信號等待邏輯有問題，也可能是仿真里機床模型的信號沒配置對，我們需要一起查一下。”這種主動的信息同步和初步分析，能立刻將團隊注意力聚焦到關(guān)鍵故障點。
3.溝通的準(zhǔn)備：技術(shù)對話前的“備課”
進行“代碼互查”時，有效的檢查者不是隨便看看。他會提前明確檢查重點，例如：“我主要關(guān)注機器人運動路徑是否安全，以及與壓鑄機、數(shù)控機床的聯(lián)鎖信號是否齊全。”當(dāng)他向編程者提問時，問題會非常具體：“程序里設(shè)置了‘夾具閉合’后機器人就離開，但如果工件沒夾緊（信號誤觸發(fā)），機器人帶著工件快速移動會不會很危險？我們是否需要增加一個檢測‘工件是否在位’的冗余信號，或者至少加一個0.5秒的穩(wěn)定延時？”這種提問基于安全規(guī)范和技術(shù)預(yù)判，體現(xiàn)了有準(zhǔn)備的深度溝通。
4.溝通的方式：綜合運用語言、文字與可視化工具
語言+圖示：討論復(fù)雜路徑時，一邊口頭說明，一邊在白板上畫出機器人的關(guān)鍵運動點位和大致軌跡。
書面報告：在填寫《調(diào)試記錄單》時，精確描述：“在取件程序的第25步，機器人直線下降的目標(biāo)點與實際工件上表面的高度偏差約3毫米，導(dǎo)致仿真中發(fā)生輕微碰撞。”
動態(tài)演示：解釋一個程序錯誤時，直接操作仿真軟件，慢速播放問題段，并同步講解：“大家看，機器人運行到這里時，夾具的姿態(tài)突然發(fā)生了不必要的翻轉(zhuǎn)，原因是上一個運動指令的結(jié)束姿態(tài)與這個點的預(yù)設(shè)姿態(tài)差異太大，我們需要在中間插入一個姿態(tài)過渡點來平滑一下。”
5.溝通的態(tài)度：秉持專業(yè)、協(xié)作與開放的職業(yè)素養(yǎng)
小組內(nèi)對“如何設(shè)置安全等待點”有分歧。專業(yè)的態(tài)度不是否定對方，而是說：“你提出的把安全點設(shè)在機床正上方，確實能縮短空跑距離，這個優(yōu)化方向很好。不過，根據(jù)《安全規(guī)范》和項目方案書，那個區(qū)域?qū)儆趬鸿T機的飛濺風(fēng)險區(qū)，禁止長時間停留。我們能不能折中一下，把點設(shè)在側(cè)上方，既保證安全，也比原來的點更近？”這種溝通既肯定了對方的積極思考（開放），又嚴格遵守了技術(shù)規(guī)范和安全要求（嚴謹），并提出了建設(shè)性的替代方案（協(xié)作）。
6.溝通的結(jié)果：以達成技術(shù)共識和推動任務(wù)為準(zhǔn)繩
例如：一次關(guān)于“信號故障處理”的小組討論后，組長應(yīng)明確總結(jié)結(jié)論：“好，我們達成三點共識：第一，程序里所有等待外部設(shè)備響應(yīng)的步驟，都必須增加‘超時報警’功能，防止死等；第二，超時時間統(tǒng)一先設(shè)為5.0秒，后續(xù)根據(jù)實際調(diào)試再調(diào)整；第三，報警信息要明確，比如‘錯誤：01號機床門未在5秒內(nèi)打開’。小王負責(zé)修改主程序框架，小李負責(zé)測試報警提示。我們20分鐘后匯總。”這樣的溝通產(chǎn)出的是清晰、可分配、可驗收的具體任務(wù)。
7.溝通的效率：在有限時間內(nèi)精準(zhǔn)解決問題
本任務(wù)模擬企業(yè)3天調(diào)試的工期壓力，課堂時間也有限。高效溝通體現(xiàn)在直擊要害。例如，教師巡視時間問進展，組長應(yīng)迅速匯報：“目前進度正常，主體搬運流程已仿真通過。現(xiàn)在卡在一個細節(jié)上：從壓鑄機取件后，直接去機床的路徑會經(jīng)過一個傳感器支架，有碰撞風(fēng)險。我們正在討論是修改機器人的中間路徑點繞開它，還是在程序里臨時增加一個小幅度的抬升動作。預(yù)計再給我們15分鐘就能決定并測試完。”這個回答直接交代了整體進度、當(dāng)前阻塞的具體問題、正在評估的解決方案和預(yù)計解決時間，沒有任何冗余信息，符合工程現(xiàn)場的高效溝通要求。
（二）溝通能力在教學(xué)中的實踐
本教學(xué)單元所培養(yǎng)的溝通能力，直接服務(wù)于工業(yè)機器人工作站調(diào)試中“程序編寫與仿真”這一典型技術(shù)協(xié)同場景。溝通能力，特別是專業(yè)術(shù)語表達與方案闡述能力，是確保技術(shù)團隊思想統(tǒng)一、行動一致、高效排查問題的“潤滑劑”與“放大器”。根據(jù)教案中學(xué)情分析明確指出的學(xué)生不足——“溝通能力需進一步提升，尤其是在專業(yè)術(shù)語表達和方案闡述方面”，本單元教學(xué)將溝通能力培養(yǎng)目標(biāo)具體化為：在團隊協(xié)作中，能主動、準(zhǔn)確使用RAPID語言關(guān)鍵詞及工程術(shù)語描述技術(shù)對象與意圖；能條理清晰地向同伴或“客戶”（教師扮演）闡述程序結(jié)構(gòu)、設(shè)計思路與調(diào)試邏輯。
三、教學(xué)案例設(shè)計
（一）任務(wù)目標(biāo)
1.知識與技能目標(biāo)：能運用工業(yè)機器人編程基礎(chǔ)，編寫汽車變速箱殼體搬運程序，并正確導(dǎo)入到仿真系統(tǒng)中；能操作仿真系統(tǒng)，驗證程序的正確性，包括路徑規(guī)劃的準(zhǔn)確性和動作執(zhí)行的流暢性。
2.過程與方法目標(biāo)：通過小組合作、方案討論、交叉評審等團隊學(xué)習(xí)形式，掌握進行有效專業(yè)溝通的方法與流程，并能總結(jié)編程技巧，提出優(yōu)化方法。
3.情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：在技術(shù)探討中養(yǎng)成嚴謹、協(xié)作的職業(yè)態(tài)度，弘揚精益求精的工匠精神和勇于探索的創(chuàng)新理念，體會通過清晰溝通達成技術(shù)共識、解決復(fù)雜問題的成就感。
（二）任務(wù)描述
學(xué)生接到“汽車變速箱殼體搬運工作站調(diào)試”任務(wù)中“程序編寫與仿真”子任務(wù)。要求在工業(yè)機器人一體化學(xué)習(xí)工作站，以小組為單位，在3學(xué)時內(nèi)，運用ABB RobotStudio仿真軟件，編寫控制IRB 1200機器人完成從壓鑄機取料、經(jīng)中轉(zhuǎn)、至數(shù)控機床上下料的RAPID程序，并通過仿真驗證路徑準(zhǔn)確性、動作流暢性及與外圍設(shè)備（壓鑄機、數(shù)控機床）的信號連鎖邏輯。任務(wù)最終需提交可運行的仿真程序及包含路徑規(guī)劃圖和編程技巧總結(jié)的報告。
（三）教學(xué)內(nèi)容
1.理論知識：ABB RAPID編程語言核心指令（運動指令、I/O指令）；工業(yè)機器人編程規(guī)范與仿真驗證原理。
2.實踐知識：RobotStudio軟件中程序編寫、調(diào)試、仿真的操作流程；程序結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法；基于仿真結(jié)果的程序調(diào)試與優(yōu)化技巧。
（四）重點及難點
1.教學(xué)重點：運用工業(yè)機器人編程基礎(chǔ)編寫汽車變速箱殼體搬運程序并正確導(dǎo)入仿真系統(tǒng)；操作仿真系統(tǒng)驗證程序正確性。在小組方案討論和代碼互查中，能否運用溝通能力，協(xié)同工作，并使用專業(yè)術(shù)語清晰闡述程序邏輯和關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置意圖。
2.教學(xué)難點：根據(jù)路徑規(guī)劃圖調(diào)整程序中的指令參數(shù)使機器人運動路徑更合理；總結(jié)編程技巧并提出優(yōu)化程序編寫的創(chuàng)新方法。在團隊調(diào)試和總結(jié)環(huán)節(jié)，能否共同精準(zhǔn)描述問題，并協(xié)作分析根源，最終有說服力地向全班論證優(yōu)化方案的可行性。
四、教學(xué)案例的組織
（一）學(xué)生層面
本次授課對象為2407工業(yè)機器人班學(xué)生。學(xué)生已掌握機械、電氣基礎(chǔ)及初步編程技能，動手實踐興趣高，具備一定的團隊協(xié)作意識。然而，其通用能力存在明顯不足，突出表現(xiàn)在“溝通能力需進一步提升，尤其是在專業(yè)術(shù)語表達和方案闡述方面”。因此，本案例教學(xué)通過創(chuàng)設(shè)必須進行專業(yè)化溝通的團隊任務(wù)情境（如方案匯報、代碼互查），激發(fā)學(xué)生在“做”的過程中“說”的需求，針對性克服其溝通短板，并利用其樂于協(xié)作的特點，將溝通訓(xùn)練融入團隊合作的自然流程中。
（二）教師層面
教師角色從知識傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)?strong>學(xué)習(xí)引導(dǎo)者、溝通教練與團隊協(xié)作的催化師。在教學(xué)中，教師的核心活動包括：
1.示范精準(zhǔn)溝通：在講授和演示中，模范使用規(guī)范的專業(yè)語言表達，為學(xué)生樹立術(shù)語應(yīng)用的標(biāo)桿。
2.設(shè)計團隊溝通任務(wù)：將教案中的“小組討論”“互相檢查”“小組討論并記錄”等環(huán)節(jié)，賦予具體的溝通產(chǎn)出要求，使溝通目標(biāo)明確、成果可視。
3.提供溝通工具：發(fā)放“技術(shù)問題描述模板”“方案匯報提綱”等工具，降低學(xué)生溝通的認知負荷，引導(dǎo)其走向結(jié)構(gòu)化、專業(yè)化表達。
4.介入、反饋與評估：巡視各小組，傾聽討論，及時糾正模糊表述，引導(dǎo)學(xué)生深入探討。在教學(xué)評價中，將溝通表現(xiàn)納入對學(xué)習(xí)成果的綜合考量。
（三）教法層面
采用“任務(wù)驅(qū)動，團隊協(xié)作與溝通訓(xùn)練為主”的混合教法。小組討論法、代碼走查、專家小組法是貫穿始終的核心方法。演示教學(xué)法用于規(guī)范操作與表達的示范；啟發(fā)式講授法用于在關(guān)鍵知識點處引導(dǎo)學(xué)生用專業(yè)語言進行思考和回答；任務(wù)驅(qū)動法則確保所有溝通都圍繞完成“程序編寫與仿真”這一核心目標(biāo)展開。
五、教學(xué)案例實施
本單元教學(xué)嚴格遵循教案設(shè)計的六個階段閉環(huán)流程，并在每個階段強化溝通能力培養(yǎng)：課前預(yù)習(xí)（術(shù)語輸入）→程序編寫與仿真準(zhǔn)備（方案闡述）→編寫搬運程序（書面與協(xié)同溝通）→仿真驗證與調(diào)試（問題協(xié)商）→總結(jié)與優(yōu)化（歸納與論證）→課后作業(yè)/匯報（綜合表達）。
重點教學(xué)環(huán)節(jié)如下：
（一）創(chuàng)設(shè)情境，提出問題
1.教師活動：回顧萬里揚公司項目任務(wù)情景，提出本環(huán)節(jié)核心問題：“作為調(diào)試人員，如何用RAPID程序指揮機器人安全、高效、準(zhǔn)確地完成這條搬運路徑？請各組在討論方案時，明確需要定義哪些坐標(biāo)系、規(guī)劃哪些關(guān)鍵路徑點？”
2.溝通能力培養(yǎng)點：培養(yǎng)溝通的準(zhǔn)備與主動性能力，學(xué)生需主動查閱資料，為接下來的小組討論做足技術(shù)準(zhǔn)備，并需在討論中主動發(fā)言，表達觀點。
（二）團隊合作，解決問題
1.方案制定（30分鐘）：小組內(nèi)討論并確定編程方案。溝通任務(wù)：推選“陳述員”，使用白板繪制程序流程圖，并按照“關(guān)鍵溝通場景表”中的要求，向教師進行2分鐘概要闡述。（培養(yǎng)：方案闡述能力、術(shù)語應(yīng)用）
2.代碼編寫與互查（40分鐘）：根據(jù)討論結(jié)果獨立編寫程序，隨后進行“結(jié)對走查”。溝通任務(wù)：審查者必須依據(jù)代碼提出至少一個技術(shù)性問題，編寫者需給出術(shù)語準(zhǔn)確的解釋。（培養(yǎng)：在協(xié)同工作中精準(zhǔn)提問與應(yīng)答的能力）
3.仿真調(diào)試（30分鐘）：將程序?qū)氩⑦M行驗證。溝通任務(wù)：小組共同觀察仿真，當(dāng)出現(xiàn)碰撞或信號異常時，必須共同填寫“問題診斷單”，并派代表向教師進行口頭報備。（培養(yǎng)：團隊協(xié)作下的結(jié)構(gòu)化問題描述能力）
（三）展示成果，分享交流
1.學(xué)生活動：每組派代表，用5分鐘時間向全班分享一個最具價值的“優(yōu)化點”或“調(diào)試經(jīng)驗”。要求：闡述必須包含“原方案—問題—新方案—效果對比”的完整邏輯鏈，并使用數(shù)據(jù)或仿真對比支撐觀點。
2.教師活動：鼓勵其他小組就分享內(nèi)容提問，促成跨組的技術(shù)對話與觀點交鋒。教師對學(xué)生的溝通邏輯、術(shù)語使用和論證力度進行點評。
3.溝通能力培養(yǎng)點：綜合性的方案論證能力、臨場應(yīng)答能力及說服能力。
（四）改進總結(jié)
教師對全班的編程技術(shù)要點和溝通表現(xiàn)進行雙線總結(jié)。特別點評學(xué)生在溝通中展現(xiàn)的亮點（如“第二組在描述碰撞問題時，準(zhǔn)確給出了模塊名、行號和可能的數(shù)據(jù)變量，這種精準(zhǔn)描述非常有利于團隊快速排查”）和普遍待改進之處（如“部分同學(xué)在討論時仍用‘那里’‘這個信號’指代，建議強制自己說出具體名稱）。
（五）教學(xué)評價
1.過程性評價：重點觀察并記錄學(xué)生在團隊討論中主動、準(zhǔn)確使用專業(yè)術(shù)語的頻率；在闡述方案時邏輯結(jié)構(gòu)的清晰度；在“代碼走查”中提出建設(shè)性問題的能力。
2.終結(jié)性評價：對小組提交的搬運程序代碼與仿真結(jié)果報告及課堂匯報進行綜合評價。評價標(biāo)準(zhǔn)包含：技術(shù)方案的正確性與創(chuàng)新性（40%），程序與報告的規(guī)范性（30%），團隊在報告撰寫與匯報中所展現(xiàn)的專業(yè)溝通素養(yǎng)（30%）。
（3）評價工具：制定《技術(shù)方案闡述評分量表（含術(shù)語準(zhǔn)確性、邏輯性、說服力）》和《小組成員協(xié)作互評表》，確保評價的客觀與全面。
（4）反饋與改進：教師提供個性化反饋，特別指出學(xué)生在團隊溝通中的典型優(yōu)點和待改進點。鼓勵學(xué)生根據(jù)評價結(jié)果進行自我反思，并將優(yōu)秀的技術(shù)報告和匯報作為范例，形成持續(xù)改進的溝通學(xué)習(xí)文化。（王樹萍 鄭作波）