一、引言

（一）研究背景和意义

新质生产力的崛起，以其创新引领、数字驱动和绿色可持续的特质，重塑着全球产业格局。电气行业作为现代工业的核心领域，亦深受其影响。传统的电气专业课堂教学在新质生产力的冲击下，暴露出诸多不适应性，如教学内容滞后、教学方法僵化、实践环节薄弱等。因此，推动电气专业课堂赋能，实现教育模式的创新与升级，具有极其重要的现实意义。它不仅有助于提升学生的综合素质和就业竞争力，更是为电气行业的持续发展注入源源不断的创新活力。

（二）研究目的和问题

本研究旨在探寻切实可行的电气专业课堂赋能路径，以解决当前教育中存在的理论与实践脱节、学生创新能力不足、教学资源整合度低等关键问题。通过深入剖析现状，借鉴先进教育理念，构建一套符合新质生产力需求的高效课堂教学模式。

二、新质生产力与电气专业教育的关系

（一）新质生产力的内涵和特征

新质生产力是融合了前沿科技、创新理念与绿色发展理念的新型生产力形态。其核心驱动力为数字化、智能化技术，具备高度的融合性、创新性和可持续性。新质生产力促使生产流程更加高效精准，产品服务更加个性化智能化，同时也对资源利用和环境保护提出了更高要求。

（二）电气专业人才培养的新挑战与机遇

新质生产力的发展对电气专业人才提出了全新的要求。一方面，他们需要具备深厚的专业理论基础，涵盖电气工程、自动化控制、计算机科学等多学科知识；另一方面，还需熟练掌握先进的数字技术、智能控制技术以及系统集成能力。此外，创新意识、问题解决能力和团队协作精神也成为必备素养。

然而，当前的电气专业教育在课程设置、教学方法和实践环节等方面，尚不能完全满足新质生产力对人才的需求。这为教育改革带来了严峻挑战，同时也为创新教育模式、优化教育资源配置提供了难得的机遇。

三、《工业机器人应用编程》课程现状分析

（一）课程目标与内容

《工业机器人应用编程》课程的目标是培养学生掌握工业机器人的基本原理、编程技术和应用能力。课程内容包括工业机器人的机械结构、 运动学与动力学、编程指令、示教操作以及在不同工业场景中的应用案例等。

（二）教学方法与手段

当前教学主要依赖传统的课堂讲授和实验室操作，缺乏与实际工业场景的紧密结合。教学方法较为单一，学生被动接受知识，自主探索和创新的空间有限。

（三）学生学习情况与问题

学生在学习过程中普遍反映课程难度较大，理论知识抽象难以理解，实践操作时缺乏系统性指导。部分学生对课程的实际应用价值认识不足，学习积极性不高。

四、课堂赋能的理论基础与策略

（一）相关教育理论支持

情境学习理论认为学习应在真实的情境中进行，学习者在情境中通过与环境的交互作用构建知识。建构主义理论强调学习者的主动建构和社会文化背景对学习的影响。这些理论为课堂赋能提供了重要的指导，即创建真实的学习情境，激发学生的主动性和创造性。

（二）具体赋能策略的提出

1. 基于问题的学习（PBL）

设置实际工程问题，引导学生通过自主探究和团队协作解决问题，培养其问题解决能力和创新思维。

2. 合作学习模式

组织学生进行小组合作学习，共同完成项目任务，提高学生的团队协作能力和沟通能力。

3. 引入企业导师

邀请企业一线专家参与教学，带来最新的行业动态和实践经验，增强教学内容的实用性和前沿性。

五、《工业机器人应用编程》课堂赋能实践

（一）实践方案设计

1. 教学内容重构

结合实际工业需求和新质生产力的发展趋势，更新课程内容，增加前沿技术和应用案例。

2. 教学方法创新

采用项目驱动教学法，让学生在完成实际项目的过程中掌握知识和技能。

3. 评价体系优化

构建多元化评价体系，综合考量学生的学习过程、项目成果、团队表现等。

（二）实施过程与案例

以“工业机器人在汽车制造生产线中的应用”项目为例，学生分组完成方案设计、编程调试、系统优化等任务。在实施过程中，教师实时指导，学生不断反思改进。

通过引入虚拟现实技术，模拟真实的汽车生产线场景，让学生身临其境地进行编程和操作练习。

在项目准备阶段，依据学生的专业背景、技能水平及兴趣特长进行分组，每组 3 - 5 人。明确向各小组阐述项目目标与任务，涵盖汽车生产线上工业机器人的工作流程设计、控制程序编写、系统调试及性能优化等。同时，教师开展相关理论知识培训，如工业机器人的结构原理、编程语言及生产线优化方法，并佐以实例演示编程技巧。

方案设计阶段，各小组深入剖析汽车生产线需求，包括生产节拍、加工精度与工作环境等。以车门安装为例，分析相关因素对机器人动作的要求，进而制定包含机器人选型、工作路径规划及夹具设计的初步方案，并接受方案评估与改进。

编程调试阶段，学生依据设计方案，运用相应编程软件编写控制程序。借助虚拟现实技术进行模拟调试，根据模拟结果修改程序。随后在真实生产线上调试，例如车身喷漆生产线中根据实际喷漆效果调整机器人运动速度与喷漆流量。

系统优化阶段，对调试后的机器人系统开展性能评估，依据评估结果分析问题并提出优化改进措施，经再次调试后进行最终验证，如连续运行生产线以检验其稳定性与产品合格率。

项目总结阶段，各小组展示成果，分享经验，教师评价并给予学习建议。

实施过程中，典型案例众多。如某小组在发动机装配线应用方案设计时，因初始机器人型号扭矩不足，经教师指导重新选型得以解决；还有小组在编程调试阶段，面对搬运程序在实际生产线中的定位偏差，通过排查现场干扰、增加滤波算法及重新校准传感器得以纠正；再有小组在系统优化时，针对机器人连续工作过热问题，改进散热系统与工作节拍，提升了生产效率。经由上述实施过程与案例，学生可深化对工业机器人应用的理解，增强实践与问题解决能力。

（三）效果评估与数据支持

1. 学生学习成果

对比赋能前后学生的考试成绩和项目作品质量，发现学生在知识掌握和应用能力方面有显著提升。

2. 学生反馈

通过问卷调查和学生访谈，大部分学生表示对课程的兴趣和参与度明显提高，认为自身的实践能力和创新思维得到了有效锻炼。

3. 企业评价

合作企业对学生的实践能力和综合素质给予了高度评价，认为学生能够更快适应工作岗位的需求。

六、结论与展望

本研究对《工业机器人应用编程》课程开展课堂赋能实践，成效显著。学生学习积极性、实践及创新能力提高，课程教学质量改善。

但研究存在局限性，如赋能策略普适性待验证，教学资源开发利用需加强。未来将拓展范围、深化内容、优化策略，为电气专业教育创新发展助力。期望本研究为教育工作者提供借鉴，共同推动电气专业教育发展，培养高素质人才。

参考文献：

1. 张林. 习近平关于发展新质生产力的几个重要论断[J]. 党的文献 . 2024 (03) ：25-34

2.刘俊，1+X证书制度背景下工业机器人现场编程与应用课程课证融通改革与实践[J].中国教育技术装备 . 2024 (10)：127-130