面向工程對象的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)方法略談

賴偉華

摘 要 隨著數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人科技不斷應(yīng)用到生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。機(jī)器人專業(yè)教學(xué)也不斷受到相應(yīng)的重視，面向?qū)ο蟮墓こ探虒W(xué)方法在專業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用能夠更好地提升教育教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生真正參與到機(jī)器人實(shí)踐中。本文先闡述了面向工程對象的教學(xué)方法內(nèi)涵解讀，面向工程對象的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)方法的特點(diǎn)及體系結(jié)構(gòu)，接著提出了完善面向工程對象的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)方法體系制定，以便更好地提升教育教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 面向工程對象 工業(yè)機(jī)器人 教學(xué)方法

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.07.050

A Brief Talk on Professional Teaching Methods of Industrial

Robots for Engineering Objects

LAI Weihua

（Guangdong Lingnan Industry and Commerce First Technician College， Guangzhou， Guangdong 510800）

Abstract With the continuous development of digital technology， robotics technology has been applied to all aspects of production and life. The professional teaching of robots has also received corresponding attention. The application of object-oriented engineering teaching methods in professional robot teaching can better enhance the effect of education and teaching， inspire students' interest in learning， and enable students to truly participate in robot practice. This article first elaborates the interpretation of the teaching methods for engineering objects， the characteristics and system structure of professional robot teaching methods for engineering objects， and then proposes perfecting the professional robot teaching method system for engineering objects so as to better improve education and teaching effect.

Keywords for engineering objects； industrial robots； teaching methods

高職院校中工業(yè)機(jī)器專業(yè)的教育教學(xué)改革已經(jīng)成為當(dāng)前行業(yè)發(fā)展的需求。通過面向?qū)ο蟮墓こ探虒W(xué)方法在專業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用可以使得機(jī)器人教學(xué)更加具有針對性，讓學(xué)生積極參與到機(jī)器教學(xué)中，并將自身學(xué)習(xí)的理論知識納入其中，在讓學(xué)生學(xué)習(xí)到相關(guān)理論知識的同時(shí)，還能夠提升學(xué)生的實(shí)踐能力。學(xué)生在這種教學(xué)方法中能夠通過自身實(shí)踐并了解企業(yè)需求，以此更好地提升機(jī)器人教育教學(xué)效果。

1 面向工程對象的教學(xué)方法內(nèi)涵解讀

面向工程對象的教學(xué)方法是基于具體的工程項(xiàng)目進(jìn)行教育教學(xué)，通過對相關(guān)的教學(xué)資料進(jìn)行準(zhǔn)備，并在實(shí)際教學(xué)中結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)行理論知識教學(xué)，開展實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新活動等，針對性相對比較強(qiáng)的工程教學(xué)方法。工程領(lǐng)域教學(xué)中項(xiàng)目教學(xué)法、案例教學(xué)法是其典型的教學(xué)方式。面向?qū)ο蟮墓こ虣C(jī)器人教學(xué)中教學(xué)方法的應(yīng)用要注重培養(yǎng)社會需求人才，只有滿足社會的發(fā)展需求才能夠更好地推進(jìn)教育教學(xué)方法的應(yīng)用，以此更好地提升教學(xué)效果。機(jī)器專業(yè)教學(xué)的目的是培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的人，也要能夠積極學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識，以便更好地完善自身結(jié)構(gòu)。學(xué)生只有獲取一定的新知識、新技能，以此不斷地適應(yīng)工作需求。學(xué)生在學(xué)習(xí)中可以到實(shí)際企業(yè)中進(jìn)行實(shí)習(xí)，對企業(yè)生產(chǎn)流程進(jìn)行熟悉，并具有一定的安全防護(hù)意識，按照相關(guān)的規(guī)章流程進(jìn)行具體操作，嚴(yán)格遵守各種生產(chǎn)流程，注重環(huán)境保護(hù)，并具有獨(dú)立解決問題的能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)中應(yīng)該能夠掌握最基本的機(jī)器人操作，并對維護(hù)、調(diào)試等方面的知識進(jìn)行熟知，具備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制、操作等技能，還要能夠?qū)C(jī)器系統(tǒng)進(jìn)行模擬，對系統(tǒng)進(jìn)行維修和管理，以此更好地為生產(chǎn)進(jìn)行服務(wù)，培養(yǎng)高素質(zhì)的技能人才。

2 面向工程對象的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)方法的特點(diǎn)及體系結(jié)構(gòu)

面向工程對象的教學(xué)模式是面向具體的工程目標(biāo)，主要表現(xiàn)出以下幾個(gè)特點(diǎn)：在教育教學(xué)中利用任務(wù)驅(qū)動的教學(xué)方式對知識點(diǎn)進(jìn)行講解，然后按照實(shí)踐、歸納、推理、再實(shí)踐的方式對知識進(jìn)行驗(yàn)證。這種教學(xué)方式中教師更多地是對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，教學(xué)內(nèi)容也更加具有針對性，學(xué)生在具體實(shí)踐中學(xué)習(xí)相關(guān)的知識內(nèi)容，具有明確的目標(biāo)也能夠更好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升教學(xué)效果。為了實(shí)現(xiàn)更好的教學(xué)效果，在教育教學(xué)中需要按照一定的教學(xué)大綱，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行鉆研制定相應(yīng)的教學(xué)計(jì)劃?？梢越Y(jié)合工程對象的具體教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)相應(yīng)的問題，要將課程內(nèi)容和技能分開講解，對知識進(jìn)行重新組合，根據(jù)具體任務(wù)講解相關(guān)知識內(nèi)容，對于知識的設(shè)置要能夠覆蓋大綱中知識點(diǎn)的內(nèi)容。面向工程的對象教學(xué)方法注重教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，不僅包括相應(yīng)的課程內(nèi)容，工程實(shí)踐訓(xùn)練，科技創(chuàng)新活動，學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)等，以此通過各個(gè)環(huán)節(jié)之間的相互聯(lián)系，相輔相成，促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)的世界觀和方法論。

3 完善面向工程對象的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)方法體系

為了更好地推進(jìn)面向工程對象的教學(xué)方實(shí)施，在教育教學(xué)中要注重采用開放式的教學(xué)模式，通過和先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合推進(jìn)教育教學(xué)的開展。在教育教學(xué)中通過引進(jìn)德國比較先進(jìn)的教材和技術(shù)，在結(jié)合自身發(fā)展的基礎(chǔ)上對產(chǎn)品進(jìn)行本土化融合，以此在教育教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，此外，還要形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的附屬品，例如教案、教材等。還要注重和相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作，制定出典型的工程對象，針對性地制定出適合教育教學(xué)開展的教材、設(shè)備等，以此更好地提升教育教學(xué)效果。

3.1 完善教學(xué)平臺

面向工程對象的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)中要注重構(gòu)建適宜教學(xué)、科技研究和試用比賽的學(xué)科服務(wù)平臺，使得平臺具有開放性、擴(kuò)展性以及包容性方面的特點(diǎn)?？梢允切〗M自主的機(jī)器人，主要融合了小車機(jī)械、工程機(jī)械、智能傳輸?shù)葏f(xié)調(diào)一體，從而制定更加完善的機(jī)器人平臺。通過對教學(xué)平臺進(jìn)行創(chuàng)新，能夠更好地滿足面向工程對象的機(jī)器人專業(yè)教學(xué)的需求，通過機(jī)電一體化，教授機(jī)器人相關(guān)專業(yè)知識。通過相關(guān)平臺的建設(shè)，能夠更好地滿足教師的教學(xué)需求也能夠極大提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，將智能協(xié)調(diào)和無線通訊結(jié)合起來。平臺要做到向所有用戶進(jìn)行開放，以便滿足學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)需求。

3.2 多層次實(shí)踐載體設(shè)計(jì)

面向工程對象的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)中可以將嵌入式系統(tǒng)作為課程學(xué)習(xí)的平臺，并在學(xué)習(xí)中將各種語言學(xué)習(xí)進(jìn)行集中，通過這種教學(xué)方式不僅能夠大大節(jié)約教學(xué)時(shí)間，還能夠最大程度上提升教學(xué)效果，對學(xué)生實(shí)踐能力的提升也具有重要的作用。利用平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)學(xué)生能夠積極主動地參與其中，極大提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。學(xué)習(xí)平臺中會涉及到不同層次的實(shí)踐項(xiàng)目，學(xué)生通過平臺的學(xué)習(xí)可以滿足不同層次、不同基礎(chǔ)的學(xué)生對機(jī)器專業(yè)知識進(jìn)行學(xué)習(xí)，以此更好地滿足學(xué)生在實(shí)踐方面的需求。例如基于 PIC/BS/BASIC 系統(tǒng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)不僅可以作為電子專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的項(xiàng)目也可以作為非電子專業(yè)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)的載體。C51/AVR/ARM 系列教育機(jī)器人、工業(yè)機(jī)器人可以作為創(chuàng)新實(shí)踐的基礎(chǔ)。自由度比較大的機(jī)器人適合基礎(chǔ)比較好，喜歡鉆研的學(xué)生開展實(shí)踐活動。為此，可以將教學(xué)設(shè)計(jì)做成以下幾步：第一步是進(jìn)行基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，也就是對專業(yè)知識進(jìn)行認(rèn)知，主要是以基礎(chǔ)知識為主，學(xué)生進(jìn)行基本操作。在學(xué)習(xí)中以基礎(chǔ)機(jī)器人為對象以及相應(yīng)的傳感器。第二步主要是進(jìn)行拓展性實(shí)驗(yàn)的開展，學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、研究，并以較為高級的機(jī)器人為學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的對象。第三步主要是進(jìn)行創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)，通過構(gòu)建機(jī)器人的產(chǎn)學(xué)研平臺，教授給學(xué)生智能化的知識體系，以此完善學(xué)生的知識體系。

3.3 多種教學(xué)模式結(jié)合

面向工程對象的機(jī)器人專業(yè)教學(xué)中主要是對傳統(tǒng)教學(xué)方式進(jìn)行突破，與傳統(tǒng)教學(xué)方式相比，這種教學(xué)方法在教學(xué)、實(shí)踐等方面都做出了一定的改進(jìn)。在教育教學(xué)中機(jī)器人教學(xué)的工程對象主要是采用C51/C 語言進(jìn)行教學(xué)，并以具體的項(xiàng)目為核心，將教學(xué)中將理論知識和實(shí)踐結(jié)合起來。學(xué)生在學(xué)習(xí)中可以將自己學(xué)習(xí)的知識體系應(yīng)用到實(shí)踐中，也能夠在實(shí)踐中及時(shí)檢驗(yàn)自己學(xué)習(xí)的理論知識。學(xué)生如果在課上沒有完成也可以在課下根據(jù)自己的進(jìn)度繼續(xù)實(shí)踐。對于學(xué)生的評價(jià)方式也做出了相應(yīng)的改革，對學(xué)生的評價(jià)不僅僅是成績的獲得，還根據(jù)學(xué)生的實(shí)踐效果進(jìn)行評價(jià)，這種對學(xué)生的評價(jià)方式可以在一定程度上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提升教育教學(xué)效果。

3.4 結(jié)合實(shí)際就業(yè)進(jìn)行教學(xué)

學(xué)生學(xué)習(xí)的最終成果是畢業(yè)設(shè)計(jì)，這也是學(xué)生在校的最后環(huán)節(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對自身學(xué)習(xí)知識的綜合應(yīng)用，畢業(yè)設(shè)計(jì)的制作一般時(shí)間比較長，應(yīng)用知識比較廣泛，也是反映教師教育教學(xué)質(zhì)量的重要一環(huán)。面向工程對象的機(jī)器人專業(yè)教學(xué)中注重培養(yǎng)技能型人才，為此，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中可以和實(shí)際的就業(yè)需求結(jié)合起來，畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題可以直接與企業(yè)發(fā)展對接。即畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以來源于企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)需求，可以是學(xué)生的實(shí)習(xí)企業(yè)選擇相應(yīng)的題目讓學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)，對畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程可以按照相關(guān)生產(chǎn)的需求進(jìn)行。學(xué)生在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)教師和企業(yè)工程師都可以作為指導(dǎo)，學(xué)生最終的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果也可以在企業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用檢驗(yàn)。通過將畢業(yè)設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)需求結(jié)合起來，可以更好地加大產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合力度，極大的提升學(xué)生的實(shí)踐效果。將學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)從企業(yè)自身發(fā)展實(shí)際角度出發(fā)，使得學(xué)生的設(shè)計(jì)更加符合社會發(fā)展需求，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行考核時(shí)，比較注重過程考核，對學(xué)生能力以及創(chuàng)新等方面的考核。畢業(yè)設(shè)計(jì)的考核一般包括三個(gè)階段，每個(gè)階段占到不同的比例，最終組成對學(xué)生的考核分?jǐn)?shù)。對學(xué)生創(chuàng)新性進(jìn)行考核的指標(biāo)主要是是否考慮到設(shè)計(jì)產(chǎn)品的可靠性、技術(shù)以及結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等，每個(gè)階段的考核都有一定的指標(biāo)，通過這種方式能夠更好提升學(xué)生的競爭創(chuàng)新意識。當(dāng)前機(jī)器人專業(yè)教學(xué)的畢業(yè)設(shè)計(jì)一般和工業(yè)園公司相結(jié)合，通過這種方式能夠極大地提升學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的效果。

4 結(jié)論

面向工程對象的教學(xué)方法是基于具體的工程項(xiàng)目進(jìn)行教育教學(xué)，通過對相關(guān)的教學(xué)資料進(jìn)行準(zhǔn)備，并在實(shí)際教學(xué)中結(jié)合項(xiàng)目進(jìn)行理論知識教學(xué)，開展實(shí)驗(yàn)以及創(chuàng)新活動等，針對性相對較強(qiáng)的工程教學(xué)方法。為了更好地推進(jìn)面向工程對象的教學(xué)方實(shí)施，在教育教學(xué)中要注重采用開放式的教學(xué)模式，通過和先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合推進(jìn)教育教學(xué)的開展。在教育教學(xué)中通過引進(jìn)德國比較先進(jìn)的教材和技術(shù)，在結(jié)合自身發(fā)展的基礎(chǔ)上對產(chǎn)品進(jìn)行本土化融合，以此在教育教學(xué)中進(jìn)行應(yīng)用，此外，還要形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的附屬品，例如教案、教材等。還要注重和相關(guān)企業(yè)進(jìn)行合作，制定出典型的工程對象，針對性地制定出適合教育教學(xué)開展的教材、設(shè)備等，以此更好地提升教育教學(xué)效果。在工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)中還要不斷探索教學(xué)方法的應(yīng)用措施，以便更好地提升教育教學(xué)效果。

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