淺析工業(yè)機(jī)器人在中職院校教學(xué)中的優(yōu)缺點(diǎn)

張智博

摘要：工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家制造技術(shù)強(qiáng)弱的衡量標(biāo)準(zhǔn)。隨著工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，許多中職院校都建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。本文根據(jù)工業(yè)機(jī)器人培養(yǎng)方案，采用“四步教學(xué)法”，即理實(shí)“雙元制”教學(xué)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)和參加國(guó)家、省市比賽四個(gè)方面來(lái)剖析如何培養(yǎng)學(xué)生的興趣和動(dòng)手能力，采用什么樣的教學(xué)手段才能更好的讓學(xué)生接受，并結(jié)合參加省市比賽優(yōu)秀生培養(yǎng)方面提出了幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人 雙元制 教學(xué)手段 省市比賽

引言

工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為目前發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)技術(shù)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，并在各行各業(yè)中成為主要的生產(chǎn)工具，正在緩減勞動(dòng)力成本上升與環(huán)境污染之間關(guān)系的選擇方法之一。本著為社會(huì)培養(yǎng)優(yōu)秀的機(jī)器人操作、維護(hù)、保養(yǎng)等方面的人才，許多中職院校紛紛建設(shè)工業(yè)機(jī)器人實(shí)訓(xùn)基地，一來(lái)可以增加學(xué)校的專業(yè)建設(shè)方向，擴(kuò)大知名度；二來(lái)可以培養(yǎng)一些高、精、尖的畢業(yè)生擴(kuò)大學(xué)生就業(yè)渠道。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是一門(mén)理論與實(shí)踐結(jié)合比較緊密的學(xué)科，作為一門(mén)新興的學(xué)科，對(duì)教師的要求較高，需要采用一些教學(xué)手段，讓學(xué)生先從直觀上理解機(jī)器人的組成結(jié)構(gòu)，通過(guò)一些3D軟件讓學(xué)生模擬機(jī)器人動(dòng)作的軌跡，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中產(chǎn)生興趣，提高機(jī)器人工作效率，達(dá)到教學(xué)大綱的要求。

一、 理實(shí)“雙元制”教學(xué)中，善于運(yùn)用多媒體教學(xué)手段

工業(yè)機(jī)器人的授課不適合傳統(tǒng)的講授法，主要是因?yàn)榇蟛糠种新殞W(xué)生的基礎(chǔ)較差，對(duì)于新技術(shù)、新知識(shí)的接受能力要差一些，所以要讓學(xué)生看著實(shí)物，聽(tīng)老師講解，先從直觀上認(rèn)識(shí)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)、組成。這就要求教師在備課中，多搜集相關(guān)的圖片和視頻，通過(guò)演示，讓學(xué)生在大腦中形成一個(gè)大致的概念，原來(lái)機(jī)器人是這樣工作的。3D仿真軟件的使用，極大的方便了教師，拿焊接舉例，通過(guò)仿真，讓學(xué)生知道機(jī)器人是如何工作的，從什么地方入手，什么是起始點(diǎn)，鄰近點(diǎn)、工作點(diǎn)、遠(yuǎn)離點(diǎn)……。如搬運(yùn)一個(gè)工件從A點(diǎn)到B點(diǎn)，進(jìn)入軟件，將這個(gè)工件從自帶庫(kù)中取出，配合三維機(jī)器人進(jìn)行模擬，選擇最優(yōu)的規(guī)劃路徑，學(xué)生可以自行選擇路徑，實(shí)現(xiàn)模擬仿真，比較直觀的看到機(jī)器人是如何搬運(yùn)的，這樣在操作中就按照規(guī)劃的路徑來(lái)完成。

二、 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)

進(jìn)入實(shí)訓(xùn)現(xiàn)場(chǎng)之前，教師必須對(duì)每一名同學(xué)進(jìn)行安全教育，把危險(xiǎn)性都交代清楚，采用團(tuán)隊(duì)合作的方式，一旦出現(xiàn)危險(xiǎn)，團(tuán)隊(duì)的其它成員能施救。接下來(lái)熟悉機(jī)器人組成和操作按鈕的位置，功能和操作，可以給機(jī)器人上電，把每個(gè)按鈕的功能演示一遍。

在軟件模擬仿真完畢，不能馬上進(jìn)行機(jī)器人的操作，因?yàn)闄C(jī)器人是比較危險(xiǎn)的，所以學(xué)生必須在機(jī)器手臂活動(dòng)范圍之外進(jìn)行操作，如果近距離操作，必須時(shí)刻盯著機(jī)器手臂的運(yùn)動(dòng)軌跡，并適當(dāng)調(diào)低運(yùn)動(dòng)速度。在給機(jī)器人編程的時(shí)候，采用手動(dòng)控制，并且編一條程序，讓機(jī)器人運(yùn)行一步，看有沒(méi)有偏離軌跡。團(tuán)隊(duì)中幾名同學(xué)協(xié)同合作，有寫(xiě)程序的，操作的，測(cè)量精度，反復(fù)調(diào)試，找到最優(yōu)的規(guī)劃路徑。同時(shí)，幾個(gè)團(tuán)隊(duì)之間相互競(jìng)爭(zhēng)，通過(guò)做同一個(gè)課題，結(jié)果不同，相互借鑒，互相促進(jìn)，相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和動(dòng)手能力。

三、 項(xiàng)目教學(xué)

當(dāng)學(xué)生的能力達(dá)到一定水平時(shí)，將一個(gè)完整的項(xiàng)目交給學(xué)生，這個(gè)項(xiàng)目的所有工作都必須學(xué)生來(lái)完成，包括項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的背景、項(xiàng)目的環(huán)節(jié)、項(xiàng)目的組成以及項(xiàng)目的程序編制，項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)。這個(gè)過(guò)程中，教師作為把關(guān)者，學(xué)生是主體，學(xué)生在每一模塊完成后都進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并進(jìn)行資料的歸檔。學(xué)生不再按照老師的要求去完成項(xiàng)目，而是學(xué)生自己來(lái)完成，老師起到引導(dǎo)的作用，學(xué)生的主動(dòng)性大大增強(qiáng)。學(xué)生在完成項(xiàng)目的同時(shí)，也是檢驗(yàn)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的結(jié)果，結(jié)合實(shí)踐，體會(huì)創(chuàng)新的困難和樂(lè)趣，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，還有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。以機(jī)械加工為例，團(tuán)隊(duì)內(nèi)至少有一人對(duì)機(jī)械的相關(guān)知識(shí)掌握的比較好，如模具設(shè)計(jì)、加工工業(yè)和環(huán)節(jié)、產(chǎn)品的檢驗(yàn)規(guī)則等。這樣的項(xiàng)目對(duì)團(tuán)隊(duì)的要求比較高，包括機(jī)床的操作、金屬熱處理、工藝流程。這樣可以訓(xùn)練學(xué)生和不同專業(yè)學(xué)生之間的配合和合作，跨專業(yè)學(xué)習(xí)是以后中職學(xué)生學(xué)習(xí)的趨勢(shì)。在項(xiàng)目教學(xué)中，團(tuán)隊(duì)內(nèi)的每個(gè)人都付出勞動(dòng)，積極發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性，把自己的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)，實(shí)際上注重的不是結(jié)果，而是整個(gè)過(guò)程。項(xiàng)目教學(xué)的特點(diǎn)：轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)思維，以前傳統(tǒng)教學(xué)中，老師教什么，學(xué)生按照老師的教法去完成，把學(xué)生的主觀能動(dòng)性限定在條條框框中，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新能力。學(xué)習(xí)時(shí)間短，一般實(shí)習(xí)的時(shí)間較長(zhǎng)，學(xué)生整天按部就班，興趣逐漸被磨滅。不如將課題以項(xiàng)目的形式出現(xiàn)，短期內(nèi)學(xué)生完成，看到自己的成果，促發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教師監(jiān)督，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是以教師為主，現(xiàn)在以學(xué)生為主，有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題。

四、 參加國(guó)家、省市比賽

按照比賽的要求，學(xué)校的選拔，代表學(xué)校參加的學(xué)生一般來(lái)自三年級(jí)，他們經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的訓(xùn)練和培養(yǎng)，具備一定的專業(yè)技術(shù)水平。首先是所屬市舉辦“中職院校技能大賽機(jī)器人比賽”，各校報(bào)名后進(jìn)行初步選拔，試題的難度低于省賽，這個(gè)過(guò)程也是發(fā)現(xiàn)不足，找差距的過(guò)程。入選后，回到本學(xué)校進(jìn)行封閉式訓(xùn)練，主要是收集近三年內(nèi)比賽的試題，學(xué)生先獨(dú)立的分析試題，找到突破點(diǎn)，在教師的指導(dǎo)下，分步驟，分階段進(jìn)行，最后在省賽要求的時(shí)間范圍內(nèi)完成。參加省賽，和省內(nèi)各市的選手進(jìn)行比賽，一方面是證明自己的實(shí)力，另一方面也是學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，以前是閉門(mén)造車，現(xiàn)在走出去，給自己定位，找到差距。

五、結(jié)束語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人在中職院校的教學(xué)中是“雙刃劍”，一方面對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力大有裨益，另一方面通過(guò)比賽，增加知名度，獲得國(guó)家的投資。但是現(xiàn)在的中職院校，工業(yè)機(jī)器人設(shè)備較少，無(wú)法形成規(guī)模性教學(xué)，再者教師的專業(yè)知識(shí)不夠，缺乏過(guò)硬的操作技能。大多數(shù)中職院校開(kāi)設(shè)機(jī)器人專業(yè)，停留在理論教學(xué)階段，實(shí)際操作受到各種因素的限制。如果克服上面的困難，那么在教學(xué)中，寓教于樂(lè)，采用“四步教學(xué)法”，讓學(xué)生積極發(fā)揮主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為機(jī)器人專業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)越來(lái)越多的人才。

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