高職院校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)改革的探討

陳良

摘 要 目前工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景良好，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)受到高職院校的普遍重視，成為熱門(mén)專業(yè)之一。針對(duì)我校的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)課程存在的若干問(wèn)題進(jìn)行了闡述，結(jié)合目前高職教育的特點(diǎn)，提出課程改革的具體措施。通過(guò)課堂教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握;合理安排課程，學(xué)習(xí)由淺入深;增加實(shí)訓(xùn)課程比重，鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力;學(xué)校和企業(yè)深度合作將會(huì)是一個(gè)雙贏的有效措施。

關(guān)鍵詞 工業(yè)機(jī)器人技術(shù) 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

隨著國(guó)內(nèi)新增工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)能的逐步釋放，國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量增長(zhǎng)仍將持續(xù)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)局最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年，中國(guó)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量超過(guò)13.1萬(wàn)臺(tái)，較2016年大幅增長(zhǎng)81%，2018年將有多個(gè)工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)基地的陸續(xù)建成，2018年全年工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)較大幅度增長(zhǎng)幾無(wú)懸念，產(chǎn)量或超17萬(wàn)臺(tái)。

在此發(fā)展前景下，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)成為有著廣闊前景和迫切人才需求的專業(yè)。為了適應(yīng)社會(huì)需求的發(fā)展速度，該專業(yè)要求具有機(jī)電一體化技術(shù)和機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)理論知識(shí)和專門(mén)知識(shí)，重點(diǎn)掌握機(jī)械、電控、液壓、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和智能控制等專業(yè)技能，具備從事工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)場(chǎng)編程、機(jī)器人自動(dòng)線維護(hù)、工業(yè)機(jī)器人安裝調(diào)試及自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)管理、商業(yè)服務(wù)等各種高級(jí)技能。

如何為社會(huì)培養(yǎng)一批批優(yōu)秀的工業(yè)機(jī)器人專業(yè)高級(jí)人才是擺在所有高職院校面前的難題。我校工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的開(kāi)設(shè)始于2016年，是我校為適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要而重點(diǎn)扶持的新興專業(yè)。在教學(xué)過(guò)程中如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高對(duì)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)前景的信心和熱情是十分重要的。

1《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)》課程存在的若干問(wèn)題

1.1基礎(chǔ)知識(shí)偏重理論的講授，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

一般教材都會(huì)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行比較詳盡的介紹，主要包括機(jī)器人的定義、基本組成、主要技術(shù)參數(shù)、分類、應(yīng)用、基礎(chǔ)編程與調(diào)試等。任課教師在上課過(guò)程中往往也會(huì)借助多媒體手段進(jìn)行圖文并茂的講解，絞盡腦汁想要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。但是好多學(xué)生仍然在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到各種困難，往往出現(xiàn)開(kāi)始“聽(tīng)不懂、學(xué)不會(huì)”，后面就自暴自棄的現(xiàn)象。眾所周知，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是一門(mén)綜合性的學(xué)科，想要成為專業(yè)技術(shù)人才，需要涉獵的領(lǐng)域范圍很廣，因此，理論知識(shí)的講授是必不可少的。但理論同樣要付諸實(shí)踐才有價(jià)值，僅憑灌輸枯燥的基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生死記硬背不可能達(dá)到很好的教學(xué)效果。如果在授課過(guò)程中，教師一方面進(jìn)行理論知識(shí)的課堂教學(xué)，另一方面安排學(xué)生與工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行近距離接觸的實(shí)踐教學(xué)，兩者相輔相成，對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的熱情會(huì)有很好的效果。

1.2學(xué)生軟件編程知識(shí)基礎(chǔ)薄弱，難以獨(dú)立開(kāi)發(fā)規(guī)范的控制程序

軟件編程在工業(yè)機(jī)器人中占據(jù)著極其重要的地位。就像人類的大腦一樣，工業(yè)機(jī)器人所有的運(yùn)動(dòng)軌跡都取決于控制器的內(nèi)部程序?？刂瞥绦蚪Y(jié)構(gòu)的合理與否直接關(guān)系到機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行效果的好壞。

在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人軟件編程知識(shí)非常困難，其中一個(gè)原因是在進(jìn)入高職院校學(xué)習(xí)之前，他們從未接觸過(guò)類似的高級(jí)編程語(yǔ)言（例如VB、C語(yǔ)言），對(duì)于編程知識(shí)的基本概念都不清楚，甚至對(duì)計(jì)算機(jī)本身的知識(shí)都是零基礎(chǔ);另一個(gè)主要原因是編程基礎(chǔ)課程開(kāi)設(shè)不合理。雖然各品牌的機(jī)器人編程語(yǔ)言都不相同，但和C語(yǔ)言相比，在程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有很多相似之處。如果學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)C語(yǔ)言編程上下一番苦功，建立規(guī)范的程序設(shè)計(jì)思想，那么學(xué)習(xí)機(jī)器人編程語(yǔ)言就會(huì)容易很多。為了盡快彌補(bǔ)這個(gè)知識(shí)漏洞，該專業(yè)在同一學(xué)期開(kāi)設(shè)了《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程，但時(shí)間安排是不合理的，需要進(jìn)行調(diào)整。

1.3實(shí)訓(xùn)課程時(shí)間安排不足，難以充分發(fā)揮學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力

一般在一個(gè)學(xué)期內(nèi)，會(huì)組織學(xué)生進(jìn)行集中實(shí)訓(xùn)，目的就是將課堂上講授的理論知識(shí)在機(jī)器人工作站上進(jìn)行實(shí)踐操作，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，善動(dòng)腦、勤思考，根據(jù)布置任務(wù)以小組為單位進(jìn)行集中討論，集思廣益，互相合作，共同提高，最終在短時(shí)間內(nèi)出色地完成項(xiàng)目。

實(shí)訓(xùn)課的時(shí)間安排一般是一周。在這么短的時(shí)間內(nèi)，想要對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行充分練習(xí)是不可能的，所以，只能夠給學(xué)生安排一些難易適中、經(jīng)典的小項(xiàng)目。通過(guò)這些練習(xí)，學(xué)生能夠?qū)C(jī)器人工作站的運(yùn)行有更進(jìn)一步的掌握。

但不足之處在于，實(shí)訓(xùn)課程短暫，只能抓住部分重點(diǎn)難點(diǎn)，難以進(jìn)行全面練習(xí)，限制了學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)散思維能力和動(dòng)手能力，不利于他們的長(zhǎng)足發(fā)展。

1.4缺少和機(jī)器人相關(guān)公司的聯(lián)系與合作，難以開(kāi)闊學(xué)生的眼界

在學(xué)校里面，教學(xué)包括了課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩大部分。在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，雖然學(xué)生能夠近距離接觸到工業(yè)機(jī)器人，但畢竟教學(xué)資源有限，一般只有數(shù)臺(tái)工業(yè)機(jī)器人供學(xué)生使用，而一個(gè)班的人數(shù)往往能夠達(dá)到三四十人，這樣每組就有6至10名學(xué)生同時(shí)練習(xí)，可想而知資源是多么緊張;且工業(yè)機(jī)器人的型號(hào)單一，只能完成指定功能，無(wú)法滿足學(xué)生開(kāi)闊眼界的要求。如果能夠和工業(yè)機(jī)器人公司展開(kāi)合作，不僅上述問(wèn)題能全部解決，而且可以給學(xué)生帶來(lái)更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。

2《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)》課程改革的對(duì)策

2.1注重現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用

課堂教學(xué)講授的理論知識(shí)是較為枯燥的，為了吸引學(xué)生注意力，全面提升學(xué)習(xí)熱情，除了增加多媒體圖片、動(dòng)畫(huà)、視頻等常規(guī)教學(xué)方式外，現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方式會(huì)起到明顯的促進(jìn)作用。

現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)一般可安排在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行。首先講授理論知識(shí)點(diǎn)，每當(dāng)完成一組知識(shí)點(diǎn)的講解，比如工業(yè)機(jī)器人的基本組成、運(yùn)行原理、主要技術(shù)參數(shù)等，就在工業(yè)機(jī)器人上進(jìn)行演示，讓學(xué)生近距離觀察、甚至親手嘗試操縱機(jī)器人完成簡(jiǎn)單的位姿變換等，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和掌握。教師可以與學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)布置一些任務(wù)交給學(xué)生完成，鍛煉他們的動(dòng)手能力。

另外，組織學(xué)生集體參觀工業(yè)機(jī)器人工作場(chǎng)景也是一種很好的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)方式。在參觀過(guò)程中，能夠見(jiàn)到不同品牌、不同型號(hào)、不同應(yīng)用的機(jī)器人，了解它們之間的不同之處及各自的應(yīng)用特點(diǎn)，和書(shū)本上內(nèi)容進(jìn)行比較，在他們的頭腦里建立起更加直觀的形象記憶;在自動(dòng)化生產(chǎn)線上，可以看到多臺(tái)機(jī)器人如何相互配合完成某一項(xiàng)裝配任務(wù);搬運(yùn)機(jī)器人如何完成零部件在不同工位之間的流轉(zhuǎn);分揀機(jī)器人如何將產(chǎn)品按照一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行智能分類等。

現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，能夠極大增長(zhǎng)學(xué)生的見(jiàn)識(shí)，有助于學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的深入理解和掌握，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

2.2注重編程基礎(chǔ)知識(shí)的講解，合理安排課程

想要學(xué)好任何編程語(yǔ)言，基礎(chǔ)知識(shí)的把握是最重要的，“經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)決定上層建筑”，機(jī)器人編程也不例外。在課堂教學(xué)過(guò)程中，建議將各種知識(shí)點(diǎn)融入到綜合實(shí)例之中，而不是單純的代碼列表，這樣可以加深學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解和掌握。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是一門(mén)綜合性學(xué)科，想要學(xué)好本專業(yè)課程，相關(guān)基礎(chǔ)課程是不可缺少的，比如機(jī)械、液壓、電控等。學(xué)習(xí)《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》，可以將學(xué)生引入高級(jí)編程語(yǔ)言的大門(mén)，為機(jī)器人編程語(yǔ)言的學(xué)習(xí)做好鋪墊。所以，將這兩門(mén)課在同一學(xué)期開(kāi)設(shè)是不合理的，而應(yīng)將《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》這門(mén)課程開(kāi)設(shè)在上一個(gè)學(xué)期。合理的課程安排會(huì)使得學(xué)習(xí)形成由淺入深、由下至上的層次感，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中就會(huì)很舒服、很自然地接受新知識(shí)、新理論。

2.3增加實(shí)訓(xùn)教學(xué)課時(shí)比重，重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

在學(xué)期中安排實(shí)訓(xùn)課程目的在于進(jìn)行集中實(shí)踐。為了達(dá)到理想的教學(xué)效果，可以從以下三個(gè)方面進(jìn)行嘗試：

（1）增加實(shí)訓(xùn)課時(shí)比重，由原一周時(shí)間增至兩周。這樣安排的好處是，學(xué)生有充足的時(shí)間和精力去適應(yīng)實(shí)訓(xùn)的節(jié)奏，冷靜分析問(wèn)題，理順?biāo)悸?，找到正確解決問(wèn)題的方式方法。

（2）適當(dāng)提高實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目難度，編制典型的應(yīng)用項(xiàng)目庫(kù)。課時(shí)延長(zhǎng)使得原有項(xiàng)目的操作難度有所降低，在此基礎(chǔ)上，將更有深度的知識(shí)點(diǎn)融入進(jìn)來(lái)，開(kāi)發(fā)出一系列面向生產(chǎn)實(shí)踐的團(tuán)體測(cè)試項(xiàng)目供學(xué)生使用。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中注重經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)以及技巧的提煉，不斷補(bǔ)充完善，使其成為知識(shí)點(diǎn)豐富、有層次、有深度的典型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。將這些事例分門(mén)別類，組成專門(mén)的項(xiàng)目資源庫(kù)，可在任何時(shí)候調(diào)用，非常方便。

（3）注重團(tuán)隊(duì)合作。在學(xué)生結(jié)成小組的前提下，明確各自在團(tuán)隊(duì)中的作用，分工明確，及時(shí)溝通，互相幫助，共同進(jìn)步。不僅鍛煉每個(gè)學(xué)生獨(dú)立思考的能力，更讓學(xué)生體會(huì)到團(tuán)隊(duì)協(xié)作在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)的重要性。充分發(fā)掘每個(gè)學(xué)生的潛力，鼓勵(lì)創(chuàng)新性的發(fā)散思維并付諸實(shí)踐，不怕犯錯(cuò)誤，勇于面對(duì)困難，在不斷地修正過(guò)程中得到充分鍛煉。消除部分學(xué)生“眼高手低”問(wèn)題，在理論與實(shí)踐相結(jié)合的過(guò)程中成為名副其實(shí)的多面手。不僅鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，更極大提升了學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的信心。

2.4注重與企業(yè)的深度合作

黨的十九大報(bào)告中提到“完善職業(yè)教育和培訓(xùn)體系，深化產(chǎn)教融合、校企合作”。從中不難看出，從國(guó)家層面上黨對(duì)職業(yè)教育發(fā)展非常重視。高職畢業(yè)生最終是面向社會(huì)上用人單位的，采取什么樣的措施才能保證畢業(yè)生在進(jìn)入企業(yè)后能夠以最快速度適應(yīng)工作節(jié)奏和強(qiáng)度呢？和工業(yè)機(jī)器人企業(yè)深度合作是一條值得深入思考的途徑。

2.4.1充分利用企業(yè)設(shè)備資源

企業(yè)的工業(yè)機(jī)器人資源是學(xué)校實(shí)訓(xùn)室無(wú)法比擬的，學(xué)生可以在企業(yè)中近距離見(jiàn)識(shí)到各種各樣的工業(yè)機(jī)器人，熟悉它們的品牌、型號(hào)、特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合等，不僅加深對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解，同時(shí)擴(kuò)展了知識(shí)，增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)。

2.4.2邀請(qǐng)企業(yè)技術(shù)人員擔(dān)任培訓(xùn)教師

企業(yè)技術(shù)人員每天面對(duì)的都是真實(shí)項(xiàng)目，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境往往非常復(fù)雜，常常會(huì)發(fā)生一些難以預(yù)料的事件，在不斷地分析問(wèn)題解決問(wèn)題過(guò)程中，技術(shù)人員積累了豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。如果能夠邀請(qǐng)他們給學(xué)生進(jìn)行一定課時(shí)的培訓(xùn)，相信會(huì)有更好的教學(xué)效果。

2.4.3安排學(xué)生到企業(yè)實(shí)習(xí)

學(xué)生實(shí)習(xí)最好的去處就是和本專業(yè)相關(guān)性高的企業(yè)。學(xué)校和企業(yè)簽訂實(shí)習(xí)合作協(xié)議，安排學(xué)生在合適的崗位進(jìn)行鍛煉。學(xué)生可以學(xué)以致用，同時(shí)從現(xiàn)場(chǎng)學(xué)到很多實(shí)用性的技巧和經(jīng)驗(yàn)。提前適應(yīng)企業(yè)的工作節(jié)奏，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)很有益處，為他們畢業(yè)時(shí)踏入社會(huì)提供了很好的過(guò)渡階段。

2.4.4為合作企業(yè)輸送優(yōu)秀的人才

高職學(xué)生畢業(yè)后，找到一份稱心如意的工作很難，即使他們很優(yōu)秀。在求職過(guò)程中能夠影響最終錄取的因素很多，這使得很多優(yōu)秀人才很可能被埋沒(méi)，造成很大的人力資源浪費(fèi)，而與企業(yè)合作就會(huì)盡可能降低這種情況的發(fā)生。

在合作企業(yè)的實(shí)習(xí)階段為優(yōu)秀畢業(yè)生提供了一個(gè)很好的求職平臺(tái)。在這個(gè)平臺(tái)上，合作企業(yè)可以根據(jù)學(xué)生平時(shí)的工作表現(xiàn)按照一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，挑選適合招聘職位需求的畢業(yè)生;而畢業(yè)生也可以根據(jù)自己的實(shí)習(xí)經(jīng)歷做出對(duì)自己最有利的選擇。

這樣既解決了企業(yè)招人難的問(wèn)題，也解決了部分畢業(yè)生就業(yè)難的問(wèn)題，對(duì)雙方都是一個(gè)很好的回報(bào)。

3結(jié)論

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)是我校新開(kāi)設(shè)的一門(mén)專業(yè)，該專業(yè)建設(shè)時(shí)間較短，在教學(xué)過(guò)程中仍然存在若干問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，本文逐一進(jìn)行了分析討論，并提出理論聯(lián)系實(shí)際，增加實(shí)訓(xùn)課程比重，與企業(yè)深度合作等對(duì)策。相信按照文中討論的對(duì)策進(jìn)行課程改革后，教學(xué)效果能夠得到進(jìn)一步的提高。

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