移動機(jī)器人仿真技術(shù)信息化教學(xué)設(shè)計(jì)案例

張晶

摘要：本文主要介紹了實(shí)踐教學(xué)[1]優(yōu)勢與缺點(diǎn)以及仿真技術(shù)[2]的意義，以機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)為例，以移動機(jī)器人[3]仿真技術(shù)課程中項(xiàng)目一的教學(xué)內(nèi)容為案例， 詳細(xì)描述了該課程項(xiàng)目一采用信息化教學(xué)設(shè)計(jì)的全過程。

Abstract： This paper mainly introduces the advantages and disadvantages of practical teaching [1] and the significance of simulation technology [2]. Taking the mechanical design and manufacturing major as an example and the teaching content of item 1 in the simulation technology course of mobile robot [3] as a case， it describes in detail the whole process of the course item 1 adopting information-based teaching design.

關(guān)鍵詞：移動機(jī)器人;仿真技術(shù);信息化;教學(xué)設(shè)計(jì)

Key words： mobile robot;simulation technology;informatization;the teaching design

中圖分類號：G434;TP242.2-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）23-0236-02

0? 引言

實(shí)踐教學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)中占有極其重要的位置，但由于機(jī)器人價(jià)格昂貴，要想在機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行課程教學(xué)，需要大量的資金投入，且很多學(xué)校機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室在籌建中，這就導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)操訓(xùn)練機(jī)會有限;另外即使有機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生在實(shí)際操作過程中不僅存在設(shè)備的損耗，還存在誤操作造成的人身傷害等問題。

仿真技術(shù)的興起，能避免學(xué)生在操作過程中，由于誤操作造成的傷害，從而保護(hù)學(xué)生的人身安全。仿真技術(shù)作為現(xiàn)代教學(xué)的重要組成和手段，在專業(yè)化教育教學(xué)中得到良好應(yīng)用，成為開展信息化教學(xué)的重要支撐，能夠很好的解決理論與實(shí)際脫節(jié)的問題。將移動機(jī)器人仿真軟件應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)課程體系中，與相關(guān)課程教學(xué)融合，作為教學(xué)的輔助手段，一方面提升學(xué)生應(yīng)用機(jī)器人仿真技術(shù)的水平;另一方面較好地支撐和拓展了專業(yè)課程教學(xué)的內(nèi)容，對于學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)成以及創(chuàng)新精神的培育起到很好的輔助作用。

信息化教學(xué)[4]，是指以現(xiàn)代教學(xué)理念為指導(dǎo)，以信息技術(shù)為支持，應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法促進(jìn)“教與學(xué)”的一種教學(xué)模式。傳統(tǒng)教學(xué)模式多為“播放 PPT+講授知識點(diǎn)+實(shí)例演示”。這類的教學(xué)模式幾乎都是以“滿堂灌”的方式授課，留給學(xué)生討論思考的時(shí)間較少，學(xué)生只能被動接受，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。信息化教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)有很大差別，其教學(xué)模式主要借助于慕課平臺，學(xué)習(xí)者可隨時(shí)隨地登錄平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)，教師可以在課前上傳相關(guān)知識點(diǎn)，課中發(fā)布知識點(diǎn)考核以及課后發(fā)布作業(yè)測試等不同環(huán)節(jié)來了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握，并可以通過學(xué)生答題及反饋情況，及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，做出動態(tài)調(diào)整，實(shí)時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)學(xué)習(xí)者需求。

下面我們以云班課平臺為載體，詳細(xì)介紹移動機(jī)器人仿真技術(shù)課程中，機(jī)器人繪圖這一項(xiàng)目的信息化教學(xué)設(shè)計(jì)案例。

1? 教學(xué)分析

1.1 教學(xué)內(nèi)容

本課選用移動機(jī)器人仿真技術(shù)應(yīng)用中項(xiàng)目一移動機(jī)器人繪圖，本次課首先學(xué)習(xí)機(jī)器人三個基本指令，再在此基礎(chǔ)上強(qiáng)化學(xué)習(xí)移動機(jī)器人繪圖指令，最終實(shí)現(xiàn)移動機(jī)器人靈活繪制多種圖形。

1.2 教學(xué)對象

本課程的授課對象為五年制高職機(jī)械設(shè)計(jì)制造類數(shù)控專業(yè)四年級的學(xué)生，他們對機(jī)器人的相關(guān)課程有著極大的興趣，在前期的課程中他們學(xué)習(xí)了機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用這門課，有一定的編程基礎(chǔ);且他們具備獨(dú)立性思考能力和解決問題的能力， 具有一定的創(chuàng)新精神。

1.3 教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)移動機(jī)器人仿真技術(shù)的課程標(biāo)準(zhǔn)確定了以下三個目標(biāo)：

知識目標(biāo)：了解移動機(jī)器人仿真的基本指令，并掌握其畫圖指令;

技能目標(biāo)：能夠靈活運(yùn)動運(yùn)用所學(xué)指令繪制不同的圖形;

素養(yǎng)目標(biāo)：發(fā)揮學(xué)生的主動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

1.4 教學(xué)重難點(diǎn)

根據(jù)教學(xué)目的，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，確定教學(xué)重難點(diǎn)。

重點(diǎn)：繪圖指令的含義;

難點(diǎn)：繪圖指令的具體應(yīng)用。

2? 教學(xué)策略

移動機(jī)器人繪圖，比較抽象，學(xué)生不能理解移動機(jī)器人合適下筆如何繪制，針對這一問題，可以借助視頻以及仿真等形式加以解決。

3? 教學(xué)實(shí)施過程

3.1 課前預(yù)習(xí)

在云班課平臺上上傳本節(jié)課的相關(guān)知識點(diǎn)，如圖1所示，學(xué)生在手機(jī)端自行學(xué)習(xí)。

3.2 課堂教學(xué)

為了幫助學(xué)生鞏固知識點(diǎn)，便于學(xué)生的理解，將知識點(diǎn)運(yùn)用到實(shí)例中進(jìn)行講解。為了了解學(xué)生的掌握情況，在云班課平臺添加形式多樣的活動，如頭腦風(fēng)暴、投票、問卷、討論等，如圖2所示，分析學(xué)生的作答情況，根據(jù)反饋，及時(shí)調(diào)整知識點(diǎn)。對于大多數(shù)學(xué)生都存在的問題，可以有針對性地再著重講解。

3.3 課后實(shí)踐

上傳課后測試題目作為課后作業(yè)，并設(shè)置學(xué)生完成的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，督促學(xué)生盡快完成，用以檢查本節(jié)課的授課效果。

4? 教學(xué)小結(jié)

本次課的教學(xué)設(shè)計(jì)借助云班課教學(xué)平臺，建立以知識點(diǎn)為教學(xué)單位，構(gòu)建自主學(xué)習(xí)，平臺將給出科學(xué)的評價(jià)，如圖 3 所示;采用仿真軟件，為學(xué)生提供更多尋求解決問題的辦法，提高學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人課程的興趣，突破教學(xué)難點(diǎn);通過整合教學(xué)素材，增強(qiáng)了教學(xué)效果，結(jié)合我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造類專業(yè)建設(shè)方向的具體實(shí)踐，優(yōu)化并完善機(jī)器人課程教學(xué)，推動和促進(jìn)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐課程的改革。

參考文獻(xiàn)：

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