高職工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐研究

蔡 艷

（南京科技職業(yè)學(xué)院，江蘇 南京 210048）

1.引言

工業(yè)機(jī)器人是指通過多關(guān)節(jié)連接的機(jī)械手，因?yàn)槠潇`活自由被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)之中，如常見的六軸工業(yè)機(jī)器人、七軸機(jī)器人等等，可以使用多種生產(chǎn)環(huán)境與場所。如下圖1分別是五軸工業(yè)機(jī)器人以及六軸工業(yè)機(jī)器人。

圖1 工業(yè)機(jī)器人

在應(yīng)用過程中，工作人員需要將其設(shè)定成某種固定的程序，利用智能系統(tǒng)操作機(jī)械手運(yùn)轉(zhuǎn)，從而完成相應(yīng)的生產(chǎn)工作。除了自主運(yùn)行之外，人類還可以通過遙控裝置對其進(jìn)行人工操作，工業(yè)機(jī)器人的核心技術(shù)是人工智能技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及傳感技術(shù)，通過將機(jī)械技術(shù)與傳感技術(shù)融合到一起，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，這無論是對生產(chǎn)效率的提升還是生產(chǎn)安全都提供了一定的保障，教師除了關(guān)注學(xué)生專業(yè)技術(shù)之外，還要培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力以及職業(yè)素養(yǎng)，緊跟時(shí)代發(fā)展的步伐，讓工業(yè)機(jī)器人可以適應(yīng)更多的環(huán)境，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2.高職院校工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中存在的問題

2.1 學(xué)生對于本專業(yè)認(rèn)識程度不夠

高職院校的工業(yè)機(jī)器人課程與其他課程是存在著一定區(qū)別的。在初級以及中級教育階段，學(xué)生們遇到過與基礎(chǔ)課程相關(guān)聯(lián)的內(nèi)容，如數(shù)學(xué)和高數(shù)、語文和漢語言、計(jì)算機(jī)和編程等等，但是對于工業(yè)機(jī)器人課程來講卻沒有任何基礎(chǔ)課程與其對應(yīng)。這就增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，他們需要從工業(yè)機(jī)器人最為基礎(chǔ)的知識學(xué)起，例如機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中工作方式、工業(yè)機(jī)器人的操控方法，工業(yè)機(jī)器人的程序設(shè)置，甚至在初始階段還需要其了解最基本的工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)，這就導(dǎo)致開展工業(yè)機(jī)器人教學(xué)的時(shí)候，教師只能夠從最基本的工業(yè)機(jī)器人知識入手。

在教學(xué)過程中講不講基礎(chǔ)知識是一大難題。如果教師不講解這部分基礎(chǔ)知識，在后續(xù)的工業(yè)機(jī)器人課程講授中，學(xué)生什么也聽不懂，逐漸喪失了本課程學(xué)習(xí)的興趣。如果講的話，又會耽誤教學(xué)的效率。

2.2 高職院校課程不合理

高職院校是培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人高素質(zhì)人才的地方，其目的是培養(yǎng)理論性和實(shí)踐性雙優(yōu)的應(yīng)用型人才。為此，在開展課程活動的過程中，高職院校要認(rèn)識到職業(yè)教育與本科院校的區(qū)別，凸顯職業(yè)教育的特色。高職院校作為培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才的搖籃，必須認(rèn)清其與本科院校的差異所在，走職業(yè)教育路線，培養(yǎng)具有職業(yè)技能以及一線崗位工作能力的實(shí)踐性人才。由于缺乏辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)以及無法開發(fā)出屬于本校的教學(xué)特色，在教學(xué)改革中，高職院校難以擺脫本科院校的影子，甚至部分高職院校過度模仿本科院校，忽略了職業(yè)教育的特殊性。如在工業(yè)機(jī)器人教學(xué)過程中，教師為了夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ)，通常會側(cè)重于理論課程的安排，占據(jù)了全部課程的大部分內(nèi)容，而忽略了實(shí)踐課程，導(dǎo)致理論課程與實(shí)踐課程出現(xiàn)失衡的問題。如果下一節(jié)課再開展實(shí)踐練習(xí)的話，學(xué)生很難去將之前的理論知識聯(lián)系起來，導(dǎo)致理論知識與實(shí)踐內(nèi)容脫節(jié)，加之高職學(xué)生的基礎(chǔ)較差，缺乏良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，很難做到自主性的聯(lián)系，其學(xué)習(xí)的質(zhì)量相對較差。

2.3 實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源不足，阻礙了實(shí)踐教學(xué)的順利開展

工業(yè)機(jī)器人的成本比較高，為此，學(xué)校只能夠構(gòu)建少量的實(shí)體機(jī)器人來為學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)提供機(jī)會。為了提升實(shí)踐教學(xué)的效率，教師不得不為學(xué)生們演示工業(yè)機(jī)器人的操作過程，將實(shí)訓(xùn)課程變?yōu)槔碚撜n程，甚至部分學(xué)校的生源較多，幾個班級共用有限的實(shí)踐教學(xué)資源。學(xué)生真正動手少之又少，這阻礙了高校工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的順利發(fā)展，時(shí)間一長，學(xué)生對于這種形式化的“實(shí)踐課程”開始不感興趣，實(shí)踐課程最終流于形式，失去了真正的意義。學(xué)校應(yīng)該著重解決學(xué)生的實(shí)訓(xùn)資源不足的問題，如與企業(yè)簽訂協(xié)議，低價(jià)收購企業(yè)淘汰落后的設(shè)備，作為學(xué)生認(rèn)識實(shí)習(xí)。甚至部分教師還可以將廢舊落后的設(shè)備進(jìn)行維修和改裝，再一次利用到本專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中。

3.有效提升高職院校工業(yè)機(jī)器人教學(xué)水平的具體措施

3.1 明確高職院校工業(yè)機(jī)器人課程的培養(yǎng)目標(biāo)

課程目標(biāo)是教學(xué)的核心內(nèi)容，之后設(shè)定出科學(xué)合理的課程目標(biāo)，后續(xù)的人才培養(yǎng)工作才能順利進(jìn)行，高職院校也能切實(shí)為社會培養(yǎng)出可用之才，高職院校為社會培養(yǎng)的是技能型人才，因此其教學(xué)的主要目的就是提高學(xué)生的動手能力，讓學(xué)生能把所學(xué)知識運(yùn)用于崗位工作中。所以，高職院校應(yīng)該立足于崗位需求，著重提升學(xué)生的基礎(chǔ)知識水平，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。此外，學(xué)校也需要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、艱苦奮斗精神等，只有這樣，學(xué)生才能成為獻(xiàn)身一線的高精尖工業(yè)機(jī)器人才。

3.2 優(yōu)化課程教學(xué)體系，注重理實(shí)一體化教學(xué)的開展

工業(yè)機(jī)器人行業(yè)對人才的技術(shù)性與專業(yè)性要求非常高，因此，高職院校的工業(yè)機(jī)器人課程，也應(yīng)該根據(jù)行業(yè)的發(fā)展優(yōu)化課程教學(xué)體系。首先，學(xué)校應(yīng)該立足于本校的實(shí)際情況，合理調(diào)整實(shí)踐課與理論課的比例，讓兩者均衡起來。其次，高職院校應(yīng)該重視實(shí)踐教學(xué)，做到理實(shí)一體，如此學(xué)生既能提升實(shí)踐操作能力，又能深化對理論知識的理解程度。

一是讓理論和實(shí)踐相匹配。當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人課程理論與實(shí)踐不銜接的情況十分嚴(yán)重，既教師教授完學(xué)生理論知識后，不能及時(shí)為學(xué)生安排實(shí)踐課，鞏固學(xué)生課程所學(xué)，并借此提升學(xué)生的技能操作水平，針對此問題，教師可以從以下兩個方面進(jìn)行調(diào)節(jié)，其一，合理安排理論課與實(shí)踐課的教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)習(xí)時(shí)間，讓二者的步伐一致。在教授完學(xué)生理論知識后，立馬為學(xué)生安排實(shí)踐課。其二，若是理論與實(shí)踐的時(shí)間無法調(diào)節(jié)，那么教師就可以為學(xué)生布置任務(wù)，讓學(xué)生利用課下實(shí)踐自己完成實(shí)踐。這就需要在理論教學(xué)時(shí)，教師采用案例教學(xué)法，將企業(yè)工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)的真實(shí)案例引入課堂，然后讓學(xué)生課下自己搜集資料做進(jìn)一步探究。其三，將理論課與實(shí)踐課合二為一。既教師將一堂課劃分為兩部分，前半堂課用來教授學(xué)生理論知識，后面的時(shí)間為學(xué)生安排實(shí)踐，讓學(xué)生對前面所學(xué)的知識點(diǎn)進(jìn)行實(shí)踐。

二是完善教學(xué)內(nèi)容改善教學(xué)內(nèi)容。工業(yè)機(jī)器人知識是隨著時(shí)代發(fā)展與科技進(jìn)步而不斷變化的，高職院校的教學(xué)內(nèi)容，也不能幾年如一日完全按照教材教學(xué)，不只變通，科學(xué)、合理的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該包含以下三方面的內(nèi)容：首先，當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，以及行業(yè)應(yīng)用。其次，當(dāng)前市場上最為常用機(jī)器人的工作原理，制作流程、開發(fā)過程等。最后當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的維修、管理流程等。雖然教學(xué)內(nèi)容需要與時(shí)俱進(jìn)，但也不意味著完全脫離教材，在教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)該將行業(yè)知識與教材內(nèi)容合理結(jié)合起來，這樣學(xué)生才能掌握更為全面的工業(yè)機(jī)器人知識。此外，為提高學(xué)生知識的實(shí)用性，學(xué)校也需要注重校企合作，與企業(yè)建立起緊密的合作關(guān)系。

三是創(chuàng)新多樣化的教學(xué)方法，豐富學(xué)生的認(rèn)知。工業(yè)機(jī)器人課程系統(tǒng)性較強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會遇到較多抽象概念，這增加了學(xué)生的理解難度。如果教師不注重應(yīng)用新式教學(xué)手段，依舊進(jìn)行灌輸式教學(xué)，就會導(dǎo)致學(xué)生喪失學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人課程的興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率也會下降。因此，在素質(zhì)教育背景下，教師應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的理論理解能力和實(shí)踐應(yīng)用能力為教學(xué)核心，采取有效教學(xué)手段，比如項(xiàng)目項(xiàng)目教學(xué)法、小組教學(xué)法、情景教學(xué)法等，切實(shí)提升授課質(zhì)量。項(xiàng)目教學(xué)法在職業(yè)教育中有著普遍應(yīng)用，教師與企業(yè)人員合作，用真實(shí)案例對學(xué)生進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生對案例內(nèi)容進(jìn)行小組討論，讓每位學(xué)生都參與到項(xiàng)目當(dāng)中，并且針對項(xiàng)目中出現(xiàn)的問題進(jìn)行有效解決，提升了學(xué)生的理論應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。這為日后學(xué)生走向工作崗位奠定了基礎(chǔ)，培養(yǎng)了學(xué)生在工作中的各項(xiàng)能力，讓學(xué)生認(rèn)識到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，學(xué)生也對工業(yè)機(jī)器人課程有了新的理解。

3.3 利用人工智能技術(shù)，加快專業(yè)化建設(shè)

人工智能的不斷發(fā)展，給信息技術(shù)的應(yīng)用帶來質(zhì)的飛躍，其在各個信息技術(shù)領(lǐng)域的不斷滲透，促進(jìn)了各項(xiàng)技術(shù)的融合，給各個領(lǐng)域的專業(yè)建設(shè)帶來深遠(yuǎn)的影響。我們可以通過大數(shù)據(jù)的思維和技術(shù)，對處理結(jié)果和價(jià)值進(jìn)行深入分析和研究，以大數(shù)據(jù)的體量和類型為基礎(chǔ)的專業(yè)建設(shè)更加符合時(shí)代需要，同時(shí)也推動了教學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展，我們可以通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，促使工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的教學(xué)模式更加貼近學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。將工業(yè)機(jī)器人教學(xué)中的難點(diǎn)制作成網(wǎng)課分享到網(wǎng)絡(luò)空間的教學(xué)方法，給學(xué)生在課下進(jìn)行預(yù)習(xí)或者復(fù)習(xí)帶來極大便利，在平臺的維護(hù)方面，學(xué)校要引起重視，保證平臺順利運(yùn)行的同時(shí)，也要對課程內(nèi)容進(jìn)行處理與篩選，學(xué)校和教師可以對教學(xué)資料或者國家工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的政策進(jìn)行解讀之后，發(fā)布到網(wǎng)課平臺供學(xué)生學(xué)習(xí)使用。當(dāng)然，對于行業(yè)前瞻信息的發(fā)布也是必不可少的，教師可以將自己收集到的相關(guān)信息進(jìn)行整理發(fā)布，促使學(xué)生對新一輪工業(yè)革命有更加深刻的認(rèn)知。如此，便大大增加了學(xué)生獲取專業(yè)知識的渠道，縮短了前沿信息的傳播路徑，讓學(xué)生可以更快地獲得最新的技術(shù)知識和行業(yè)信息，突出課程的實(shí)效性和實(shí)用性。

4.結(jié)語

通過上面的內(nèi)容，我們可以發(fā)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人對于在工業(yè)生產(chǎn)中具有一定的價(jià)值，而高職院校則是承擔(dān)著工業(yè)機(jī)器人專業(yè)人才培養(yǎng)的任務(wù)。學(xué)校應(yīng)該給予該課程足夠的重視，采取相應(yīng)的措施來平衡理論與實(shí)踐的比例，讓學(xué)生在掌握扎實(shí)基礎(chǔ)知識的同時(shí)，提高他們的實(shí)踐能力，這不僅可以符合企業(yè)的實(shí)際需求，更是提升學(xué)生就業(yè)競爭力的有效手段，對于高職院校特色教育發(fā)展以及工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)水平的提升有著極大的幫助。