高職院校工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)研究

于霜

摘 要：隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中。工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器裝置，它能自動(dòng)執(zhí)行工作，是靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的一種機(jī)器。它可以接受人類指揮，也可以按照預(yù)先編排的程序運(yùn)行，現(xiàn)代的工業(yè)機(jī)器人還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)，其技術(shù)融合了機(jī)械原理、電子傳感器等眾多先進(jìn)技術(shù)，而進(jìn)入到教育是其領(lǐng)域的擴(kuò)大與發(fā)展。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)中存在的一些問(wèn)題，結(jié)合多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)高職院校在工業(yè)機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)中提高學(xué)生創(chuàng)新能力的一套行之有效的方法，教學(xué)實(shí)踐表明文中所闡述的教學(xué)方法效果顯著。

關(guān)鍵詞：高職院校 工業(yè)機(jī)器人 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）07（b）-0025-01

針對(duì)高職院校學(xué)生開展機(jī)器人教育，讓學(xué)生在進(jìn)入社會(huì)之前，了解工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，理解機(jī)器人的工作方式，學(xué)習(xí)編寫機(jī)器人控制程序，提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，在此過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力，對(duì)今后工作的開展是有益處的，使高職院校的學(xué)生在將來(lái)激烈的工作應(yīng)聘中更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)[1]。

1 存在的問(wèn)題

工業(yè)機(jī)器人教育在高職院校的開展目前已有部分成效，但總結(jié)起來(lái)仍有一些局限性[2]。（1）高職院校學(xué)生在學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人這門課程之前，需要具備一定的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制理論等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，而我國(guó)大部分高職院校在此方面課程開設(shè)上稍有欠缺，導(dǎo)致學(xué)生此環(huán)節(jié)基礎(chǔ)薄弱。因此，學(xué)生缺乏必要的基礎(chǔ)知識(shí)是面臨的第一個(gè)問(wèn)題。（2）目前用于教育的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品缺乏規(guī)范性，品牌繁雜，且自成體系，互不兼容，開放度較低。因此，如何選擇合適品牌的工業(yè)機(jī)器人用于實(shí)踐教學(xué)是面臨的第二個(gè)問(wèn)題。（3）工業(yè)機(jī)器人教學(xué)所使用的“教材”質(zhì)量不高，大多屬于“產(chǎn)品說(shuō)明”或“用戶指南”之類。因此，教材的選擇與編制是面臨的第三個(gè)問(wèn)題。（4）當(dāng)前高職院校開展機(jī)器人教育，在一定程度上是由企業(yè)來(lái)推動(dòng)的，教育職能部門的不重視是面臨的第四個(gè)問(wèn)題。（5）師資隊(duì)伍的良莠不齊是工業(yè)機(jī)器人教育面臨的第五個(gè)問(wèn)題。因此，對(duì)高職院校學(xué)生開設(shè)的工業(yè)機(jī)器人課程進(jìn)行教學(xué)方法的研究，意義深遠(yuǎn)。

2 具體的措施

針對(duì)上述目前教學(xué)中存在的問(wèn)題，結(jié)合本人多年來(lái)的上課經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)從以下幾點(diǎn)闡述所采取的教學(xué)方法：

（1）明確高職院校學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人課程的要求。高職院校的學(xué)生更加強(qiáng)調(diào)的是動(dòng)手能力，是要學(xué)會(huì)如何“操作”。因此在課程教學(xué)過(guò)程中，對(duì)于那些理論較深的知識(shí)，盡量用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言加以解釋，并結(jié)合實(shí)踐操作使學(xué)生理解。在最終考核的時(shí)候就可以直接采取實(shí)踐操作的方式進(jìn)行考核，而不采用傳統(tǒng)的卷面理論考試。

（2）工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品選擇。工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品是進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的主要載體，因此選購(gòu)工業(yè)機(jī)器人時(shí)，除了考慮價(jià)格因素外，還要考慮學(xué)生的實(shí)際情況，所選的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)具有易操作性、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、產(chǎn)品升級(jí)方便、兼容性好等特性。根據(jù)多年調(diào)研，ABB公司生產(chǎn)的多款離線編程工業(yè)機(jī)器人具備這樣的性能，如RobotStudio型號(hào)的工業(yè)機(jī)器人。

（3）工業(yè)機(jī)器人教材的選擇。工業(yè)機(jī)器人課程教材是學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)的主要來(lái)源。目前國(guó)內(nèi)教育界還沒(méi)有統(tǒng)一的工業(yè)機(jī)器人教材。根據(jù)本人多年的工業(yè)機(jī)器人課堂教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，ABB公司編寫的工業(yè)機(jī)器人教材相比于市場(chǎng)上其他教材，該教材內(nèi)容詳實(shí)且淺顯易懂，適合高職院校學(xué)生。

（4）針對(duì)高職院校學(xué)生確定合適的教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)筆者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高職院校學(xué)生開設(shè)的工業(yè)機(jī)器人課程大致包括的內(nèi)容有：①工業(yè)機(jī)器人的概念、原理、結(jié)構(gòu)、發(fā)展及應(yīng)用等基礎(chǔ)知識(shí)；②工業(yè)機(jī)器人的編程語(yǔ)言及程序開發(fā)；③工業(yè)機(jī)器人的硬件模塊的搭建與維護(hù)；④工業(yè)機(jī)器人創(chuàng)新能力與知識(shí)競(jìng)賽；⑤與工業(yè)機(jī)器人相關(guān)企業(yè)建立實(shí)踐互動(dòng)環(huán)節(jié)。

（5）課堂教學(xué)策略。在課堂教學(xué)中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性和自主性，啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，強(qiáng)調(diào)理論知識(shí)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的結(jié)合。因此，在教學(xué)策略上要注意一下幾個(gè)方面。①教學(xué)思想的開放性。所謂教學(xué)思想的開放性，也就是在課堂教學(xué)是不以一種機(jī)械模式去從事教學(xué)活動(dòng)，而是積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使學(xué)生主動(dòng)地去從事某種活動(dòng)。開放性思想的形式是全方位、多角度的，通過(guò)這樣的形式使課堂形成一種輕松、愉快的氛圍，這樣學(xué)生才會(huì)在一種愉悅、活潑的環(huán)境中學(xué)習(xí)。②學(xué)習(xí)方式的多樣性。根據(jù)課堂上學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同，采取不同的學(xué)習(xí)方式。比如，在課堂教學(xué)中針對(duì)某一開放性的話題，就可以采用探究式的學(xué)習(xí)方式，這樣學(xué)生不僅可以得到預(yù)設(shè)的答案或結(jié)果，又可以從不同角度探究富有創(chuàng)造性的超出預(yù)設(shè)答案或結(jié)果。再比如，針對(duì)一些比較難以理解的課堂內(nèi)容，可以借助一些輔助設(shè)備，例如多媒體，通過(guò)動(dòng)畫給學(xué)生提供一個(gè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，可直觀形象的理解其所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，最大程度的發(fā)揮各自的想象力，以提高學(xué)習(xí)效率。③教學(xué)模式的綜合性。針對(duì)高職院校工業(yè)機(jī)器人的教學(xué)，我們可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)環(huán)境和教學(xué)條件來(lái)選擇各種基本的教學(xué)方法或綜合性的教學(xué)方法，如實(shí)驗(yàn)法、討論法、演示法等。

（6）教學(xué)評(píng)價(jià)。不論是在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)，不論是高等院校還是高職院校，工業(yè)機(jī)器人教學(xué)作為一門課程，都還處于初步探索階段，并沒(méi)有引起教育職能部門的足夠重視。因此，工業(yè)機(jī)器人在高校教學(xué)中的評(píng)價(jià)與普通課程也有所不同，一般采取定性定量相結(jié)合的方式來(lái)進(jìn)行其教學(xué)效果的評(píng)價(jià)，且以定性為主。

3 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人的發(fā)明、研究及應(yīng)用實(shí)踐是以科學(xué)研究和社會(huì)生產(chǎn)為需求的，進(jìn)入到教育是其領(lǐng)域的擴(kuò)大與發(fā)展。但是，由于它所涉及知識(shí)的廣泛性和涉及技術(shù)的綜合性，這都使的工業(yè)機(jī)器人對(duì)教育而言具有更多的價(jià)值。因此，針對(duì)高職院校開設(shè)的工業(yè)機(jī)器人課程，開展對(duì)工業(yè)機(jī)器人課程教學(xué)體系進(jìn)行深入研究，具有現(xiàn)實(shí)意義。有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和動(dòng)手能力，這樣課堂教學(xué)質(zhì)量才會(huì)穩(wěn)步上升的。以上教學(xué)方法經(jīng)過(guò)了多年的教學(xué)實(shí)踐驗(yàn)證，效果顯著，但有些方法還存在不知，仍需加以改善。

參考文獻(xiàn)

[1]張杰峰，劉傳勝.離線編程示教的工業(yè)機(jī)器人教學(xué)研究[J].裝備制造技術(shù)，2014（10）：222-223.

[2]李鳴華.機(jī)器人教育的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].信息技術(shù)課堂，2007（8）：98-101.

[3]邢曉莉.高職院校開設(shè)工業(yè)機(jī)器人課程的探索[J].湖南農(nóng)機(jī)，2013（7）.