淺析工業(yè)機器人在中職院校教學(xué)中的優(yōu)缺點

張智博

摘要：工業(yè)機器人已經(jīng)成為一個國家制造技術(shù)強弱的衡量標準。隨著工業(yè)機器人的廣泛應(yīng)用，許多中職院校都建設(shè)工業(yè)機器人實驗室，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力。本文根據(jù)工業(yè)機器人培養(yǎng)方案，采用“四步教學(xué)法”，即理實“雙元制”教學(xué)、實驗實訓(xùn)教學(xué)、項目教學(xué)和參加國家、省市比賽四個方面來剖析如何培養(yǎng)學(xué)生的興趣和動手能力，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)方面提出了幾點建議。

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

引言

工業(yè)機器人已經(jīng)成為目前發(fā)達國家先進技術(shù)的衡量標準，并在各行各業(yè)中成為主要的生產(chǎn)工具，正在緩減勞動力成本上升與環(huán)境污染之間關(guān)系的選擇方法之一。本著為社會培養(yǎng)優(yōu)秀的機器人操作、維護、保養(yǎng)等方面的人才，許多中職院校紛紛建設(shè)工業(yè)機器人實訓(xùn)基地，一來可以增加學(xué)校的專業(yè)建設(shè)方向，擴大知名度；二來可以培養(yǎng)一些高、精、尖的畢業(yè)生擴大學(xué)生就業(yè)渠道。工業(yè)機器人技術(shù)是一門理論與實踐結(jié)合比較緊密的學(xué)科，作為一門新興的學(xué)科，對教師的要求較高，需要采用一些教學(xué)手段，讓學(xué)生先從直觀上理解機器人的組成結(jié)構(gòu)，通過一些3D軟件讓學(xué)生模擬機器人動作的軌跡，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中產(chǎn)生興趣，提高機器人工作效率，達到教學(xué)大綱的要求。

一、 理實“雙元制”教學(xué)中，善于運用多媒體教學(xué)手段

工業(yè)機器人的授課不適合傳統(tǒng)的講授法，主要是因為大部分中職學(xué)生的基礎(chǔ)較差，對于新技術(shù)、新知識的接受能力要差一些，所以要讓學(xué)生看著實物，聽老師講解，先從直觀上認識機器人的結(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，通過演示，讓學(xué)生在大腦中形成一個大致的概念，原來機器人是這樣工作的。3D仿真軟件的使用，極大的方便了教師，拿焊接舉例，通過仿真，讓學(xué)生知道機器人是如何工作的，從什么地方入手，什么是起始點，鄰近點、工作點、遠離點……。如搬運一個工件從A點到B點，進入軟件，將這個工件從自帶庫中取出，配合三維機器人進行模擬，選擇最優(yōu)的規(guī)劃路徑，學(xué)生可以自行選擇路徑，實現(xiàn)模擬仿真，比較直觀的看到機器人是如何搬運的，這樣在操作中就按照規(guī)劃的路徑來完成。

二、 實驗實訓(xùn)教學(xué)

進入實訓(xùn)現(xiàn)場之前，教師必須對每一名同學(xué)進行安全教育，把危險性都交代清楚，采用團隊合作的方式，一旦出現(xiàn)危險，團隊的其它成員能施救。接下來熟悉機器人組成和操作按鈕的位置，功能和操作，可以給機器人上電，把每個按鈕的功能演示一遍。

在軟件模擬仿真完畢，不能馬上進行機器人的操作，因為機器人是比較危險的，所以學(xué)生必須在機器手臂活動范圍之外進行操作，如果近距離操作，必須時刻盯著機器手臂的運動軌跡，并適當調(diào)低運動速度。在給機器人編程的時候，采用手動控制，并且編一條程序，讓機器人運行一步，看有沒有偏離軌跡。團隊中幾名同學(xué)協(xié)同合作，有寫程序的，操作的，測量精度，反復(fù)調(diào)試，找到最優(yōu)的規(guī)劃路徑。同時，幾個團隊之間相互競爭，通過做同一個課題，結(jié)果不同，相互借鑒，互相促進，相互學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的興趣和動手能力。

三、 項目教學(xué)

當學(xué)生的能力達到一定水平時，將一個完整的項目交給學(xué)生，這個項目的所有工作都必須學(xué)生來完成，包括項目實現(xiàn)的背景、項目的環(huán)節(jié)、項目的組成以及項目的程序編制，項目的實現(xiàn)。這個過程中，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行點評，并進行資料的歸檔。學(xué)生不再按照老師的要求去完成項目，而是學(xué)生自己來完成，老師起到引導(dǎo)的作用，學(xué)生的主動性大大增強。學(xué)生在完成項目的同時，也是檢驗理論知識學(xué)習(xí)的結(jié)果，結(jié)合實踐，體會創(chuàng)新的困難和樂趣，培養(yǎng)團隊精神，還有發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。以機械加工為例，團隊內(nèi)至少有一人對機械的相關(guān)知識掌握的比較好，如模具設(shè)計、加工工業(yè)和環(huán)節(jié)、產(chǎn)品的檢驗規(guī)則等。這樣的項目對團隊的要求比較高，包括機床的操作、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。在項目教學(xué)中，團隊內(nèi)的每個人都付出勞動，積極發(fā)揮自己的主觀能動性，把自己的優(yōu)勢發(fā)揮出來，實際上注重的不是結(jié)果，而是整個過程。項目教學(xué)的特點：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)生的主觀能動性限定在條條框框中，無法培養(yǎng)學(xué)生的興趣和創(chuàng)新能力。學(xué)習(xí)時間短，一般實習(xí)的時間較長，學(xué)生整天按部就班，興趣逐漸被磨滅。不如將課題以項目的形式出現(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)問題解決問題。

四、 參加國家、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)生一般來自三年級，他們經(jīng)過了嚴格的訓(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器人比賽”，各校報名后進行初步選拔，試題的難度低于省賽，這個過程也是發(fā)現(xiàn)不足，找差距的過程。入選后，回到本學(xué)校進行封閉式訓(xùn)練，主要是收集近三年內(nèi)比賽的試題，學(xué)生先獨立的分析試題，找到突破點，在教師的指導(dǎo)下，分步驟，分階段進行，最后在省賽要求的時間范圍內(nèi)完成。參加省賽，和省內(nèi)各市的選手進行比賽，一方面是證明自己的實力，另一方面也是學(xué)習(xí)的機會，以前是閉門造車，現(xiàn)在走出去，給自己定位，找到差距。

五、結(jié)束語

工業(yè)機器人在中職院校的教學(xué)中是“雙刃劍”，一方面對于培養(yǎng)學(xué)生的動手能力大有裨益，另一方面通過比賽，增加知名度，獲得國家的投資。但是現(xiàn)在的中職院校，工業(yè)機器人設(shè)備較少，無法形成規(guī)模性教學(xué)，再者教師的專業(yè)知識不夠，缺乏過硬的操作技能。大多數(shù)中職院校開設(shè)機器人專業(yè)，停留在理論教學(xué)階段，實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，采用“四步教學(xué)法”，讓學(xué)生積極發(fā)揮主觀能動性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為機器人專業(yè)領(lǐng)域培養(yǎng)越來越多的人才。

參考文獻

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