加強《機器人技術基礎設計》課程建設的探索

顧繼俊

機器人的發展日新月異，機器人技術已經涉及到人工智能、虛擬現實等新技術，同時互聯網技術的飛速發展，為機器人網絡教學平臺的建設，提供了新的啟示和思路。

機器人技術教學改革網絡教學平臺《機器人技術基礎設計》是機械設計與自動化專業的主干課程之一，為了提高教學質量，通過近幾年的探索與實踐，本課程在教學內容、教學實驗、課程考核和網絡平臺建設等環節進行了改革，取得了一定進展。

一、教學內容

1.優化理論課教學。《機器人技術基礎設計》課程學習涉及到線性代數、力學、控制等課程知識，同時隨著現代計算機及控制技術的發展，因此授課內容涉及面廣，常規教學方法難以在規定學時內完成相關教學內容。為了激發學生學習興趣，在緒論部分引入目前世界最新機器人研究成果；為了提高學生專注力，對運動學和動力學的講解通過多媒體方式進行實時詳細的推導和示例；為了增強學生動手能力，對運動控制編程，則現場改寫相關機器人控制程序，使學生有直觀認識。

2.采用新的教學案例手段。本課程結合“ROBONOVA”教學機器人樣機，對機器人進行系統講解，使得學生在本課程學習中始終有一個具體的參照模型，也使得學生對機器人這樣一個高科技的復雜產品有了更形象和具體的認識。同時，結合該機器人進行貫穿整個教學過程的案例式教學，對該機器人從運動學建模、運動學分析、運動規劃、電機驅動及其編程控制等分別以實際案例結合每章的設計項目問題進行系統講解，并結合實驗教學使學生從機器人實體和實際工程上對其進行消化理解。

3.采用研討式教學新方法。課堂教學中對一些知識點設置疑問，鼓勵學生獨立思考、大膽質疑，發現問題和解決問題，然后進行研討式教學，從而進一步活躍課堂氣氛，調動學生學習的積極性。比如，教師先講授課程的緒論，使學生對課程的概況有所了解。然后，針對專業畢業的要求，選定1到2個主題給學生課后進行準備，學生分成若干小組，下次課每個小組有一個代表上來進行闡述針對相關主題的觀點，之后各小組進行評分并交流，最后總結。通過此過程，每個學生都會對預先設置的主題有所思考，從而增強他們自主學習和終身學習的意識，提高不斷學習和適應發展的能力。

二、教學實驗

為使實驗在教學過程中能夠充分調動學生的積極性，引導學生由被動走向主動學習，培養動手能力，啟發學生思維和創造力，提高實驗技能和科學實驗素質，鍛煉分析問題和解決問題的能力，我們在對傳統實驗進行分析的基礎上，對實驗內容、實驗方法、實驗模式進行了改革。本次課程實驗開展的方法體現自由化和開放式特點，自由化體現在實驗室擁有行走機器人、6自由度機械臂、自尋跡小車等實驗設施，學生可根據興趣自由選擇實驗；開放式體現在由于實驗裝置臺套數少，而學生多的問題，實驗室采用全天向學生開放的形式，以此來讓學生有更多的時間進行實驗，從而進一步增強學生的動手能力。

三、課程考核

考試作為教學評價重要手段，對學生學習和教師教學具有重要的導向作用。傳統考核的形式一般采用閉卷考試，這種方法有很多弊端，比如學生會把精力放在考試前的臨時突擊上，從而平時的學習過于放松，并且學生對知識的綜合運用能力沒有得到考量，因此我們針對以上問題提出了新的考核方式。為了使學生成績考核更加科學、合理，并有效地提高教學質量和學習效果，本課程考核方法采用平時+課堂，考試+試驗，作業+討論等方式進行，即總成績由上課出勤、作業、平時成績、討論匯報成績、實驗成績和期末成績構成。上課出勤占總成績的10%，作業（平時測驗）占總成績的10%，分組討論匯報成績占15%，實驗成績占總成績的15%，期末成績占總成績的50%。在期末考試中，繁雜的理論公式會事先給出，從而將考察的重點放在學生分析和解決問題能力上。

四、建立網絡教學平臺

為了建立課后學生良好的自學環境，本課程建設了開放式網絡教學平臺。課程團隊利用現代化手段，構建了機器人教學實物、模型、錄像、多媒體課件、網絡課堂等多維一體的教學平臺，從而激發學生學習興趣和學習動機。網絡課堂除了將上課的課件、平時作業上傳以外，還有在線測試題、教師學生答疑討論區、課程參考資料閱讀等功能，從而使學生更易消化教學內容的難點，并且從多方面拓展自己的閱讀空間，了解目前機器人技術的最新成果，擴展他們的知識面和激發他們的學習熱情。

五、總結

總而言之，傳統的機器人技術相關的教學方法已無法適應時代的發展，隨著現代化技術的不斷更新，必須要優化理論課教學，采用新的教學案例手段，實踐研討式教學新方法，開發新的教學實驗，推進課程考核改革，并建立網絡教學平臺來提高該課程的教學效果。

參考文獻：

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