基于實(shí)踐能力培養(yǎng)的自主移動(dòng)機(jī)器人教學(xué)改革分析

劉人豪

摘 要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域中，其中自主移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展速度越來(lái)越快。職業(yè)學(xué)校的教學(xué)目的就是培養(yǎng)應(yīng)用技能型人才，所以為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求，職業(yè)學(xué)校應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，能夠快速掌握對(duì)于自主移動(dòng)機(jī)器人的操作和控制。文章對(duì)職業(yè)學(xué)校基于實(shí)踐能力培養(yǎng)的自主移動(dòng)機(jī)器人教學(xué)改革進(jìn)行分析，為提升學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐水平奠定良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：自主移動(dòng)機(jī)器人;實(shí)踐能力;教學(xué)方法;項(xiàng)目;仿真

機(jī)器人技術(shù)是我國(guó)制造業(yè)中的尖端技術(shù)，在改善人們生活方式以及促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮了重要的作用。自主移動(dòng)機(jī)器人主要是在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中工作的服務(wù)機(jī)器人，通過(guò)傳感器、信息處理以及自動(dòng)化控制等技術(shù)能夠與環(huán)境進(jìn)行交互，集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多種功能于一體，目前已在我國(guó)的諸多領(lǐng)域中得到應(yīng)用。隨著自主移動(dòng)機(jī)器人的出現(xiàn)，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的控制和維護(hù)人才產(chǎn)生了大量的需求，所以職業(yè)學(xué)校應(yīng)該看準(zhǔn)市場(chǎng)發(fā)展的契機(jī)，加快對(duì)移動(dòng)機(jī)器人專業(yè)人才的培養(yǎng)。為了讓學(xué)生能夠充分了解移動(dòng)機(jī)器人的理論和實(shí)踐知識(shí)，應(yīng)該對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改革，注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和在機(jī)器人領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新實(shí)踐能力。

一、實(shí)物直觀了解，拓寬知識(shí)渠道

為了能夠讓學(xué)生對(duì)自主移動(dòng)機(jī)器人有更加全面而直觀的了解，學(xué)校可以購(gòu)置一款擁有廣大用戶群的移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品，不需要投入太多的成本，只需要具有比較完整的組件即可。通過(guò)對(duì)真實(shí)版的機(jī)器人進(jìn)行觀察和了解，學(xué)生能夠?qū)C(jī)器人硬件組成的基本概念和原理了解的更加透徹和全面，在此基礎(chǔ)上，再講解相類似的機(jī)器人知識(shí)，學(xué)生理解起來(lái)會(huì)更加容易。在直觀了解機(jī)器人構(gòu)造的同時(shí)，還可以充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行原理和相關(guān)知識(shí)有更加深入的了解。在網(wǎng)絡(luò)中一般都會(huì)有與該款機(jī)器人相關(guān)的社區(qū)平臺(tái)，在社區(qū)平臺(tái)中會(huì)有很多的用戶在此交流討論，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，有不明白的問(wèn)題可以在此提問(wèn)，同時(shí)也可以查看別人的留言來(lái)拓展自己的知識(shí)面。教師通過(guò)這種方式進(jìn)行教學(xué)，可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)行理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，有利于更加扎實(shí)的掌握理論知識(shí)，并且加深對(duì)機(jī)器人實(shí)體的了解。

二、仿真和實(shí)物相結(jié)合，提升學(xué)生軟件測(cè)試和調(diào)試能力

為了提升學(xué)生軟件測(cè)試和調(diào)試能力，可以將仿真技術(shù)和實(shí)物相結(jié)合進(jìn)行教學(xué)。在課堂教學(xué)中，為了讓學(xué)生能夠直觀的了解機(jī)器人的內(nèi)部構(gòu)造以及運(yùn)行原理等知識(shí)，可以使用仿真軟件，讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐有直觀的理解。此外，為了加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，教師可以安排學(xué)生在仿真器中進(jìn)行軟件的測(cè)試和調(diào)試，在不需要TurtleBot實(shí)物的情況下，學(xué)生可在仿真器中對(duì)軟件模塊和整體軟件系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，在操作比較熟練后，學(xué)生可在TurtleBot實(shí)物上進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人的自主導(dǎo)航功能。通過(guò)仿真與實(shí)物的有機(jī)結(jié)合，可充分鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

三、采用項(xiàng)目教學(xué)法，全面提升學(xué)生的綜合能力

對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)還需要學(xué)生親自動(dòng)手參與到實(shí)際項(xiàng)目中，所以教師可以將學(xué)生分成若干小組，然后為其設(shè)置項(xiàng)目，以小組的形式來(lái)完成項(xiàng)目。項(xiàng)目的內(nèi)容可以根據(jù)不同的教學(xué)階段合理設(shè)置，主要目的就是讓學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目的執(zhí)行，能夠?qū)ψ灾饕苿?dòng)機(jī)器人的知識(shí)有更加深入的了解，增強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力。在完成項(xiàng)目的過(guò)程中，學(xué)生遇到不懂的問(wèn)題還可以查閱相關(guān)資料，由此就會(huì)拓寬學(xué)生的知識(shí)面。同時(shí)，還可以鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、組織協(xié)調(diào)能力，溝通交流能力等，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

四、校企合作，提高學(xué)生實(shí)踐操作能力

校企合作是職業(yè)學(xué)校重要的教學(xué)方式，通過(guò)與專業(yè)對(duì)口的企業(yè)進(jìn)行合作，能夠?yàn)閷W(xué)生提供重要的實(shí)習(xí)場(chǎng)所。尤其是對(duì)于自主移動(dòng)機(jī)器人制造業(yè)而言，學(xué)生在社會(huì)上對(duì)這個(gè)行業(yè)的信息涉獵不會(huì)太多，只有到企業(yè)中進(jìn)行真實(shí)的體驗(yàn)，才能夠?qū)ψ灾饕苿?dòng)機(jī)器人的知識(shí)有更加全面和精準(zhǔn)的了解。通過(guò)在企業(yè)中的實(shí)踐，能夠讓學(xué)生對(duì)將來(lái)的工作崗位有更加深入的了解，能夠讓學(xué)生更加明確自己努力的目標(biāo)，同時(shí)還能夠發(fā)現(xiàn)自身存在的不足，這樣就能夠有針對(duì)性的進(jìn)行改進(jìn)和提升。校企合作是提高學(xué)生實(shí)踐操作能力的重要途徑，教師要合理安排學(xué)生在學(xué)校和企業(yè)之間的時(shí)間比例和學(xué)習(xí)內(nèi)容。

五、結(jié)語(yǔ)

職業(yè)學(xué)校的學(xué)生畢業(yè)后基本從事生產(chǎn)一線工作，對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力要求較高，所以在教學(xué)方式上需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在理論課程教學(xué)中，應(yīng)該適當(dāng)增加具體內(nèi)容在實(shí)踐中如何用程序代碼實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生更多的參與到實(shí)踐情境中，而不是過(guò)多的停留在理論化層面。只有加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，才能夠?yàn)閷W(xué)生將來(lái)走入社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。

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