基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的工業(yè)機器人應(yīng)用技術(shù)課程教學(xué)改革研究

胡曉芳 張淼 遼陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院

一門專業(yè)性較強的專業(yè)課與普通理論課有著很大的不同。首先，專業(yè)課是培養(yǎng)更高層次的技術(shù)應(yīng)用型人才，課程內(nèi)容不但理論基礎(chǔ)性較強，同時專業(yè)實踐性操作內(nèi)容量大，專業(yè)術(shù)語多，對學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)水平要求高。專業(yè)課的教學(xué)宗旨要求是學(xué)生學(xué)會專業(yè)技能，以能解決生產(chǎn)生活中的技術(shù)性問題。比如智能電器設(shè)備的軟硬件設(shè)計、電力系統(tǒng)故障檢測與維修以及大型貨物的機械搬運控制等等，都需要相關(guān)技術(shù)人員不僅對專業(yè)理論有較好的理解，更具備操作、設(shè)計、掌握設(shè)備的軟硬件結(jié)構(gòu)及互相連接等技能。那么，如何把學(xué)生培養(yǎng)成符合標準的應(yīng)用型人才，是值得反復(fù)研究的問題。

工業(yè)機器人應(yīng)用這門專業(yè)課專業(yè)性很強，在理論授課過程中，單純的語言敘述和板書很難使學(xué)生掌握技術(shù)性知識點。而且課程有些圖形和名稱復(fù)雜、繁多。這就需要多媒體輔助教學(xué)。在多媒體教學(xué)中將圖文生動的展現(xiàn)在大屏幕上，有些知識點有必要配備視頻和動畫演示解說。這種圖文聲多種形式一體的教學(xué)能激發(fā)學(xué)生的空間想象力和理解力，從而加強對知識的理解和掌握。

1 設(shè)置微課、慕課，實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂。

工業(yè)機器人應(yīng)用這門課的知識體系邏輯性很強，每個具體的知識模塊也很細化。按照既定的課程順序進行授課學(xué)習(xí)，學(xué)生無論在哪一學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，而沒有掌握知識點，在進行下一步學(xué)習(xí)時都很困難。這樣授課教師除了課堂教學(xué)正常講授以外，把每一小模塊知識點以微課的形式展現(xiàn)視頻，讓學(xué)生時時可以學(xué)習(xí)，回顧或是補習(xí)，并逐步擴大到慕課。使學(xué)生無論在哪個環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)出現(xiàn)問題都可以回頭反復(fù)學(xué)，不受時間、地點的限制。同時課件中穿插動畫演示，和本課程在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用等相關(guān)視頻內(nèi)容。例如《經(jīng)濟半小時》播出的“誰搶了機器人的工作”、“調(diào)酒機器人”、“機器人奧林匹克”等等。學(xué)生了解本課的應(yīng)用前景及重要性，學(xué)習(xí)興趣會大大提高，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性提高了，學(xué)習(xí)的意識形態(tài)也會隨之改變。

教師在本門課講授過程中，要將授課內(nèi)容與社會工作崗位需要對接，讓學(xué)生懂得學(xué)習(xí)本門課的就業(yè)導(dǎo)向，提出本門課良好的學(xué)習(xí)方法，使學(xué)生即掌握本領(lǐng)，又少走彎路。

翻轉(zhuǎn)課堂很久以前就在國外流行，是借助微課、慕課改變傳統(tǒng)教學(xué)模式的主要手段。這樣可以實現(xiàn)學(xué)生實時學(xué)習(xí)為主，教師課堂講授為輔的教學(xué)模式。老師不是在學(xué)生沒有任何基礎(chǔ)的情況下授課，而是學(xué)生已經(jīng)學(xué)到了知識，來到課堂上將疑問真正學(xué)懂，學(xué)會教學(xué)重點、難點。課堂變成了一個互相討論的平臺，學(xué)生可以放開自己的思想向老師提出問題并互相探討。使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。老師從“講臺上的圣人”變成了“身邊的教練”，真正起到了促進學(xué)生學(xué)習(xí)的作用。翻轉(zhuǎn)課堂的目標是實現(xiàn)個性化教學(xué)，學(xué)生能夠根據(jù)自己的節(jié)奏隨時對老師的視頻內(nèi)容學(xué)習(xí)。這樣能夠達到學(xué)生在最需要老師的時候，老師能夠幫助他們。學(xué)習(xí)的過程包括知識的傳遞和吸收內(nèi)化，傳統(tǒng)的授課模式可能將這兩部分同時在課堂進行，而學(xué)生離開課堂后有些知識并不能完全內(nèi)化，翻轉(zhuǎn)課堂解決了這樣的難題。

2 項目化教學(xué)的必要性。

項目化教學(xué)是專業(yè)化課堂教學(xué)中的必然體現(xiàn)。因為項目化教學(xué)具有實踐性、自主性、發(fā)展性、綜合性、開放性等特點。這一教學(xué)模式能使項目主題與真實的工作環(huán)境和任務(wù)完成緊密聯(lián)系，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更貼近實際應(yīng)用?，F(xiàn)代企業(yè)以及科研機構(gòu)面對的課題都是多學(xué)科的交叉和融合。同學(xué)在選擇主要項目進行實施時，對輔助本項目相關(guān)知識也要求理解會應(yīng)用，這樣能有效促進學(xué)生創(chuàng)造力的提高。根據(jù)現(xiàn)代企業(yè)的要求，設(shè)計合理的項目教學(xué)方案，使學(xué)生能從學(xué)中到“工作應(yīng)用”再從“工作應(yīng)用”回到學(xué)。這樣，學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容會有一個更深刻的認識。這其中離不開教學(xué)實驗設(shè)施這些硬件條件。以碼垛機器人為例，首先讓設(shè)備復(fù)位，準備進入工作狀態(tài)。首先讓箱子進入到輸入傳送帶上，入口處的光電管感應(yīng)到有箱子進入時，箱子滾筒傳送帶啟動，箱子被輸送到轉(zhuǎn)向裝置位置時，觸發(fā)計數(shù)光電管，程序根據(jù)箱子碼放的形式，控制入箱的數(shù)目來啟停箱子輸入傳送帶。根據(jù)程序設(shè)定的要求，每當需要將箱子轉(zhuǎn)成90度時，轉(zhuǎn)向裝置的氣缸帶動擋板回退，箱子的一個邊角與擋軸碰撞后，并在滾筒傳送帶作用下，箱子圍繞擋軸立即轉(zhuǎn)向90度。如果箱子無需轉(zhuǎn)向時，滑輪版伸出，使箱子避開擋軸，箱子不進行轉(zhuǎn)向直接進入規(guī)整排列裝置。給學(xué)生講述簡單的工作流程，然后以小組的形式讓每一組同學(xué)自己設(shè)定程序，完成這一相應(yīng)的運行過程。在項目訓(xùn)練過程中，讓學(xué)生熟悉項目流程，直到學(xué)生能夠準確無誤地按項目需求完成該項目，再進行下一個項目教學(xué)內(nèi)容設(shè)計并實施。

3 參與機器人大賽的意義與必要性。

現(xiàn)在很多高校都在針對不同的學(xué)科進行校級、市級、省級國級競賽。比賽能更好地推動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和好奇心。比賽能提高參賽學(xué)生開發(fā)、研制高科技的興趣、愛好與水平。通過對大賽的籌備，學(xué)生能將各種學(xué)習(xí)資源充分利用，并主動思考與探索，是學(xué)生創(chuàng)新能力的體現(xiàn)，是深化科教興國戰(zhàn)略方針的新舉措。

通過機器人競技比賽，不僅培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力，同時能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)水平。在備賽期間，學(xué)生要用配件搭建智能機器人模型、編寫程序，反復(fù)不斷地調(diào)試程序，優(yōu)化程序和機器人結(jié)構(gòu)，使機器人能夠完成挑戰(zhàn)賽的任務(wù)。在籌備期間，學(xué)生們想要完成任務(wù)，就必須在互聯(lián)網(wǎng)上搜集資料，向指導(dǎo)教師請教問題，到圖書館查閱資料以及與隊友交流、探討問題等等。機器人大賽以科技含量高、學(xué)科跨度寬、參與面廣和展示性強，在國際上有著很強的影響力。它涉及人工智能、圖像處理、通訊傳感、精密機構(gòu)和自動控制等多領(lǐng)域的前沿研究和技術(shù)集成。目前已經(jīng)形成了一個國際聯(lián)盟的人工智能和機器人項目開發(fā)目標，被世界各國科研機構(gòu)和眾多高等院校重視。機器人大賽能起到“以賽促練，以賽促教”的作用。學(xué)生在參加完機器人大賽后，在就業(yè)方面更有競爭優(yōu)勢。不但自身的擇業(yè)標準提高，而且更能得到企業(yè)的青睞。學(xué)生進入到企業(yè)后，進步成長快，很大程度上會創(chuàng)造出新的科技成果。

4 教師應(yīng)當去企業(yè)調(diào)研，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)生產(chǎn)對接。

科技的迅猛發(fā)展推動著企業(yè)、社會不斷向前邁進。高校由于教學(xué)條件等一些因素的限制，教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)有脫軌現(xiàn)象。因此，畢業(yè)生到就業(yè)崗位上以后，很難適應(yīng)企業(yè)的技術(shù)要求。就業(yè)難也是主要因為學(xué)生的技術(shù)水平達不到企業(yè)的要求。而有技能功底的學(xué)生恰恰相反，他們擇業(yè)機會較多，甚至在工作中進步快跳槽到更好的企業(yè)。為了使技能教學(xué)更貼近于企業(yè)生產(chǎn)，提高學(xué)生的擇業(yè)能力，教師應(yīng)該對企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)要求有所了解。這樣在教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上主要針對企業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)指標。教師對實驗室新引進的設(shè)備的重要應(yīng)用部分重點講解，并讓學(xué)生主動上手操作，反復(fù)試驗。同時，學(xué)校應(yīng)給學(xué)生提供開放的實驗室，使學(xué)生在技能學(xué)習(xí)上不局限于時間的限制，這樣的教學(xué)會給學(xué)生一個更好的成長空間。

5 提高技能教學(xué)的考核標準。

工業(yè)機器人應(yīng)用專業(yè)課包括理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩部分。首先學(xué)生對理論內(nèi)容有一定的理解和掌握，才能進行實踐操作。這樣，在理論教學(xué)部分，除了一些硬性定理要求學(xué)生記住，大部分知識點學(xué)生理解到位，就達到考核要求。假設(shè)理論考核占這門課考核比重30%，則實踐教學(xué)占70%。因此，實踐考核中，評分標準應(yīng)該細化，對每一個實驗設(shè)置環(huán)節(jié)分。對實驗完成效果不同的同學(xué)評分拉開檔次，并設(shè)置獎懲措施。增強學(xué)生爭優(yōu)的主動性。

6 總結(jié)現(xiàn)代學(xué)生特點，因材施教。

如今，數(shù)字化校園的建設(shè)大大地提高了學(xué)生獲取信息的速度。大數(shù)據(jù)時代已向我們走來。學(xué)生應(yīng)該會在合理的時間內(nèi)對數(shù)據(jù)截取、處理，并整理成所需信息。學(xué)生手中的移動設(shè)備不再只是業(yè)余休閑娛樂的工具，而是學(xué)習(xí)的有利平臺。新時期的學(xué)生是數(shù)碼達人，天生的“互聯(lián)網(wǎng)”和游戲愛好者。他們有個性，更愿意主動嘗試，而不是被動聽講。他們保持注意力的時間較短，傾向于碎片化內(nèi)容。他們喜歡簡潔、清晰、準確、精煉的信息。教學(xué)者抓住了學(xué)生的這些特性，才會有效地利用好信息化教學(xué)手段。信息多元化能打破常規(guī)的思維定式，思維定式是技術(shù)創(chuàng)新的最大障礙。工業(yè)機器人這門課程最終運用到生產(chǎn)應(yīng)用和新產(chǎn)品研發(fā)。教師除了對這些新的課程方法運用好以外，還要教給學(xué)生搜集信息的能力。知識時時在更新，學(xué)生無論在學(xué)校還是在就業(yè)崗位上，都需要不斷地學(xué)習(xí)。那么學(xué)生就應(yīng)該學(xué)會怎樣檢索優(yōu)良的教學(xué)資源。這一本領(lǐng)能讓學(xué)生受益終生?！笆谥詽O，不如授之以漁”。學(xué)生的成長和成才是每一位老師一直研究的重要問題。創(chuàng)新是一個國家進步的靈魂，高校肩負著培養(yǎng)創(chuàng)造力人才的重要使命。而直接履行使命的是課堂教學(xué)的教師。教師必須掌握新方法，思想時時更新，才能為國家和社會培養(yǎng)合格的人才貢獻力量。

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