淺談中職院校工業(yè)機(jī)器人教學(xué)

摘 要：隨著科學(xué)和社會(huì)的發(fā)展，許多中高職院校都開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)課程。本文從理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)和課后指導(dǎo)三個(gè)環(huán)節(jié)探討了工業(yè)機(jī)器人的教學(xué)方法和需要注意的問題，并分析了采取多媒體教學(xué)、小組競(jìng)賽等方法對(duì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和能力的作用，為提高該課程的教學(xué)質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：中職院校 工業(yè)機(jī)器人 教學(xué)

隨著科技的快速發(fā)展，機(jī)器人作為集機(jī)械、電子、控制、傳感以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等多領(lǐng)域知識(shí)于一體的典型代表以及工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一，已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。隨著工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，不少中高職院校都把機(jī)器人的教學(xué)引入教學(xué)大綱和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。

工業(yè)機(jī)器人是一門理論與實(shí)際相結(jié)合的課程。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，善于利用多媒體教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)，多角度地激發(fā)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力，提高機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué)效果，以達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目的。

一、在理論教學(xué)中，要善于創(chuàng)設(shè)情境與利用多媒體教學(xué)

在傳統(tǒng)教學(xué)中，往往因?yàn)閷W(xué)校條件的限制，學(xué)生較少有機(jī)會(huì)接觸工業(yè)機(jī)器人實(shí)物，所以，為了讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用有更好地了解和認(rèn)識(shí)，要充分利用視頻和圖片讓學(xué)生了解什么是機(jī)器人，機(jī)器人產(chǎn)品會(huì)涉及哪些機(jī)構(gòu)部分、哪些技術(shù)以及哪些領(lǐng)域。

在教學(xué)過程中，教師的課堂講授應(yīng)該以視頻資料和圖片為載體，借助啟發(fā)式、討論式、互動(dòng)式等教學(xué)方法，重點(diǎn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人歷史、現(xiàn)狀、發(fā)展等方面進(jìn)行介紹。通過直觀的圖片、形象的視頻，增加師生間的互動(dòng)與交流，增進(jìn)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的興趣。在講授機(jī)器人編程時(shí)，教師可采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，設(shè)計(jì)不同形式的任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。

在理論課堂講授過程中，要充分利用機(jī)器人三維可視化離線編程和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)。例如：如何實(shí)現(xiàn)將工件從A處搬運(yùn)到B處。通過導(dǎo)入工件及機(jī)器人三維模型，在計(jì)算機(jī)上再現(xiàn)機(jī)器人及工件的三維虛擬世界，通過實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人離線編程三維運(yùn)動(dòng)軌跡的規(guī)劃，模擬機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)仿真。

二、在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，要善于進(jìn)行演練示范教學(xué)及開展小組競(jìng)賽

工業(yè)機(jī)器人能代替人在危險(xiǎn)有害的環(huán)境中作業(yè)，但又可能發(fā)生工業(yè)機(jī)器人傷人事故。在實(shí)訓(xùn)過程中，教師和學(xué)生對(duì)機(jī)器人進(jìn)行任何操作都必須注意安全。在進(jìn)行編程、測(cè)試及維修等工作時(shí)，必須將機(jī)器人置于手動(dòng)模式，并且建議在操作機(jī)器人時(shí)，用筆芯代替機(jī)器人末端執(zhí)行器，并且降低機(jī)器人的運(yùn)行速度。

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)正確演練示范教學(xué)，提高學(xué)生的操作規(guī)范認(rèn)識(shí)以及安全認(rèn)識(shí)，運(yùn)用小組競(jìng)賽方式，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及學(xué)習(xí)積極性。首先，讓學(xué)生熟悉示教器上各個(gè)按鈕的作用和操作。其次，在講授工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)操作指令MoveL、MoveJ、MoveC時(shí)，可以采取小組競(jìng)賽的方式，進(jìn)行機(jī)器人定位精度測(cè)量、操縱機(jī)器人并對(duì)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行實(shí)際測(cè)量和重復(fù)定位精度測(cè)量結(jié)果的競(jìng)賽，通過小組競(jìng)賽成績(jī)和個(gè)人成績(jī)相結(jié)合的方式考查學(xué)生的掌握程度，通過小組競(jìng)賽，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在掌握工業(yè)機(jī)器人的基礎(chǔ)操作指令后，可以讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)機(jī)器手的行走路線，鼓勵(lì)學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)踐，將自己的想法通過實(shí)際操作來實(shí)現(xiàn)，既讓學(xué)生能夠掌握相關(guān)的技術(shù)，又鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

三、課后指導(dǎo)要善于引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新與合作

教師除了課堂教學(xué)外，可以布置一些課外的機(jī)器人設(shè)計(jì)任務(wù)，并且參與到學(xué)生學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)當(dāng)中，加強(qiáng)師生間的交流，了解學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的問題。在機(jī)器人學(xué)習(xí)及設(shè)計(jì)過程中，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)不同的解決方案解決課堂問題，然后在課堂上討論自己的方案，互相交流意見，最后進(jìn)行總結(jié)。在這一過程中，學(xué)生充分鍛煉了搜集資料、自主學(xué)習(xí)、提出問題和解決問題等能力。

四、結(jié)論

工業(yè)機(jī)器人是一門理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，但是現(xiàn)在教材普遍都是重理論輕實(shí)踐，而且校內(nèi)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備缺乏。因此在教學(xué)中，我們應(yīng)把理論知識(shí)貫穿于實(shí)踐中，通過實(shí)驗(yàn)、仿真等辦法，充分利用多媒體教學(xué)以及實(shí)踐練習(xí)，深入淺出地將知識(shí)內(nèi)容講授給學(xué)生，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，使學(xué)生能夠相對(duì)容易地理解和吸收工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生的綜合能力。

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（作者單位：廣東省國(guó)防科技高級(jí)技工學(xué)校）