基于機(jī)器人工程對象的項目實訓(xùn)模式探討

朱菊霞

摘 要：智能機(jī)器人涉及到信息技術(shù)的多個領(lǐng)域，它融合了機(jī)械、電子、傳感器、計算機(jī)軟件硬件、材料、人工智能等多種先進(jìn)技術(shù)。沒有一種技術(shù)平臺比智能機(jī)器人具有如此的綜合性。“智能機(jī)器人課程”對學(xué)生的動手能力、空間想象能力、創(chuàng)造性思維，分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)有獨(dú)特的作用。

關(guān)鍵詞：工程實踐；創(chuàng)新能力；項目實訓(xùn)

1 高校機(jī)器人實訓(xùn)的現(xiàn)狀

目前國內(nèi)的各高校機(jī)器人類的實訓(xùn)教學(xué)主要是針對一年級的工程體驗課程，而高年級的工程項目實訓(xùn)課程很少。當(dāng)學(xué)生完成公共基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)后，專業(yè)基礎(chǔ)課程對于他們來說都是互相獨(dú)立的，由于沒有工程項目實踐的機(jī)會，他們難于把這些課程在工程的背景下關(guān)聯(lián)起來，造成很多學(xué)生被動的應(yīng)付學(xué)習(xí)。我們應(yīng)當(dāng)為學(xué)生架起專業(yè)知識體系與工程應(yīng)用能力之間的橋梁。工程教育是一項系統(tǒng)工程，把工程實踐與工程創(chuàng)新緊密的結(jié)合起來應(yīng)當(dāng)是改革的主要方向，特別是如何提高學(xué)生的創(chuàng)新能力是工程教育的核心。

2 基于機(jī)器人工程對象的項目實訓(xùn)的意義

“基于機(jī)器人工程對象的項目實訓(xùn)”課程是一門實踐性很強(qiáng)的綜合實訓(xùn)實驗類課程。它將工程學(xué)科各個專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的教學(xué)和實驗放到各個具體的、典型的工程對象中進(jìn)行，讓學(xué)生在掌握和理解課程知識的同時，掌握了系統(tǒng)工程的方法和實際應(yīng)用方法，達(dá)到創(chuàng)新工程教育的目的。在大學(xué)開設(shè)“機(jī)器人對象的項目教學(xué)和實訓(xùn)實驗”課程，有助于學(xué)生建立機(jī)器人、控制技術(shù)和人工智能的工程概念。使學(xué)生能夠從系統(tǒng)的角度出發(fā)，學(xué)會綜合運(yùn)動機(jī)械、電子和信息等技術(shù)，并將之有機(jī)的組織與綜合，實現(xiàn)系統(tǒng)整體的最優(yōu)化。

近年來，為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造精神和培養(yǎng)實踐能力，全面推行素質(zhì)教育，我國每年都開展各種各樣的科技競賽活動，這些活動引起了學(xué)生極大的興趣，充分調(diào)動了學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新的積極性。由于機(jī)器人自身的特點(diǎn)和對未來社會的影響，機(jī)器人技術(shù)不僅是全面素質(zhì)教育的良好教材之一，也是科技教育的重要工具。

中國工程院院長宋健指出：“機(jī)器人學(xué)的進(jìn)步和應(yīng)用是20世紀(jì)自動控制最有說服力的成就，是當(dāng)代最高意義上的自動化”。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高技術(shù)的發(fā)展前沿，它在人類生活應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大正引起國際上重新認(rèn)識機(jī)器人技術(shù)的作用和影響。智能機(jī)器人涉及到信息技術(shù)的多個領(lǐng)域，它融合了機(jī)械、電子、傳感器、計算機(jī)軟件硬件、材料、人工智能等多種先進(jìn)技術(shù)。沒有一種技術(shù)平臺比智能機(jī)器人具有如此的綜合性。

3 機(jī)器人工程對象的項目實訓(xùn)的實施

3.1 根據(jù)各組的成員的基礎(chǔ)確定相應(yīng)的項目實訓(xùn)任務(wù)

項目實訓(xùn)教學(xué)法的課前準(zhǔn)備工作是教學(xué)法中的一個重要環(huán)節(jié)，項目的確定必須既能滿足教學(xué)要求，同時又可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且難度上要讓學(xué)生經(jīng)過一定的努力都可以達(dá)到要求。確定項目任務(wù)時，必須根據(jù)學(xué)生相關(guān)專業(yè)課及機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用理論課程的學(xué)習(xí)情況，項目覆蓋有關(guān)學(xué)科知識，小項目可以整合成大項目，為了使不同程度的學(xué)生都有可能參與進(jìn)來，項目分為初級項目、中級項目和高級項目3種。

3.2 設(shè)計實訓(xùn)項目內(nèi)容

在確定項目實訓(xùn)任務(wù)后，教師需要對項目的實施過程的各個環(huán)節(jié)有清晰的了解，以便在教學(xué)中圍繞各個環(huán)節(jié)開展教學(xué)指導(dǎo)，同時還要考慮將各個知識點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合到項目內(nèi)容中去。設(shè)計時，可以將教材中的重要知識點(diǎn)羅列出來并合理地安排到項目計劃中去。

3.3 實訓(xùn)項目的實施

項目實施階段是項目實訓(xùn)教學(xué)法的最重要的環(huán)節(jié)，主要以學(xué)生自學(xué)及團(tuán)隊相互協(xié)作為主。整個過程中，教師要充當(dāng)引導(dǎo)者，需要完成的工作是布置項目任務(wù)，介紹本次任務(wù)涉及到的知識點(diǎn)，讓學(xué)生以小組為單位，共同討論項目，直到完成項目；同時隨時關(guān)注學(xué)生項目進(jìn)程，引導(dǎo)學(xué)生解決在項目完成過程中遇到的各種問題。

3.4 項目的評價考核

項目的評價主要考核學(xué)生完成項目的情況，檢查學(xué)生對相關(guān)知識點(diǎn)的應(yīng)用能力，從而更好地促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。項目教學(xué)法的重點(diǎn)在項目實施的過程而不是結(jié)果，過程性考核主要安排在學(xué)生按項目計劃完成每個階段任務(wù)時進(jìn)行。每個階段任務(wù)完成后，教師根據(jù)階段項目實訓(xùn)的要點(diǎn)對學(xué)生完成的階段項目進(jìn)行考核。

4 結(jié)束語

綜上所述，以機(jī)器人為對象的教學(xué)與其他學(xué)科教學(xué)的最大不同之處在于，機(jī)器人教學(xué)在學(xué)習(xí)上充分滲透了研究性學(xué)習(xí)的思想，而且機(jī)器人教學(xué)實踐性非常強(qiáng)。實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。高校要把實踐教學(xué)和理論教學(xué)擺在同等重要的位置，要不斷改革實踐教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)實踐教學(xué)方法。以機(jī)器人為對象的項目實訓(xùn)教學(xué)法研究，對大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)教育具有重要的現(xiàn)實意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1]秦志強(qiáng)，主編.《基礎(chǔ)機(jī)器人制作與編程》.電子工業(yè)出版社.

[2]秦志強(qiáng)，主編.《C51打片機(jī)與C語言程序設(shè)計——基于機(jī)器人工程對象的項目實踐》.電子工業(yè)出版社.

[3]金鐘夫，主編.《AVR單片機(jī)C程序語言設(shè)計與實踐》.北京航空航天大學(xué)出版社.

[4]馬忠梅，主編.《單片機(jī)的C語言應(yīng)用程序設(shè)計》.北京航空航天大學(xué)出版社.

[5]宗光華，主編.《機(jī)器人的創(chuàng)意設(shè)計與實踐》.北京航空航天大學(xué)出版社.

[6]張玫.項目教學(xué)法在機(jī)器人技術(shù)實訓(xùn)課程中的應(yīng)用[J].