項目導(dǎo)向教學(xué)法在工業(yè)機器人技術(shù)課程中的應(yīng)用

摘 ? ?要： 工業(yè)機器人技術(shù)是一門專業(yè)性和實用性非常強的課程，目前主要教學(xué)模式偏重理論講授，實踐操作教學(xué)所占比例較少。本文提出工業(yè)機器人技術(shù)課程中應(yīng)用項目導(dǎo)向教學(xué)法，學(xué)生在完成相應(yīng)項目任務(wù)過程中學(xué)習(xí)知識和技能。項目導(dǎo)向教學(xué)法將理論知識融合于實踐，以學(xué)生為中心，有助于培養(yǎng)學(xué)生積極性，提高實際動手能力。

關(guān)鍵詞： 項目導(dǎo)向教學(xué)法 ? ?工業(yè)機器人技術(shù) ? ?主動性

一、引言

目前工業(yè)機器人制造技術(shù)已經(jīng)成為一個國家制造業(yè)水平高低的標(biāo)志，工業(yè)機器人幾乎用于生產(chǎn)制造各個領(lǐng)域。隨著國家人力資源成本上升，機器人在企業(yè)中的應(yīng)用優(yōu)勢越來越凸顯。企業(yè)對掌握工業(yè)機器人技術(shù)的技能型人才的需求越來越大，當(dāng)然對工業(yè)機器人技術(shù)人才的要求越來越高。工業(yè)機器人技術(shù)是一門涉及多學(xué)科知識同時是實踐性很強的專業(yè)課程。高職院校該課程的教學(xué)目標(biāo)是：以工業(yè)機器人實驗室的設(shè)備實際案例為切入點，以傳動機構(gòu)、電動機工作基本原理為基礎(chǔ)，以PLC控制技術(shù)和通訊技術(shù)為重點，學(xué)習(xí)掌握工業(yè)機器人保養(yǎng)、維修與操作基本技術(shù)。純理論教學(xué)模式已不適應(yīng)社會和技術(shù)需要。采用項目導(dǎo)向教學(xué)方法，有利于工業(yè)機器人技術(shù)人才培養(yǎng)。項目導(dǎo)向教學(xué)方法指教師按教學(xué)目標(biāo)設(shè)計出相應(yīng)的項目，通過對每個項目“教學(xué)做一體”化的學(xué)習(xí)和實訓(xùn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動性和積極性，從而達到人才培養(yǎng)目的[1]。

二、工業(yè)機器人技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀

工業(yè)機器人技術(shù)課程是高職自動化專業(yè)一門主干課程，這門課程學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容有：機器人的機械結(jié)構(gòu)、傳感器在機器人上的應(yīng)用、機器人的驅(qū)動系統(tǒng)、機器人的控制系統(tǒng)、機器人的編程語言及機器人的應(yīng)用。教材不同，內(nèi)容雖然有所變化但基本內(nèi)容大致相同。這些內(nèi)容有個最大特點就是理論性非常強。職業(yè)院校培養(yǎng)工業(yè)機器人技術(shù)人才的目標(biāo)是：掌握工業(yè)機器人的保養(yǎng)、維修與操作基本技術(shù)。從這個目標(biāo)來看，要求實踐性課程環(huán)節(jié)較多，與學(xué)習(xí)內(nèi)容理論性相矛盾。在這種矛盾的情況下，理論課程比較抽象，同時單純理論學(xué)習(xí)往往不能讓學(xué)生將所學(xué)知識與實踐聯(lián)想起來，如雖然學(xué)習(xí)了傳感器方面的知識，但是不知道傳感器如何在機器人上應(yīng)用，更不能舉一反三。同時學(xué)生被動地接受理論知識，缺乏主動性，這種情況下容易產(chǎn)生厭學(xué)情緒。工業(yè)機器人技術(shù)涉及多門學(xué)科知識，需要學(xué)生主動學(xué)習(xí)相關(guān)知識，綜合運用。就算開設(shè)一些驗證性實驗課程，不能發(fā)揮學(xué)生開創(chuàng)性思維，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。實驗課上，實驗機理固定單一，且實驗?zāi)Ｊ娇贪?，學(xué)生只需按照實驗指導(dǎo)書上的步驟即可完成實驗，未能為學(xué)生預(yù)留出思考空間，機器人的系統(tǒng)控制、編程語言的應(yīng)用、機器人的驅(qū)動等細節(jié)無法深入學(xué)習(xí)。

三、項目導(dǎo)向教學(xué)法設(shè)計要點

（一）依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置項目任務(wù)。

設(shè)定好教學(xué)項目中的任務(wù)，教師起非常重要的作用。設(shè)定教學(xué)項目任務(wù)之前教師要深入研究與課程相關(guān)的需要運用理論知識或者實踐知識解決的各種問題，同時要結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有理論和實踐知識水平。把教學(xué)任務(wù)設(shè)計好以后，合理安排教學(xué)計劃，學(xué)習(xí)任務(wù)可以書面形式下發(fā)給學(xué)生。

（二）制訂實施項目任務(wù)的具體計劃。

由于學(xué)生愛好、興趣和技能知識水平不同，實施計劃的設(shè)置需要根據(jù)學(xué)生實際水平。具體計劃可以分為多個部分：基礎(chǔ)部分、提高部分、發(fā)揮部分等，以適應(yīng)不同水平層次學(xué)生完成相應(yīng)的任務(wù)難度與工作量要合理設(shè)置，任務(wù)工作量過大遠遠超出學(xué)生能力，學(xué)生難以完成。任務(wù)工作量過小，學(xué)生提前完成，未能很好掌握相關(guān)知識點。

實施過程計劃中可以列明需要哪些知識，查閱哪些手冊;實施過程計劃中還要寫明是個人完成還是團體完成，如果是團體完成，明確小組成員及職責(zé);同時項目實施計劃時間的安排表不能少。

（三）項目實施。

在項目實施過程中，教學(xué)階段是教師、學(xué)生、設(shè)備互動階段，也是老師邊講解邊操作，學(xué)生邊聽講邊操作設(shè)備。在學(xué)生實做階段，要發(fā)揮學(xué)生積極主動性，根據(jù)任務(wù)要求及時間安排完成，以實現(xiàn)“教學(xué)做”一體的教學(xué)模式。

（四）項目評估。

對于教學(xué)項目的完成要及時評估和總結(jié)，也可以說是反饋。這個過程中包括考核、實訓(xùn)總結(jié)、作業(yè)等。

在任務(wù)評估過程中，任務(wù)評估標(biāo)準(zhǔn)表的制定很重要，要按教學(xué)目標(biāo)的知識點和技能點細化，列出評分考核點。其中評分可以分為自我評分、同學(xué)互評、教師評分，評分比例可以根據(jù)具體項目不同設(shè)計。自我評分有助于學(xué)生認識自身優(yōu)點和不足;同學(xué)互評可以促使學(xué)生互相學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)他人長處，同時在交流中進步、成長;教師評價主要是對任務(wù)知識點和技能點進行強化與總結(jié)。

四、工業(yè)機器人技術(shù)項目導(dǎo)向教學(xué)法設(shè)計

下面以“模塊化機器人與工業(yè)機器人的認識”項目為例，講述工業(yè)機器人技術(shù)課程教學(xué)中如何應(yīng)用項目導(dǎo)向?qū)嵤┙虒W(xué)。

（一）依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，設(shè)置項目任務(wù)。

教學(xué)目標(biāo)是了解什么是機器人，了解機器人發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢;掌握機器人的整體結(jié)構(gòu);掌握機器人的相關(guān)參數(shù)。這些教學(xué)目標(biāo)就是本項目的任務(wù)。

（二）制訂實施項目任務(wù)的具體計劃。

制訂具體計劃，查閱非常多的相關(guān)資料。對機器人的由來發(fā)展趨勢及結(jié)構(gòu)等資料要盡量多地收集。

通過對搜集資料分類、整理，對比較新知識點、技能點在制訂計劃過程中需要注意問題的導(dǎo)入和時間的分配，讓學(xué)生在整體上對任務(wù)設(shè)計有所了解，計劃的設(shè)定就是任務(wù)執(zhí)行思路。

（三）項目實施。

在項目實施過程中，教學(xué)階段是教師、學(xué)生、設(shè)備互動階段，也是老師邊講解邊操作，學(xué)生邊聽講邊操作設(shè)備。在學(xué)生實做階段，要發(fā)揮學(xué)生積極主動性，根據(jù)任務(wù)要求及時間安排完成，以實現(xiàn)“教學(xué)做”一體的教學(xué)模式。整個過程中，教師起著協(xié)同作用。任務(wù)實施要調(diào)動學(xué)生積極性，所以要多設(shè)置問題，非技術(shù)問題可以不具體。如針對項目任務(wù)：了解什么是機器人？

對于這個任務(wù)可以讓同學(xué)們分組討論，討論結(jié)果可以書面形式寫下來作為小組項目執(zhí)行成果。也可以就討論結(jié)果讓小組推薦一人表述。鍛煉同學(xué)們的協(xié)調(diào)組織能力及表達能力成為項目中的一個任務(wù)。

對于具體問題，如機器人的整體結(jié)構(gòu)是什么樣子的？可以根據(jù)實訓(xùn)室里的設(shè)備參考搜集的資料完成。在完成具體問題過程中老師起引領(lǐng)作用。

（四）對項目任務(wù)實施進行評估。

當(dāng)一個教學(xué)項目完成時，要及時評估和總結(jié)，也可以說是反饋。這個過程中包括實訓(xùn)總結(jié)、作業(yè)考核等。

其中任務(wù)考核針對不同項目考核標(biāo)準(zhǔn)及考核手段可以靈活多樣。對項目完成情況的評價可以作為成績考核標(biāo)準(zhǔn)。如對一個項目設(shè)置總分數(shù)為100分，學(xué)生自己、同學(xué)之間、教師對學(xué)生都可以進行評分。

其中評分可以分為：自我評分、同學(xué)互評、教師評分，評分比例根據(jù)具體項目不同設(shè)計。自我評分有助于學(xué)生認識自身優(yōu)點和不足：同學(xué)互評可以促使學(xué)生互相學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)他人長處，同時在交流中進步、成長;教師評價主要是對任務(wù)知識點和技能點進行強化與總結(jié)。

在任務(wù)評估過程中，任務(wù)評估標(biāo)準(zhǔn)表的制定也很重要，按教學(xué)目標(biāo)的知識點和技能點進行細化，列出評分考核點（見下表）。

表 ? ?完成任務(wù)評分表

在對“模塊化機器人與工業(yè)機器人的認識”項目任務(wù)的評估中，總分是百分制，機器人的認識占20分，發(fā)展趨勢論述占20分，機器人的整體結(jié)構(gòu)占30分，參數(shù)認知占30分。任務(wù)評價欄讓學(xué)生和教師對任務(wù)進行點評，寫出對任務(wù)的評價?？梢栽诒碇刑顚懺u分細節(jié)，哪些地方失分，進一步改正措施是什么等。

五、結(jié)語

項目導(dǎo)向教學(xué)法在工業(yè)機器人技術(shù)課程中的應(yīng)用，能讓學(xué)生在完成任務(wù)的過程中學(xué)習(xí)新技能、新知識。任務(wù)實施是以學(xué)生為中心，學(xué)生作為主要參與者，讓學(xué)生主動學(xué)習(xí)、探究、分析、完成任務(wù)，發(fā)揮創(chuàng)新思維，提高學(xué)習(xí)主動性。當(dāng)學(xué)生看著自己完成的任務(wù)作品時，會產(chǎn)生成就感，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成良性循環(huán)[3]。

參考文獻：

[1]邵長春.弧焊機器人和變位機的耦合與解耦分析.廣西科技大學(xué)，2013-07-01.

[2]陳瑜.項目式教學(xué)法之我見.時代教育，2012.12.

[3]李水明.任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法在傳感器技術(shù)課程的應(yīng)用.教育界，2015-04.

基金項目：2015年柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院立項課題《模塊化機器人實訓(xùn)設(shè)備在教學(xué)中的應(yīng)用研究與實踐》（合同編號：2015-B10）。