高職院校工業機器人創新實踐教學研究

于霜

摘 要：隨著現代科技的發展，工業機器人現已廣泛應用于工業生產實踐中。工業機器人是面向工業領域的多關節機械手或多自由度的機器裝置，它能自動執行工作，是靠自身動力和控制能力來實現各種功能的一種機器。它可以接受人類指揮，也可以按照預先編排的程序運行，現代的工業機器人還可以根據人工智能技術制定的原則綱領行動，其技術融合了機械原理、電子傳感器等眾多先進技術，而進入到教育是其領域的擴大與發展。針對目前國內工業機器人課程教學中存在的一些問題，結合多年教學經驗，總結高職院校在工業機器人實踐教學中提高學生創新能力的一套行之有效的方法，教學實踐表明文中所闡述的教學方法效果顯著。

關鍵詞：高職院校 工業機器人 實踐教學

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0025-01

針對高職院校學生開展機器人教育，讓學生在進入社會之前，了解工業機器人的發展現狀，理解機器人的工作方式，學習編寫機器人控制程序，提高分析問題和解決問題的能力，在此過程中培養學生的動手能力、協作能力和創造能力，對今后工作的開展是有益處的，使高職院校的學生在將來激烈的工作應聘中更具競爭優勢[1]。

1 存在的問題

工業機器人教育在高職院校的開展目前已有部分成效，但總結起來仍有一些局限性[2]。（1）高職院校學生在學習工業機器人這門課程之前，需要具備一定的機械結構和控制理論等方面的基礎知識，而我國大部分高職院校在此方面課程開設上稍有欠缺，導致學生此環節基礎薄弱。因此，學生缺乏必要的基礎知識是面臨的第一個問題。（2）目前用于教育的工業機器人產品缺乏規范性，品牌繁雜，且自成體系，互不兼容，開放度較低。因此，如何選擇合適品牌的工業機器人用于實踐教學是面臨的第二個問題。（3）工業機器人教學所使用的“教材”質量不高，大多屬于“產品說明”或“用戶指南”之類。因此，教材的選擇與編制是面臨的第三個問題。（4）當前高職院校開展機器人教育，在一定程度上是由企業來推動的，教育職能部門的不重視是面臨的第四個問題。（5）師資隊伍的良莠不齊是工業機器人教育面臨的第五個問題。因此，對高職院校學生開設的工業機器人課程進行教學方法的研究，意義深遠。

2 具體的措施

針對上述目前教學中存在的問題，結合本人多年來的上課經驗，現從以下幾點闡述所采取的教學方法：

（1）明確高職院校學生對工業機器人課程的要求。高職院校的學生更加強調的是動手能力，是要學會如何“操作”。因此在課程教學過程中，對于那些理論較深的知識，盡量用簡單的語言加以解釋，并結合實踐操作使學生理解。在最終考核的時候就可以直接采取實踐操作的方式進行考核，而不采用傳統的卷面理論考試。

（2）工業機器人產品選擇。工業機器人產品是進行實踐教學的主要載體，因此選購工業機器人時，除了考慮價格因素外，還要考慮學生的實際情況，所選的工業機器人應具有易操作性、環境適應性強、產品升級方便、兼容性好等特性。根據多年調研，ABB公司生產的多款離線編程工業機器人具備這樣的性能，如RobotStudio型號的工業機器人。

（3）工業機器人教材的選擇。工業機器人課程教材是學習機器人知識的主要來源。目前國內教育界還沒有統一的工業機器人教材。根據本人多年的工業機器人課堂教學經驗，ABB公司編寫的工業機器人教材相比于市場上其他教材，該教材內容詳實且淺顯易懂，適合高職院校學生。

（4）針對高職院校學生確定合適的教學內容。根據筆者多年的教學經驗，對高職院校學生開設的工業機器人課程大致包括的內容有：①工業機器人的概念、原理、結構、發展及應用等基礎知識；②工業機器人的編程語言及程序開發；③工業機器人的硬件模塊的搭建與維護；④工業機器人創新能力與知識競賽；⑤與工業機器人相關企業建立實踐互動環節。

（5）課堂教學策略。在課堂教學中應注重培養學生的獨立性和自主性，啟發學生的創造性，強調理論知識與實踐環節的結合。因此，在教學策略上要注意一下幾個方面。①教學思想的開放性。所謂教學思想的開放性，也就是在課堂教學是不以一種機械模式去從事教學活動，而是積極調動學生的積極性，使學生主動地去從事某種活動。開放性思想的形式是全方位、多角度的，通過這樣的形式使課堂形成一種輕松、愉快的氛圍，這樣學生才會在一種愉悅、活潑的環境中學習。②學習方式的多樣性。根據課堂上學習內容的不同，采取不同的學習方式。比如，在課堂教學中針對某一開放性的話題，就可以采用探究式的學習方式，這樣學生不僅可以得到預設的答案或結果，又可以從不同角度探究富有創造性的超出預設答案或結果。再比如，針對一些比較難以理解的課堂內容，可以借助一些輔助設備，例如多媒體，通過動畫給學生提供一個虛擬的學習環境，可直觀形象的理解其所學習的內容，最大程度的發揮各自的想象力，以提高學習效率。③教學模式的綜合性。針對高職院校工業機器人的教學，我們可以根據教學目標和教學內容，教學環境和教學條件來選擇各種基本的教學方法或綜合性的教學方法，如實驗法、討論法、演示法等。

（6）教學評價。不論是在國外還是國內，不論是高等院校還是高職院校，工業機器人教學作為一門課程，都還處于初步探索階段，并沒有引起教育職能部門的足夠重視。因此，工業機器人在高校教學中的評價與普通課程也有所不同，一般采取定性定量相結合的方式來進行其教學效果的評價，且以定性為主。

3 結語

工業機器人的發明、研究及應用實踐是以科學研究和社會生產為需求的，進入到教育是其領域的擴大與發展。但是，由于它所涉及知識的廣泛性和涉及技術的綜合性，這都使的工業機器人對教育而言具有更多的價值。因此，針對高職院校開設的工業機器人課程，開展對工業機器人課程教學體系進行深入研究，具有現實意義。有助于培養學生的邏輯思維能力和動手能力，這樣課堂教學質量才會穩步上升的。以上教學方法經過了多年的教學實踐驗證，效果顯著，但有些方法還存在不知，仍需加以改善。

參考文獻

[1]張杰峰，劉傳勝.離線編程示教的工業機器人教學研究[J].裝備制造技術，2014（10）：222-223.

[2]李鳴華.機器人教育的教學設計[J].信息技術課堂，2007（8）：98-101.

[3]邢曉莉.高職院校開設工業機器人課程的探索[J].湖南農機，2013（7）.