POL項目教學在機器人中的應用

馬麗

摘 要：POL是（Project-oriented Learning）的英文縮寫，即是一種以項目或任務為驅動的教學方法，以引導學生自主學習，培養自主構思、自主設計、自主實現、自主運行的能力，激發學生創新力和問題解決的實踐能力為主要目標的學習方法。把這種教學方法應用在機器人開發研制領域是最合適不過了，機器人技術是一個集環境感知、軌跡規劃、機械手應用等功能于一體的機電一體化系統。它是集中了計算機、機構學、傳感技術、電子技術、人工智能及自動控制等多科而形成的高新技術。

關鍵詞：POL項目數教學法；機器人技術；自動化控制

1 POL項目教學

POL教學模式可以理解為定義式教學、項目教學，或者是任務驅動教學等等，是師生通過共同實施一個完整的項目工作而進行的教學活動。我的理解是，經過多年的教學改革后發現并沒有改變教師教得累，學生學得苦的問題后的一種返璞歸真。說的通俗些，我認為POL教學模式就是師傅帶徒弟的模式。修車的師傅從來不給徒弟將理論上怎么修車，徒弟怎么學會用銼、涂膠和扒外胎的呢？任務驅動，必須學。小木匠沒有課本給徒弟上課，徒弟照樣可以做出小板凳，為什么？項目驅動，必須做。POL教學模式并非什么創新，實質就是古人說過的：師者，傳道、授業、解惑也。學生在分領任務后動手去做，老師的任務就是適時、適當、適量的“解惑”。

隨著工藝的革新，科技的發展，傳統的“師傅帶徒弟”也必須給予改革的色彩。POL教學模式雖然說是“師傅帶徒弟”，但是在真正引入現代的教學過程，必須要遵循一定的規律。

2 充分發揮POL教學的優勢

2.1 POL教學模式用于學習一定的教學內容，能將某一教學內容的理論、知識和實際技能結合起來。重點是基本的技能知識的體現。我們本次的項目就是排爆機器人。

2.2 POL教學模式要充分發揮學生的主觀能動性，在教學中要求獨立制定計劃并實施，一定時間范圍內自行組織、安排自己的學習行為，并能夠自己克服、處理在項目工作中出現的困難和問題，鍛煉學生自我解決問題的能力。

2.3 POL教學模式重在過程中的師生互動，小組合作，共同完成任務，有明確而具體的成果展示。就像我們這次培訓中排爆機器人的項目教學中，“解惑”教師囊括了軟、硬開發和機電、電子多個專業的一個團隊，而學生也是有自己的開發小隊，有名稱、LOG、口號，有人負責程序的編寫和調試，有人負責電路的設計、制作、調試和搭建，還有一批人負責軟硬件的結合性的構建等，就是體現POL教學模式中團隊協作的重要性。

2.4 POL教學模式中的項目要具有一定的難度、綜合性、探究性，能讓學生在運用新學習的知識、技能，解決過去從未遇到過的實際問題，做中學，學中做，邊做邊學。最好與實際生產過程或商業經營活動有一定的關系。

3 實踐POL教學模式遵循的原則

3.1 POL教學模式必須以學生為主體、中心，以教師為主導、協助。一切以學生為中心，教師只是指導員、協調員、觀察員、主持人。

3.2 項目選擇要適當。以培養目標為依據，按教學內容的需求，結合學校的實際情況，選取現實的對象、材料為項目；項目既要包含基本的教學知識點，又能調動學生解決問題的積極性。項目的選取最好由教師和學生共同參與，教師要注意啟發學生去主動發現身邊的素材，選擇難度適合的工作項目。

3.3 創設協作學習的環境，利用好學習資源。項目完成過程中要讓學生有多種機會在不同的情境下應用所學的知識，充分運用現代教育技術的手段給學生提供多種學習資源；要積極創設學生小組討論交流的情境，讓學生在群體中共同批判各種觀點和假設，協商解決各種難題，使學生群體的思維與智慧為每個學生所共享，從而達到全體學生共同完成學習任務。

3.4 以項目完成情況評價學生。教學是圍繞完成項目設計來展開的，所以評價學生學習效果應以完成項目的情況來評定，強調過程評價、綜合評價，而不是圍繞常規的教學目標進行的。排爆機器人各小隊之間就有預賽和決賽，以此刺激性評價方式來激勵學習。

4 POL教學模式組織過程

通過研制我心中機器人實踐活動，使學生擴大視野，增長有關機器人等方面的科學知識。培養學生動手、動腦的能力。在組織POL模式教學時，教師應該注意把握好組織的每一個環節和細節，分步驟進行。

第一階段：活動準備——設計活動方案；明確任務。

設計要求：設計一種防爆排雷機器人裝置，通過安裝Android2.3操作系統的手機完成遙控，分別完成直行、上坡、下臺階、轉彎、排爆及攜彈至排爆點這一系列動作。

（1）完成隊名、口號、logo、宣傳畫的設計。

（2）完成排雷機器人圖紙設計零件圖、裝配圖的設計，包括：機器人動力及轉向設計、排雷裝置設計、確定機器人的具體任務要求，根據任務初步擬定機器人的技術參數、運動形式、驅動方案、傳動方案、控制方案等。

（3）完成排雷機器人零部件齒輪的加工和若干部分的安裝。

（4）完成排雷機器人的組裝與整機調試。

（5）提交團隊建設報告、項目開發報告、教學報告及產品設計報告。

第二階段：活動展開--分組，確定負責人和指導老師、分階段、明確各階段任務、檢查任務完成情況、糾正過程中的錯誤、階段性動員。

第三階段：活動總結--開總結會、展示成果、物質或精神獎勵、交流經驗。

POL教學模式要根據學校具體的教學資源情況，因地制宜的使用，不能盲目套用。應該結合教學實際及培養目標的需要，先從學校領域和校企合作出發，由教師自行設計一些圍繞與教學內容相關的涵蓋一定知識內容的 “基礎性項目”，探索積累“項目教學”的經驗。

5 做中學，學中練

（1）以小組為單位，選隊長起隊名，口號，做出宣傳畫。（2）學生對自己心中機器人結構構思，出草圖。（3）隊長分工。（4）學生自由制作，教師巡視，或詢問、或指導、或鼓勵。（5）交流作品，學生自我評價，完成相應表格。（制作獎）（6）評出“精美獎”。

6 教學心得體會

在教學過程中，使得學生體會POL的教學理念，體驗它具體的實施過程，在學習中學生確實遇到了各種各樣的問題，如調試思路正確但是沒有能夠進行找到合適的方法進行進一步的實驗，讓學生體驗理論+細心+實踐才能在實際生產中體現所學知識的價值。更加深入了解了AD9軟件及相關組件的組裝，也對機器人有了更深入的了解。讓學生明白：

第一、通過實踐真正覺得自己可以做些什么了有點存在的小成就感；第二、通過機器人實習，加強了學生的動手實踐能力和設計創新精神；第三、讓大家體會的團隊精神；第四、當遇到實際問題時，只要認真思考，運用所學的知識，一步一步的去探索，是完全可以解決遇到的一般問題的。

機器人項目教學的目的主要是：使學生對機器人相關操作有一定的感性和理性認識，培養和鍛煉我們的實際動手能力。把的理論知識與實踐充分地結合，作到不僅具有專業知識，而且還具有較強的實踐動手能力。使學到獨立思考解決問題、出現差錯的隨機應變和與人合作共同提高的能力，今后的學習工作中應該更輕松，自己也都能扛的起并高質量的完成項目。

參考文獻

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