面向工程對象的工業機器人專業教學方法略談

賴偉華

摘 要 隨著數字化技術的不斷發展，機器人科技不斷應用到生產生活的各個方面。機器人專業教學也不斷受到相應的重視，面向對象的工程教學方法在專業機器人教學中的應用能夠更好地提升教育教學效果，激發學生學習興趣，讓學生真正參與到機器人實踐中。本文先闡述了面向工程對象的教學方法內涵解讀，面向工程對象的工業機器人專業教學方法的特點及體系結構，接著提出了完善面向工程對象的工業機器人專業教學方法體系制定，以便更好地提升教育教學效果。

關鍵詞 面向工程對象 工業機器人 教學方法

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2018.07.050

A Brief Talk on Professional Teaching Methods of Industrial

Robots for Engineering Objects

LAI Weihua

（Guangdong Lingnan Industry and Commerce First Technician College， Guangzhou， Guangdong 510800）

Abstract With the continuous development of digital technology， robotics technology has been applied to all aspects of production and life. The professional teaching of robots has also received corresponding attention. The application of object-oriented engineering teaching methods in professional robot teaching can better enhance the effect of education and teaching， inspire students' interest in learning， and enable students to truly participate in robot practice. This article first elaborates the interpretation of the teaching methods for engineering objects， the characteristics and system structure of professional robot teaching methods for engineering objects， and then proposes perfecting the professional robot teaching method system for engineering objects so as to better improve education and teaching effect.

Keywords for engineering objects； industrial robots； teaching methods

高職院校中工業機器專業的教育教學改革已經成為當前行業發展的需求。通過面向對象的工程教學方法在專業機器人教學中的應用可以使得機器人教學更加具有針對性，讓學生積極參與到機器教學中，并將自身學習的理論知識納入其中，在讓學生學習到相關理論知識的同時，還能夠提升學生的實踐能力。學生在這種教學方法中能夠通過自身實踐并了解企業需求，以此更好地提升機器人教育教學效果。

1 面向工程對象的教學方法內涵解讀

面向工程對象的教學方法是基于具體的工程項目進行教育教學，通過對相關的教學資料進行準備，并在實際教學中結合項目進行理論知識教學，開展實驗以及創新活動等，針對性相對比較強的工程教學方法。工程領域教學中項目教學法、案例教學法是其典型的教學方式。面向對象的工程機器人教學中教學方法的應用要注重培養社會需求人才，只有滿足社會的發展需求才能夠更好地推進教育教學方法的應用，以此更好地提升教學效果。機器專業教學的目的是培養德智體美勞全面發展的人，也要能夠積極學習科學文化知識，以便更好地完善自身結構。學生只有獲取一定的新知識、新技能，以此不斷地適應工作需求。學生在學習中可以到實際企業中進行實習，對企業生產流程進行熟悉，并具有一定的安全防護意識，按照相關的規章流程進行具體操作，嚴格遵守各種生產流程，注重環境保護，并具有獨立解決問題的能力。學生在學習中應該能夠掌握最基本的機器人操作，并對維護、調試等方面的知識進行熟知，具備機械結構設計、控制、操作等技能，還要能夠對機器系統進行模擬，對系統進行維修和管理，以此更好地為生產進行服務，培養高素質的技能人才。

2 面向工程對象的工業機器人專業教學方法的特點及體系結構

面向工程對象的教學模式是面向具體的工程目標，主要表現出以下幾個特點：在教育教學中利用任務驅動的教學方式對知識點進行講解，然后按照實踐、歸納、推理、再實踐的方式對知識進行驗證。這種教學方式中教師更多地是對學生進行指導，教學內容也更加具有針對性，學生在具體實踐中學習相關的知識內容，具有明確的目標也能夠更好的激發學生學習的積極性，提升教學效果。為了實現更好的教學效果，在教育教學中需要按照一定的教學大綱，對教學內容進行鉆研制定相應的教學計劃。可以結合工程對象的具體教學內容設計相應的問題，要將課程內容和技能分開講解，對知識進行重新組合，根據具體任務講解相關知識內容，對于知識的設置要能夠覆蓋大綱中知識點的內容。面向工程的對象教學方法注重教學各個環節之間的聯系，不僅包括相應的課程內容，工程實踐訓練，科技創新活動，學生的畢業設計等，以此通過各個環節之間的相互聯系，相輔相成，促進學生掌握科學的世界觀和方法論。

3 完善面向工程對象的工業機器人專業教學方法體系

為了更好地推進面向工程對象的教學方實施，在教育教學中要注重采用開放式的教學模式，通過和先進技術相結合推進教育教學的開展。在教育教學中通過引進德國比較先進的教材和技術，在結合自身發展的基礎上對產品進行本土化融合，以此在教育教學中進行應用，此外，還要形成具有自主知識產權的附屬品，例如教案、教材等。還要注重和相關企業進行合作，制定出典型的工程對象，針對性地制定出適合教育教學開展的教材、設備等，以此更好地提升教育教學效果。

3.1 完善教學平臺

面向工程對象的工業機器人專業教學中要注重構建適宜教學、科技研究和試用比賽的學科服務平臺，使得平臺具有開放性、擴展性以及包容性方面的特點。可以是小組自主的機器人，主要融合了小車機械、工程機械、智能傳輸等協調一體，從而制定更加完善的機器人平臺。通過對教學平臺進行創新，能夠更好地滿足面向工程對象的機器人專業教學的需求，通過機電一體化，教授機器人相關專業知識。通過相關平臺的建設，能夠更好地滿足教師的教學需求也能夠極大提升學生的學習興趣，將智能協調和無線通訊結合起來。平臺要做到向所有用戶進行開放，以便滿足學生實踐學習需求。

3.2 多層次實踐載體設計

面向工程對象的工業機器人專業教學中可以將嵌入式系統作為課程學習的平臺，并在學習中將各種語言學習進行集中，通過這種教學方式不僅能夠大大節約教學時間，還能夠最大程度上提升教學效果，對學生實踐能力的提升也具有重要的作用。利用平臺進行學習學生能夠積極主動地參與其中，極大提升學生學習興趣。學習平臺中會涉及到不同層次的實踐項目，學生通過平臺的學習可以滿足不同層次、不同基礎的學生對機器專業知識進行學習，以此更好地滿足學生在實踐方面的需求。例如基于 PIC/BS/BASIC 系統機器人的設計不僅可以作為電子專業學生學習的項目也可以作為非電子專業學生進行學習的載體。C51/AVR/ARM 系列教育機器人、工業機器人可以作為創新實踐的基礎。自由度比較大的機器人適合基礎比較好，喜歡鉆研的學生開展實踐活動。為此，可以將教學設計做成以下幾步：第一步是進行基礎知識的學習，也就是對專業知識進行認知，主要是以基礎知識為主，學生進行基本操作。在學習中以基礎機器人為對象以及相應的傳感器。第二步主要是進行拓展性實驗的開展，學生對實驗進行設計、研究，并以較為高級的機器人為學習實驗的對象。第三步主要是進行創新性的實驗，通過構建機器人的產學研平臺，教授給學生智能化的知識體系，以此完善學生的知識體系。

3.3 多種教學模式結合

面向工程對象的機器人專業教學中主要是對傳統教學方式進行突破，與傳統教學方式相比，這種教學方法在教學、實踐等方面都做出了一定的改進。在教育教學中機器人教學的工程對象主要是采用C51/C 語言進行教學，并以具體的項目為核心，將教學中將理論知識和實踐結合起來。學生在學習中可以將自己學習的知識體系應用到實踐中，也能夠在實踐中及時檢驗自己學習的理論知識。學生如果在課上沒有完成也可以在課下根據自己的進度繼續實踐。對于學生的評價方式也做出了相應的改革，對學生的評價不僅僅是成績的獲得，還根據學生的實踐效果進行評價，這種對學生的評價方式可以在一定程度上激發學生學習的積極性，提升教育教學效果。

3.4 結合實際就業進行教學

學生學習的最終成果是畢業設計，這也是學生在校的最后環節。畢業設計是對自身學習知識的綜合應用，畢業設計的制作一般時間比較長，應用知識比較廣泛，也是反映教師教育教學質量的重要一環。面向工程對象的機器人專業教學中注重培養技能型人才，為此，在畢業設計中可以和實際的就業需求結合起來，畢業設計的選題可以直接與企業發展對接。即畢業設計的內容可以來源于企業的實際生產需求，可以是學生的實習企業選擇相應的題目讓學生進行設計，對畢業設計的過程可以按照相關生產的需求進行。學生在做畢業設計時教師和企業工程師都可以作為指導，學生最終的畢業設計成果也可以在企業生產中進行應用檢驗。通過將畢業設計和實際生產需求結合起來，可以更好地加大產學研的結合力度，極大的提升學生的實踐效果。將學生的畢業設計從企業自身發展實際角度出發，使得學生的設計更加符合社會發展需求，更好地實現教學目標。對學生的畢業設計進行考核時，比較注重過程考核，對學生能力以及創新等方面的考核。畢業設計的考核一般包括三個階段，每個階段占到不同的比例，最終組成對學生的考核分數。對學生創新性進行考核的指標主要是是否考慮到設計產品的可靠性、技術以及結構的應用等，每個階段的考核都有一定的指標，通過這種方式能夠更好提升學生的競爭創新意識。當前機器人專業教學的畢業設計一般和工業園公司相結合，通過這種方式能夠極大地提升學生畢業設計的效果。

4 結論

面向工程對象的教學方法是基于具體的工程項目進行教育教學，通過對相關的教學資料進行準備，并在實際教學中結合項目進行理論知識教學，開展實驗以及創新活動等，針對性相對較強的工程教學方法。為了更好地推進面向工程對象的教學方實施，在教育教學中要注重采用開放式的教學模式，通過和先進技術相結合推進教育教學的開展。在教育教學中通過引進德國比較先進的教材和技術，在結合自身發展的基礎上對產品進行本土化融合，以此在教育教學中進行應用，此外，還要形成具有自主知識產權的附屬品，例如教案、教材等。還要注重和相關企業進行合作，制定出典型的工程對象，針對性地制定出適合教育教學開展的教材、設備等，以此更好地提升教育教學效果。在工業機器人專業教學中還要不斷探索教學方法的應用措施，以便更好地提升教育教學效果。

參考文獻

[1] 王迎暉.工業機器人專業人才培養模式的探索與研究[J].當代教育實踐與教學研究，2017（5）：48-49.

[2] 王迎暉，邵磊.面向工程對象的工業機器人專業教學方法研究[J].教育現代化，2017.4（40）：49-50，55.

[3] 王軍，李明.面向機器人工程對象的“創新研究型實驗”課程建設[J].實驗室研究與探索，2013.32（6）：279-282.