基于應用型人才培養的工業機器人應用技術課程教學改革研究

胡曉芳 張淼 遼陽職業技術學院

一門專業性較強的專業課與普通理論課有著很大的不同。首先，專業課是培養更高層次的技術應用型人才，課程內容不但理論基礎性較強，同時專業實踐性操作內容量大，專業術語多，對學生的專業學習水平要求高。專業課的教學宗旨要求是學生學會專業技能，以能解決生產生活中的技術性問題。比如智能電器設備的軟硬件設計、電力系統故障檢測與維修以及大型貨物的機械搬運控制等等，都需要相關技術人員不僅對專業理論有較好的理解，更具備操作、設計、掌握設備的軟硬件結構及互相連接等技能。那么，如何把學生培養成符合標準的應用型人才，是值得反復研究的問題。

工業機器人應用這門專業課專業性很強，在理論授課過程中，單純的語言敘述和板書很難使學生掌握技術性知識點。而且課程有些圖形和名稱復雜、繁多。這就需要多媒體輔助教學。在多媒體教學中將圖文生動的展現在大屏幕上，有些知識點有必要配備視頻和動畫演示解說。這種圖文聲多種形式一體的教學能激發學生的空間想象力和理解力，從而加強對知識的理解和掌握。

1 設置微課、慕課，實現翻轉課堂。

工業機器人應用這門課的知識體系邏輯性很強，每個具體的知識模塊也很細化。按照既定的課程順序進行授課學習，學生無論在哪一學習環節出現問題，而沒有掌握知識點，在進行下一步學習時都很困難。這樣授課教師除了課堂教學正常講授以外，把每一小模塊知識點以微課的形式展現視頻，讓學生時時可以學習，回顧或是補習，并逐步擴大到慕課。使學生無論在哪個環節學習出現問題都可以回頭反復學，不受時間、地點的限制。同時課件中穿插動畫演示，和本課程在生產生活中的應用等相關視頻內容。例如《經濟半小時》播出的“誰搶了機器人的工作”、“調酒機器人”、“機器人奧林匹克”等等。學生了解本課的應用前景及重要性，學習興趣會大大提高，學生學習的主動性提高了，學習的意識形態也會隨之改變。

教師在本門課講授過程中，要將授課內容與社會工作崗位需要對接，讓學生懂得學習本門課的就業導向，提出本門課良好的學習方法，使學生即掌握本領，又少走彎路。

翻轉課堂很久以前就在國外流行，是借助微課、慕課改變傳統教學模式的主要手段。這樣可以實現學生實時學習為主，教師課堂講授為輔的教學模式。老師不是在學生沒有任何基礎的情況下授課，而是學生已經學到了知識，來到課堂上將疑問真正學懂，學會教學重點、難點。課堂變成了一個互相討論的平臺，學生可以放開自己的思想向老師提出問題并互相探討。使學生成為學習的主體。老師從“講臺上的圣人”變成了“身邊的教練”，真正起到了促進學生學習的作用。翻轉課堂的目標是實現個性化教學，學生能夠根據自己的節奏隨時對老師的視頻內容學習。這樣能夠達到學生在最需要老師的時候，老師能夠幫助他們。學習的過程包括知識的傳遞和吸收內化，傳統的授課模式可能將這兩部分同時在課堂進行，而學生離開課堂后有些知識并不能完全內化，翻轉課堂解決了這樣的難題。

2 項目化教學的必要性。

項目化教學是專業化課堂教學中的必然體現。因為項目化教學具有實踐性、自主性、發展性、綜合性、開放性等特點。這一教學模式能使項目主題與真實的工作環境和任務完成緊密聯系，使學生的學習更貼近實際應用。現代企業以及科研機構面對的課題都是多學科的交叉和融合。同學在選擇主要項目進行實施時，對輔助本項目相關知識也要求理解會應用，這樣能有效促進學生創造力的提高。根據現代企業的要求，設計合理的項目教學方案，使學生能從學中到“工作應用”再從“工作應用”回到學。這樣，學生對所學內容會有一個更深刻的認識。這其中離不開教學實驗設施這些硬件條件。以碼垛機器人為例，首先讓設備復位，準備進入工作狀態。首先讓箱子進入到輸入傳送帶上，入口處的光電管感應到有箱子進入時，箱子滾筒傳送帶啟動，箱子被輸送到轉向裝置位置時，觸發計數光電管，程序根據箱子碼放的形式，控制入箱的數目來啟停箱子輸入傳送帶。根據程序設定的要求，每當需要將箱子轉成90度時，轉向裝置的氣缸帶動擋板回退，箱子的一個邊角與擋軸碰撞后，并在滾筒傳送帶作用下，箱子圍繞擋軸立即轉向90度。如果箱子無需轉向時，滑輪版伸出，使箱子避開擋軸，箱子不進行轉向直接進入規整排列裝置。給學生講述簡單的工作流程，然后以小組的形式讓每一組同學自己設定程序，完成這一相應的運行過程。在項目訓練過程中，讓學生熟悉項目流程，直到學生能夠準確無誤地按項目需求完成該項目，再進行下一個項目教學內容設計并實施。

3 參與機器人大賽的意義與必要性。

現在很多高校都在針對不同的學科進行校級、市級、省級國級競賽。比賽能更好地推動學生學習的積極性和好奇心。比賽能提高參賽學生開發、研制高科技的興趣、愛好與水平。通過對大賽的籌備，學生能將各種學習資源充分利用，并主動思考與探索，是學生創新能力的體現，是深化科教興國戰略方針的新舉措。

通過機器人競技比賽，不僅培養學生的動手能力、創新能力，同時能提高學生的綜合素質水平。在備賽期間，學生要用配件搭建智能機器人模型、編寫程序，反復不斷地調試程序，優化程序和機器人結構，使機器人能夠完成挑戰賽的任務。在籌備期間，學生們想要完成任務，就必須在互聯網上搜集資料，向指導教師請教問題，到圖書館查閱資料以及與隊友交流、探討問題等等。機器人大賽以科技含量高、學科跨度寬、參與面廣和展示性強，在國際上有著很強的影響力。它涉及人工智能、圖像處理、通訊傳感、精密機構和自動控制等多領域的前沿研究和技術集成。目前已經形成了一個國際聯盟的人工智能和機器人項目開發目標，被世界各國科研機構和眾多高等院校重視。機器人大賽能起到“以賽促練，以賽促教”的作用。學生在參加完機器人大賽后，在就業方面更有競爭優勢。不但自身的擇業標準提高，而且更能得到企業的青睞。學生進入到企業后，進步成長快，很大程度上會創造出新的科技成果。

4 教師應當去企業調研，實現教學內容與企業生產對接。

科技的迅猛發展推動著企業、社會不斷向前邁進。高校由于教學條件等一些因素的限制，教學內容與企業有脫軌現象。因此，畢業生到就業崗位上以后，很難適應企業的技術要求。就業難也是主要因為學生的技術水平達不到企業的要求。而有技能功底的學生恰恰相反，他們擇業機會較多，甚至在工作中進步快跳槽到更好的企業。為了使技能教學更貼近于企業生產，提高學生的擇業能力，教師應該對企業的生產技術要求有所了解。這樣在教學內容設置上主要針對企業生產的技術指標。教師對實驗室新引進的設備的重要應用部分重點講解，并讓學生主動上手操作，反復試驗。同時，學校應給學生提供開放的實驗室，使學生在技能學習上不局限于時間的限制，這樣的教學會給學生一個更好的成長空間。

5 提高技能教學的考核標準。

工業機器人應用專業課包括理論教學和實踐教學兩部分。首先學生對理論內容有一定的理解和掌握，才能進行實踐操作。這樣，在理論教學部分，除了一些硬性定理要求學生記住，大部分知識點學生理解到位，就達到考核要求。假設理論考核占這門課考核比重30%，則實踐教學占70%。因此，實踐考核中，評分標準應該細化，對每一個實驗設置環節分。對實驗完成效果不同的同學評分拉開檔次，并設置獎懲措施。增強學生爭優的主動性。

6 總結現代學生特點，因材施教。

如今，數字化校園的建設大大地提高了學生獲取信息的速度。大數據時代已向我們走來。學生應該會在合理的時間內對數據截取、處理，并整理成所需信息。學生手中的移動設備不再只是業余休閑娛樂的工具，而是學習的有利平臺。新時期的學生是數碼達人，天生的“互聯網”和游戲愛好者。他們有個性，更愿意主動嘗試，而不是被動聽講。他們保持注意力的時間較短，傾向于碎片化內容。他們喜歡簡潔、清晰、準確、精煉的信息。教學者抓住了學生的這些特性，才會有效地利用好信息化教學手段。信息多元化能打破常規的思維定式，思維定式是技術創新的最大障礙。工業機器人這門課程最終運用到生產應用和新產品研發。教師除了對這些新的課程方法運用好以外，還要教給學生搜集信息的能力。知識時時在更新，學生無論在學校還是在就業崗位上，都需要不斷地學習。那么學生就應該學會怎樣檢索優良的教學資源。這一本領能讓學生受益終生。“授之以漁，不如授之以漁”。學生的成長和成才是每一位老師一直研究的重要問題。創新是一個國家進步的靈魂，高校肩負著培養創造力人才的重要使命。而直接履行使命的是課堂教學的教師。教師必須掌握新方法，思想時時更新，才能為國家和社會培養合格的人才貢獻力量。

[1]趙俊芳，崔瑩。翻轉課堂的內在意蘊及高校教學改革的未來走向.中國高教研究.2016年第6期

[2]劉翠紅，陳秉巖，王建永.基于學生實踐和創新能力培養的實驗教學改革.科技創新導報.2011.01

[3]張亮.基于微課的翻轉課堂教學模式在《基礎英語》中的可行性研究[A].海外英語.2016年11月

[4]郭磊磊，樊景博.移動學習背景下微信支持高校教學的實踐研究.商洛學院學報.2016年10月.

[5]陳大偉，孟曉莉.信息化環境下高校教師信息素養現狀及培養策略[j].現代教育論壇.2008(9)

[6]仇潤鶴，孔培德，劉堂友.電氣信息類工程型人才培養模式研究與實踐[J].云南大學學報.2012(33)