理實一體化項目式機器人教學探究

宮赤坤 陳雄武

摘要：傳統機器人教學是以教師為主體，通過填鴨式知識灌輸實現理論教學，但教學效果欠佳。本文將理論與實踐相結合并以項目為載體實現機器人教學，從項目式機器人教學概念和特點出發，說明項目式教學的重要性與必要性，同時也給出了實施項目式機器人教學的幾點意見和評價。

【關鍵詞】傳統教學;填鴨式;項目式;機器人教學

Research on the theory and practice integration project robot teaching

GONG Chi-kun ?CHEN Xiong-wu

（University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093，China）

【Abstract】Traditional robot teaching is based on teachers， and theoretical teaching is achieved through duck-feeding knowledge infusion， but the teaching effect is not good. This article combines theory and practice and uses projects as the carrier to implement robot teaching. Starting from the concept and characteristics of project-based robot teaching， it explains the importance and necessity of project-based teaching， and also gives some points for implementing project-based robot teaching. Opinion and evaluation..

【Key words】Traditional teaching; duck-ducking; project-based; robot teaching

眾所周知，傳統機器人教學方法片面側重教師教而忽視學生學，在一定程度上造成了學生知識結構呈斷點式、分散式現象，同時在教學考核中過多涉及機器人理論知識使學生喪失學習興趣。由此可見，傳統機器人教學方法既不利于培養學生創新性思維，也無法達到教學目的。但隨著科技發展，高校機器人教育方式與學習方法發生了巨大變化。教學模式由單一化變為多樣化，由歸納型轉為演繹型，由以教為主發展為以教為輔。理實一體化項目式機器人教學就是在此基礎上產生的，它完美地將枯燥理論融入實際項目中，解決了現代機器人教育弊端，提高了學生的專業能力和學習興趣。

一、項目式機器人教學的概念與特點

項目式機器人教學是指高校中的機器人專業授課教師遵循機器人教學目標設定相關機器人項目，以探究問題或完成任務為出發點，充分利用機器人項目固有屬性，引導學生學習機器人理論知識，使“教、學、做”三合一，培養并挖掘學生的探索、實踐和創新能力。由此可見，項目式機器人教學方法具有以下特點：

第一，項目式機器人教學要求高校機器人專業授課教師結合校本理論知識設定一個或多個機器人教學項目并緊緊圍繞這些項目展開教學，引導學生“提出問題、做出假設、收集資料、設計方案、動手試驗、提取信息、思考總結、探討交流”。在實際教學過程中，機器人專業授課教師可將學生分成若干組，將知識點和教學任務植入機器人項目中，由學生根據要求獨立或以小組形式共同完成，使學生親身體驗到“邊做邊學”、“緊跟項目”的快樂，讓理論知識更容易牢記、掌握。

第二，項目式機器人教學實現了由“教師教為主”向“學生學為主”的轉變，改變了傳統教授理論知識方式，更加注重實踐教學。但項目式機器人教學須滿足以下幾個條件：第一，學生必須通過項目吸收并掌握機器人理論知識且教師必須基于項目完成教學任務;第二，機器人項目必須能夠喚起學生深度思考，對學生的概念化能力、演繹推導能力、總結溝通能力和創新實踐能力有所幫助;第三，在項目式教學過程中，授課教師應努力把項目與其他學科相結合，體現出機器人學是一門交叉性學科。

二、項目式機器人教學的重要性與必要性

項目式教學是當下機器人教學改革方向。隨著智能制造技術的發展，高科技人才需求量變大而機器人專業人才儲備量卻相對較少。為了將機器人專業人才培養方向與企業相結合，滿足區域產業升級對人才的需求，項目式機器人教學是改革實施的必然方法。采用項目式機器人教學益于促使學生認清理論學習與實際應用區別，幫助學生養成做項目的習慣與規范，提高學生就業能力，為用人單位降低人才培養成本。

項目式機器人教學不僅可以提升教師綜合能力，而且能帶動學生積極性。機器人學是一門交叉性學科，對授課教師有更高要求，它需教師掌握多門學科知識以保障教學內容、教學目標與實際機器人項目高度契合，對提升教學質量和學生專業技術有重要意義。

三、項目式機器人教學的實施以及注意點

項目式機器人教學的關鍵在于項目設計，它的合理性直接影響教學效果。因此在實施項目式機器人教學時需注意以下兩個方面：第一，項目編排合理性。項目設計要有明確教學目標，要求授課教師在總體學習目標框架上再細分出一個個小目標，將每個細化后的小目標按知識點重要性和難易程度進行簡單編排，本著先易后難、循序漸進原則把理論知識滲入項目中，通過零散小目標體現出總學習目標。第二，項目設計需符合學生特點。不同學生對機器人專業知識接受和消化能力不同，教師在設計項目時要從實際出發，充分考慮學生現有知識儲備和認知能力，做到因材施教。

項目式機器人教學需以教學場地、教學設備為支撐，實施起來主要分為兩種類型：第一，校內項目式機器人教學。校內項目式機器人教學可根據學院開設課程特點選取前人已研究過的典型項目進行剖析，亦可結合教師所接項目自命題，創造性地提出具體要求讓學生進行機器人設計、仿真、研制與調試。教師可把課堂分為理論講解、項目教學兩部分，通過簡單理論形成知識過渡階段，具體應用穿插于項目講解中。

第二，校外項目式機器人教學。校外項目式機器人教學是通過學生在企業實習的機會，參與并跟進企業有關機器人方面的研發、測試項目。這是一個極其鍛煉學生綜合能力的方式，能夠讓學生走出校園、融入到企業的大環境中，通過與機器人行業的專業人士共同探討機器人方面的新技術、新器件，拓寬學生的知識面與視野，將企業項目需求和校園科研相結合。總之，無論實施校內還是校外項目式機器人教學，都有利于學生更早接觸機器人行業，提高學生的實踐能力。

四、項目式機器人教學的評價

項目式機器人教學是一種科學的教學方式，它以項目為主導，具有可控性高、師生互動性強、靈活性突出、知識傳授快等諸多優勢。從更高層面看，學生、教師以及高校都完成了學習任務、教學目的和培養目標，具有良好的收益效果。

五、結語

隨著機器人技術的飛速發展和區域產業升級，企業對機器人方向的人才需求日益增加，間接地對教學方式提出了更高要求。在傳統教學模式與教學理念弊端面前，采用項目式機器人教學方式很好地解決了理論與實踐相脫離的現象，為培養高素質、專業型機器人方向的人才提供了巨大幫助。

參考文獻：

[1]馬志敏.項目式教學在《工業機器人技術》課程中的技術應用[J].教育現代化，2016，9（26）：230-235.

[2]徐涵.項目教學的理論基礎、基本特征及對教師的要求[J].職教論壇.2007（3）：35.

[3]沈田.項目教學法在電子類專業應用型本科人才培養中的運用研究[J].信息通信.2016（6），282-283.