機(jī)器人工程專業(yè)在新工科背景下的教學(xué)模式探討

鄭燦香

摘?要：就目前而言，中國(guó)智能制造業(yè)在我國(guó)政策和行業(yè)形勢(shì)的推動(dòng)下得到了飛訊的發(fā)展，機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也十分迅速，因此，智能制造行業(yè)就需要大量的人才儲(chǔ)備，在教育教學(xué)中，機(jī)器人學(xué)科成了一門新工科，機(jī)器人學(xué)科的人才培養(yǎng)模式還是在不斷地摸索、更新和完善中。當(dāng)下傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)新工科的發(fā)展要求。所以，將新工科背景下機(jī)器人工程專業(yè)的人才需求為導(dǎo)向，分析了現(xiàn)在人才培養(yǎng)中的不足之處并提出合理的解決措施。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人工程?新工科?教學(xué)模式?實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?隊(duì)伍建設(shè)?人才培養(yǎng)

“中國(guó)制造2025”的核心內(nèi)容是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器人，因此也明確了機(jī)器人的發(fā)展方向，機(jī)器人技術(shù)在智能制造產(chǎn)業(yè)中的作用非常大。因?yàn)樵诋a(chǎn)業(yè)界機(jī)器人運(yùn)用的比較廣泛，所以，學(xué)校為了社會(huì)人才需求進(jìn)行了工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域人才的培養(yǎng)，工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域人才主要是培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的操作、示教編程、工業(yè)機(jī)器人的維修與護(hù)理。可是，當(dāng)前我國(guó)發(fā)展十分迅速，人才已經(jīng)滿足不了社會(huì)的需求。

一、工業(yè)機(jī)器人工程專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足之處

為了祖國(guó)的發(fā)展，社會(huì)人才的需求，學(xué)校為祖國(guó)和社會(huì)培養(yǎng)一部分機(jī)器人技術(shù)相關(guān)專業(yè)的人才，因此，機(jī)器人工程專業(yè)開(kāi)始誕生。現(xiàn)在，我國(guó)機(jī)器人工程專業(yè)課程的設(shè)立已經(jīng)通過(guò)批準(zhǔn)，已經(jīng)有86所本科院校設(shè)立了機(jī)器人工程專業(yè)課程，因?yàn)樵撜n程屬于新工科，因此對(duì)人才的培養(yǎng)模式還不是很完善。雖然我國(guó)有86所本科院校創(chuàng)建了機(jī)器人工程專業(yè)課程，但是這方面的相關(guān)人才的培養(yǎng)模式和課程的創(chuàng)建還不是很完善，因此，也就談不上可以滿足市場(chǎng)和社會(huì)的需求，就目前而言，機(jī)器人工程專業(yè)課程人才培養(yǎng)模式不健全、知識(shí)結(jié)構(gòu)單一、實(shí)踐應(yīng)用能力以及創(chuàng)新性都存在不足之處。

1.課本知識(shí)不新穎

在高校中機(jī)器人工程專業(yè)課程其實(shí)是新型工科專業(yè)，此行業(yè)技術(shù)隨著時(shí)代的發(fā)展而不斷發(fā)展，不管是從基礎(chǔ)理論研究還是技術(shù)水平都在不斷更新，可是，高質(zhì)高效針對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)課程教材并沒(méi)有更新，因此，這就導(dǎo)致了在校學(xué)生不能從課本中獲得有關(guān)于機(jī)器人相關(guān)的最新動(dòng)態(tài)和最新知識(shí)。

2.傳統(tǒng)教學(xué)模式

現(xiàn)在，學(xué)校對(duì)于機(jī)器人工程專業(yè)的教學(xué)方法并沒(méi)有進(jìn)行更新，還是使用傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)模式，教師還是課堂的主體，教師在課堂中傳授知識(shí)，學(xué)生在下面聽(tīng)，這種被動(dòng)接受知識(shí)的過(guò)程是難以讓學(xué)生接受，這就導(dǎo)致了課堂教學(xué)效率低下，學(xué)生們自主學(xué)習(xí)能力差的主要原因。

3.理論與實(shí)踐脫節(jié)

現(xiàn)在，對(duì)于機(jī)器人工程專業(yè)課程的開(kāi)設(shè)基本上就是理論教學(xué)，并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的動(dòng)手實(shí)踐操作課程，比如，我們?cè)诮淌跈C(jī)器人控制技術(shù)，這一課程內(nèi)容的實(shí)踐性比較高，理論知識(shí)并不能完全詮釋實(shí)踐課程，可是，在絕大多數(shù)的課堂教學(xué)中還是以理論教學(xué)為主，因此，這一課程的教學(xué)內(nèi)容就賓得比較抽象，不容易被理解，使得學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)質(zhì)量也難以提升。

4.實(shí)踐效果不理想

從我國(guó)高校現(xiàn)階段機(jī)器人工程專科學(xué)生實(shí)習(xí)階段來(lái)看，機(jī)器人工程專業(yè)比較常見(jiàn)的實(shí)習(xí)方式為兩種，一種是見(jiàn)習(xí)：把實(shí)習(xí)生分配到比較致命的機(jī)器人工廠進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)，觀察工程內(nèi)機(jī)器人從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、加工、裝配、調(diào)試和使用過(guò)程，這種形式是讓學(xué)生了解機(jī)器人生產(chǎn)的全過(guò)程，這種只觀看不動(dòng)手操作的見(jiàn)習(xí)效果不佳;另一種是：金工實(shí)習(xí)：讓實(shí)習(xí)生了解創(chuàng)造機(jī)器人所使用的基本工具，這種見(jiàn)習(xí)方式的基礎(chǔ)性和專業(yè)性不佳。

5.有的教師工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足

高校的機(jī)器人工程專業(yè)的教師大部分都是畢業(yè)后任職的，對(duì)于機(jī)器人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。時(shí)代在進(jìn)步，技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，高職高校的機(jī)器人工程專業(yè)的教師只注重科研教學(xué)，并不注重實(shí)踐教學(xué)，也就是說(shuō)沒(méi)有實(shí)踐的科研教學(xué)就不能轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，不僅如此，絕大部分的教師在教學(xué)的過(guò)程中并沒(méi)有將課程知識(shí)與實(shí)際案例相結(jié)合，不能進(jìn)行企業(yè)合作的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，因此，學(xué)生的機(jī)器人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)就特別匱乏。

二、機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索實(shí)踐

機(jī)器人工程專業(yè)與其他專業(yè)不同，不僅要注重理論教學(xué)，更加要注重實(shí)踐教學(xué)，只有轉(zhuǎn)變教學(xué)模式才能從根本上激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性與提升學(xué)生的專業(yè)知識(shí)。為此，文章從以下幾個(gè)教學(xué)模式方面進(jìn)行創(chuàng)新。

1.借助網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行教學(xué)

隨著經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)得到普及，就算我們不出門也可以了解更多的新聞，不僅如此，我們?cè)诮虒W(xué)的過(guò)程中也可以運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)，比如，教師可以先從網(wǎng)上搜索和下載關(guān)于機(jī)器人相關(guān)的知識(shí)、;妏與文獻(xiàn)，還可以從網(wǎng)上下載不同的機(jī)器人圖片以及機(jī)器人的相關(guān)視頻，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)向?qū)W生展示和普及當(dāng)前機(jī)器人最新的發(fā)展動(dòng)態(tài)，在激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)還可以確定學(xué)習(xí)方向和學(xué)習(xí)目標(biāo)。

2.從整體認(rèn)知到改進(jìn)創(chuàng)新

設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過(guò)程其實(shí)就是一個(gè)觀摩和創(chuàng)新的過(guò)程。高職高校可以先斥資股買機(jī)器人，用于學(xué)生們實(shí)踐，比如，教師再讓學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人拆解的過(guò)程中對(duì)整個(gè)拆解步驟進(jìn)行記錄，測(cè)量不同零件的形狀和尺寸，并且對(duì)不同的零件進(jìn)行記錄，拆卸完畢后再進(jìn)行重組，讓機(jī)器人恢復(fù)原有的模樣，接下來(lái)教師可以讓學(xué)生通過(guò)三維建模軟件把拆卸下來(lái)的所有零件畫(huà)出來(lái)，課程的最后讓學(xué)生進(jìn)行裝配和動(dòng)畫(huà)仿真。上述所講主要是為了先讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人有了一個(gè)基礎(chǔ)了解，如內(nèi)部構(gòu)造、工作原理以及控制方式。再讓學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人的改進(jìn)和創(chuàng)新，教師只需要提供機(jī)器人的指標(biāo)參數(shù)即可，學(xué)生通過(guò)教師提出的指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后用3D打印機(jī)把設(shè)計(jì)好的機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)圖制作出來(lái)，在進(jìn)行零件的裝配，最后讓學(xué)生進(jìn)行編程控制從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的功能。其實(shí)這一個(gè)過(guò)程就是先模仿現(xiàn)有的機(jī)器人，在進(jìn)行創(chuàng)新的過(guò)程，這種教學(xué)方式其實(shí)就是教師考察每位學(xué)生知識(shí)的掌握能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力以及動(dòng)手能力。

3.項(xiàng)目式教學(xué)方法

項(xiàng)目式教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)方式不同，項(xiàng)目式教學(xué)就是讓學(xué)生進(jìn)行動(dòng)手操作，讓學(xué)生在動(dòng)手操作的過(guò)程中掌握所學(xué)到的知識(shí)還可以進(jìn)行舉一反三。不僅如此，一個(gè)項(xiàng)目可以涉及很多學(xué)科的不同制式的運(yùn)用，擴(kuò)展學(xué)生的見(jiàn)識(shí)度。項(xiàng)目式教學(xué)可以說(shuō)讓學(xué)生更能清楚地了解學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)習(xí)變得更具趣味性，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，讓學(xué)生感受學(xué)以致用的成就感。不僅如此，項(xiàng)目式教學(xué)還可以讓學(xué)生了解機(jī)器人工程的整個(gè)制作過(guò)程。

4.專業(yè)師資隊(duì)伍建設(shè)

其實(shí)機(jī)器人工程專業(yè)是一門新型工科專業(yè)，高校機(jī)器人專業(yè)的教師比較稀缺，不僅如此，高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)教師有一部分還不是機(jī)器人方向的，因此，高校機(jī)器人專業(yè)教師隊(duì)伍需要專業(yè)教師的加入，學(xué)校可以通過(guò)教師轉(zhuǎn)型、企業(yè)引進(jìn)等方式進(jìn)行。

5.比賽促學(xué)習(xí)

為了提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、積極性，學(xué)校可以組織機(jī)器人相關(guān)的比賽，通過(guò)比賽的形式調(diào)動(dòng)學(xué)生們學(xué)習(xí)機(jī)器人專業(yè)知識(shí)的積極性，在參與比賽的同時(shí)還可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能，機(jī)器人比賽的過(guò)程中需要多人配合進(jìn)行完成，還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)能力、團(tuán)結(jié)能力以及解決問(wèn)題的能力。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)器人這門課程其實(shí)是一門新型工科專業(yè)，不僅如此機(jī)器人專業(yè)還是一門涉及多門學(xué)科知識(shí)的專業(yè)，因此人才的培養(yǎng)非常重要。隨著時(shí)間的推移，經(jīng)濟(jì)技術(shù)的快速發(fā)展，為了社會(huì)和企業(yè)的需求，高職高校應(yīng)該不斷更新教學(xué)模式、師資力量，提升教師的綜合實(shí)踐能力，進(jìn)行校企合作，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目研究和比賽，培養(yǎng)出一群有扎實(shí)基本功和動(dòng)手能力強(qiáng)的人才。

參考文獻(xiàn)

[1]紀(jì)克玲，李永民.基于數(shù)字化富媒體教材的開(kāi)發(fā)及推廣[J].職業(yè)，2019（09）：85-86.

[2]吳文強(qiáng)，朱大昌，江帆，陳從桂，劉鎮(zhèn)章.機(jī)器人工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案探索[J].高教學(xué)刊，2017，（15）.

[3]王穎，高尚，苗志懷.機(jī)器人技術(shù)本科實(shí)踐教學(xué)課程創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)[J].高校實(shí)驗(yàn)室工作研究，2017，（3）.

[4]杜壯.未來(lái)五年機(jī)器人發(fā)展十大焦點(diǎn)解讀《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2016，（11）：44-45.