淺析機電一體化與工業機器人結合教學

廖書琴

摘要：隨著科技智能化的發展，制造也在逐漸實現智能化的發展。而其中工業機器人的高效率更是得到了大眾的認可。因此在培養復合型機械人才時，除了需要學習好工業生產領域智能控制的基礎學科—機電一體化，更需要把握市場需求，行業未來發展，將工業機器人課程加入教學目標中，才能使得自動化專業學生的專業技能得到快速提升，培養出符合企業的人才。本文將對機電一體化與工業機器人結合教學進一步探討。

關鍵詞：機電一體化? 工業機器人? 教學改革

工業機器人是工業生產領域的一種機械手，在生產過程代替人工生產。而機電一體化作為工業機器人的理論基礎，但是實際卻是將兩門課程進行分開教學，使得學生與教師進行重復知識的傳播，浪費了不必要的時間，因此本文將研究兩門課程結合教學的課程設計與趨勢。

1 機電一體化與工業機器人結合教學的優勢

1.1減少交叉知識的教學時間，提高教學效率

一門課程常常是由淺及深，而機電一體化和工業機器人的課程就存在交叉重合的知識點，而往往兩門課程由不同的教師上課，下一位教師不知道上一位教師的教學深淺，只能按照自己的進度重新講課，這樣重復性知識的教學嚴重的拖慢了教學進度，也浪費了不必要的時間。將兩門課結合教學可以由一位老師建立一個理論體系，有效的整理重合知識點，可以提高教學效率。

1.2提高設備利用率

工業機器人的實訓室中需要機電一體化設備，單獨學習的兩門課程需要不同的教室分開購置設備，導致學校固定資產的成本浪費，資金的浪費也不利于學院開展本專業的課外活動。因此兩門課程的結合可以提高設備的使用率，為本專業學生開展更多有趣、實用的活動，為就業打好基礎。

1.3有利于學生了解未來就業前景

在智能制造行業和企業中所需要的的技能和知識不是單獨出現的，而是結合使用，而單獨開課會讓學生認為這是沒有關聯的兩門學科，因此課程與課程的結合能夠讓學生對于未來行業有一個整體概念和規劃，形成一個完整的體系，企業對于人才的需求，行業未來的發展都能一目了然。

2 基于工業機器人與機電一體化的混合教學模式

2.1混合式教學的重點

混合教學模式是以課程的關聯性、前景動態、合作性為核心，進行線上+線下的課堂教學，學生、老師、企業、技術是混合在一起的，加深學生對于兩門課程關聯性的理解和認知，促進高效的學習。充分考慮各方面因素，使得教學效度達到最大。傳統的教學將兩門學科并行在一起，會導致學生的思維出現混亂，不能有效的學習好兩門課程。因此混合教學模式需要關注兩門課之間的聯系以及學生、老師、企業、技術四者之間的互動與交流。

2.2建立工業機器人與機電一體化的混合式教學模型

2.2.1基于教學內容、學生、環境設計的教學設計依據

教學內容為依照企業需求和技術更新選擇工業機器人課程，學習任務主要為掌握機電一體化的相關知識技能以及工業機器人工作程序的編寫，并可以操作工業機器人進行工作。機電一體化是自動化控制的基礎知識，屬于理論為主，而工業機器人作為一種執行裝置，主要注重操作，因此需要格外注意學生的綜合能力培養。學生屬于對于科技信息化教學興趣正濃的時期，動手操作能力較強，且在本課程開展之前已經了解過相關內容，并具備一定的知識操作技能。教學在線上線下同時進行，建立虛擬與現實的結合，網上開展機器人學習課程，線下建立機器人的實訓場地。

2.2.2應用任務驅動實現課程體系的建設

對兩門課程的特征、知識點、技能進行分析和整理知識點和技能點進行整理，最終編排出教學體系，主要分為任務導入—任務分析—實施—課下擴展—考核六個板塊，實現學生高效率的掌握工業機器人的理論與操作。將實際操作、虛擬設計、理論學習相結合，建立一個線下和線上的教學環境，實現兩門課程結合的協同作用。

任務的導入：以機電一體化為教學基礎，進行相關理論知識的學習后引入工業機器人的教學，觀看工業機器人在各行各業中的應用視頻，讓學生對于工業機器人有個基礎認識。

任務分析：對教學目標進行分析，比如工業機器人的原理探究，機電一體化的原理等。工業機器人的學習需要學生對于機電一體化的知識有一定的了解，因此教師需要尋找兩門課程的共通性，使得學生能夠將兩門課程結合起來學習。

任務的實施：將理論轉化成實際操作，引導學生根據機動一體化的原理設計機器人的運動軌跡和流程設計，在采用虛擬的操作平臺進行模擬演示最后進行實際平臺的展示。

課后擴展：課內課外需要進行銜接，將課程操作轉化成實際操作，可以進行課后任務的擴展，布置開放式任務，讓學生根據所學知識進行設計，尋找在線教學資源進行輔助完成課后作業。

多維評價考核：因為是混合式的學習因此考核需要進行過程和結果的考核，理論知識與操作能力的綜合考核，不光要對工業機器人進行掌握，對于機電一體化也要進行理論考核。

3 實現機電一體化與工業機器人產學研的共同體

機電一體化與工業機器人課程的結合教學就是為了適應社會，因此需要強調以就業為導向的課程學習，進行校企合作。構建兩者的產學研體系可以有利于學生對于行業的了解，也影響著課程的專業化、應用性和可操作性。

3.1針對性培養學校人才，提供實操環境

除了對于學生機電一體化和工業機器人的理論知識培養，更需要注重培養的人才符合企業要求，因此需要進行針對性培養，這與建立的課程體系息息相關，豐富課程的內容，提高學生的學習效率，達到實用性的目的。企業與學校的實訓合作，有利于工業機器人的實操環境的建立，使得學生的實踐能力得到提升。

3.2企業的合同制培養

校企合作就是資金和研究技術的緊密結合，學校與企業簽訂合同，學校輸送符合標準的人才，企業進行進一步的培養，在生產車間進行實踐教學，達到實訓目的。這種方式是有利于學校解決學生的就業難問題，將學校與企業無縫銜接，促使學生能夠在實際操作中學會解決問題的能力，適應本行業和社會。校企合作進行工業機器人教學的操作技能培養模式，才能培養出符合企業需求的人才。

3.3校企進行聯合科研

校企的合作模式對于工業機器人的創新和發展是有意義的，學生能夠將理論知識轉化成實際的操作是離不開實踐的。學校輸送專業人才，進行研究的實操性，有利于人才的研發。企業也可以引進最新的研究技術，提升自身的技術基礎。達到雙贏的局面，不僅讓學生適應了社會，提供繼續科研的環境，也可以改進企業的技術，促進行業技術與的發展。

4 結束語

將機電一體化與工業機器人的課程進行結合教學，可以減少學生重復學習理論知識的時間，增加實際操作時間，提高教學效率。學校與企業的合作也有利于機電一體化和工業機器人的有機結合，不僅讓學生將理論與現實結合，提高學生的學習能力，更對于學生的未來就業有重要意義，提高專業的教學效果。

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