經濟時代“工業機器人”教學方法的探索與研究

周鋒

（江蘇省通州中等專業學校，江蘇 南通 226300）

隨著經濟社會的快速發展，如何節約人力成本成為各行各業發展共同思考的課題。傳統“灌輸式”理論教學模式無法滿足經濟時代“工業機器人”教學需求，新形勢下，教師應充分尊重學生教學主體地位，培養學生在思考和分析問題時融會貫通、學以致用的能力，最終解決問題的能力[1]。接下來，談談對經濟時代“工業機器人”課堂教學的幾點思考。

1 “工業機器人”教學現狀

首先，中國“工業機器人”教學起步晚、尚處初級發展階段，很多院校教學仍處于理論教學、仿真教學階段，理論與實踐脫節嚴重。眾所周知，“工業機器人”課程內容繁雜、涉及面廣，學術理論體系尚不完善，傳統的“灌輸式”理論教學模式無法在有限的學時內完成課程教學任務[2]。其次，“工業機器人”課堂教學脫離了傳統教學，學生缺乏學習興趣與熱情、創新意識不足，導致對知識的遷移性能無法實現，大大增加了學習難度，導致學生對“工業機器人”課程滿意度欠佳。另外，當前國內大多院校“工業機器人”教學多采用理論教學與實踐教學相獨立、分離的教學模式，理論教師與實踐教師之間缺乏交流、溝通，導致教學目的、計劃和方法難以形成結合體，具體教學過程中，很多理論教師與實踐教師多以自我為中心，互相缺乏配合、支持，導致教學計劃與內容難以統籌，且在教學過程中常存在重理論、輕實踐的現象，教學成效欠佳。再者，中國各大院校“工業機器人”課程教學缺乏完善的考核指標、監督體系，仍然沿用傳統閉卷考試的評價方式，難以對廣大師生的教學起到導向作用，這種期末閉卷考試方式下學生多采用考前突擊的學習方式，平時多放松、學習積極性不高，如此難以培養學生知識學以致用的能力，不利于培養學生創造性思維能力。由此可見，經濟時代“工業機器人”教學創新改革至關重要。

2 創新經濟時代“工業機器人”教學具體對策

2.1 采用“立體”“三維”的教學模式

經濟時代，現代化教學技術在教學中的作用十分顯著，作為教師，應積極運用翻轉課堂、慕課、微課等先進的教學技術，尤其要積極運用虛擬現實技術，通過虛擬現實技術中的仿真系統、三維動畫技術為學生創設身臨其境的教學情境，讓學生切身感受工業機器人的組裝、調試和維修工藝，以此來不斷提高教學成效[3]。另一方面，教師應注重將“工業機器人”課程教材、參考文獻、電子課件、實驗室實驗平臺以及新媒體教學技術有機結合在一起，利用現代教學技術將課內講解與課外主動學習融合在一起，實現學習內容的有機結合，培養學生工業機器人編程思路、實操能力，最終培養學生對工業機器人問題的分析和解決能力。

2.2 創新運用“理實一體化”教學模式

2.2.1 創新理論知識教學

新形勢下，教師應一改傳統“灌輸式”理論教學模式的弊端，通過現代教學技術為學生創設真實教學情境。由于教學條件的局限性，不是每所院校都有能力購置工業機器人實物，因此，為了讓學生直觀、全面了解工業機器人涉及的結構、參數和技術，教師應注重發揮多媒體技術中的視頻、音頻、圖片等載體的作用，將工業機器人各細節全面、直觀展示在學生面前。作為教師，在以圖片、視頻等為載體教學時，應配合采用小組合作教學法、案例教學法等來全面講解工業機器人發展歷程、現狀，如此還能激發學生學習興趣與熱情，增加師生之間的有效互動。如在講解“機器人編程”章節知識點時，為提高教學成效，教師可采用問題導向教學法、任務驅動教學法，設計不同的問題和任務，讓學生在解決問題、完成任務的過程中對所學知識進行學以致用，在具體實踐過程中培養學生分析和解決實際問題的能力。在課堂教學過程中，教師還應充分發揮機器人三維可視化離線編程和動態仿真系統的作用。如，利用該系統將零件從甲處順利搬到乙處。利用導入工件及機器人三維模型的方式，通過計算機系統真實再現機器人、弓箭的三維立體虛擬世界，進行動態仿真。

2.2.2 優化實踐教學

“工業機器人”課程是一門實踐性、專業性較強的課程，實踐教學的重要性不言而喻，新形勢下，教師應正確認識到實踐教學重要性，豐富實踐教學方法。積極開展演練示范教學、團隊競賽活動，讓學生自行設計編程進而讓工業機器人直接取代傳統危險環境中的人工作業[4]。值得一提的是，在實踐教學過程中，教師要培養學生安全意識、安全能力，在工業機器人編程、測試與維修過程中，要調成人工手動模式，運用筆芯取代機器人末端執行器，且要及時降低工業機器人運行速度。其次，作為教師，要全程為學生提供正確的示范，強化學生安全意識、規范操作意識，并積極采用小組競賽教學模式，充分激發學生參與實踐的興趣與熱情。要確保所有參賽學生都能夠熟練操作示教器上的每一個按鈕。在講解工業機器人基礎指令時，教師可運用小組競賽法，開展機器人定位精度測量比賽、對機器人測試點進行測量等比賽，將小組競賽結果與學生個人成績有機結合，科學合理衡量學生的知識掌握程度，讓學生在參加小組比賽過程中激發學習興趣與熱情。當學生全面理解和掌握工業機器人基礎操作指令以后，教師可布置課后學習任務，要求學生自己或者小組合作設計機器人行走路線，培養學生動手實踐意識與能力，并將自己的想法貫徹到實處，如此一來，學生不僅能全面掌握工業機器人理論知識，還能掌握專業技能，更能有效培養學生實操能力、創新能力，最終提高“工業機器人”課程教學質量與水平。

2.3 大力開展“工業機器人”課程資源建設

經濟時代，“工業機器人”課程建設直接影響該課程教學有效性、持續性，由于“工業機器人”這一門課程具有專業性、實踐性和操作性，院校應注重研發或引進一批交互性強、質量突出、水平高的課程資源。隨著經濟社會的快速發展，工業機器人產業發展迅猛，各種新設備、新技術和新工藝不斷出現，這就需要專業教師樹立終身學習理念，及時更新知識體系、習得最新技能。基于學生角度而言，加快“工業機器人”課程資源建設步伐不僅能為學生提供豐富的教學資源，還能有效培養學生自主學習能力。基于專業教師角度而言，有效的“工業機器人”課程資源能讓教師有足夠的資源進行因材施教，最終提升教學成效。再者，各大院校應注重加大對“工業機器人”教學的財政支持，如，建立VR機器人維護實訓室、校園網絡體系、工業機器人實訓室等，不斷優化教學氛圍，提高教學成效。

2.4 創新考核評價機制

經濟時代，傳統的“工業機器人”課程考核評價體系無法滿足當前教學需求，切忌將期末考試作為衡量教學和學習成效的唯一標準，應注重采用過程性評價與終結性評價相結合的評價方式，不僅要考核學生的考試成績，更要注重對學生的學習能力、綜合職業能力與創新能力進行科學評價。具體來說，要將理論評價與課程設計評價進行分開，理論知識考核應涉及以下幾點：①平時成績，具體指平時出勤率、課堂表現與日常作業完成情況；②實踐成績，指完成實踐教學內容、實踐報告撰寫情況；③調研報告成績，指利用課外實踐開展的工業機器人綜合調研以及所撰寫的報告水平；④期末考試成績。其次，“工業機器人”課程設計評價應從以下幾點著手：①平時成績包括出勤率、工作態度等；②動作設計、系統設計、編程設計等；③系統軟硬件安裝與調試情況；④課程設計資料的整理與歸納情況；⑤答辯成績。

2.5 通過教學實踐活動培養學生知行合一能力

經濟時代，為了有效強化“工業機器人”課程知識與技能，教師應注重開展各種各樣的教學實踐活動，充分尊重學生的教學主體地位，引導學生發揮主觀能動性，在培養學生動手實操能力的同時，也要注重培養學生創造性思維能力、分析和解決實際問題的能力。其次，在創新改革“工業機器人”教學時，教學側重點應置于設計型、研發型實驗開發建設層面，教師要走下權威的神壇，作為教學組織者、指導者，應注重培養學生自主學習意識與能力。所以，各大院校應加強對實驗室的改革和管理，實現對實驗室的24 h開放，創新實驗室開放管理辦法。作為教師，應注重研制有效的實驗課程，如，機器人本體與運動控制器，確保學生能夠在實驗期間接觸機器人控制更全面、更有效的知識，并貫徹落實到軟件設計開發程序上，實現對工業機器人的有效控制，最終培養學生實操能力、創造性思維能力。

3 結束語

綜上所述，隨著經濟社會的快速發展，工業機器人在各行各業發展過程中的作用越來越明顯，加快“工業機器人”教學改革步伐成為每位工業機器人專業教師共同思考的課題。新形勢下，教師應正確認識到“工業機器人”教學中存在的問題，充分尊重學生的教學主體地位、引導學生充分發揮主觀能動性，積極采用“立體”“三維”的教學模式、理實一體化教學模式，大力開展“工業機器人”課程資源建設，創新考核評價機制，通過教學實踐活動培養學生知行合一能力，如此有利于全方位、多角度提高經濟時代“工業機器人”教學質量與水平，培養出更多符合社會發展需求的技能型、復合型人才。