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《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)改革的研究與實踐
重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院 寇曉培 張濤然 2020/8/29 21:58:50
項目說明： ①重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目（項目編號:183002）； ②重慶市普通本科高校新型二級學(xué)院建設(shè)項目（渝教高[2018]22號）
摘要：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程主要面向自動化專業(yè)、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生傳授工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)組成、示教——再現(xiàn)等方面的專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機(jī)器上示教編程和自動化生產(chǎn)線調(diào)試的能力。本文通過分析工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用課程存在的教學(xué)問題，對該課程的教學(xué)方法進(jìn)行了有益的探索。通過課程教學(xué)改革的實施結(jié)果表明在培養(yǎng)學(xué)生對工業(yè)機(jī)器人知識的掌握和應(yīng)用能力的提高方面取得了良好的效果。
關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用 教學(xué)改革 工程實踐
正如比爾•蓋茨所言：機(jī)器人將對人類的工作、交流、學(xué)習(xí)和娛樂等方面產(chǎn)生重要而深遠(yuǎn)的影響，如同計算機(jī)在過去幾十年中給世界所帶來的改變一樣。工業(yè)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的重要一員，也是目前技術(shù)發(fā)展最成熟、應(yīng)用最多的一類機(jī)器人，可在保障穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的同時大幅提高生產(chǎn)效率，降低次品率。工業(yè)機(jī)器人作為先進(jìn)制造業(yè)中不可替代的重要裝備，已經(jīng)成為衡量一個國家制造水平和科技水平的重要標(biāo)志之一。國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)所表現(xiàn)出來的爆發(fā)性發(fā)展態(tài)勢，將帶來對能安全和熟練使用工業(yè)機(jī)器人的作業(yè)人員的大量需求[1]。本文通過探索《工業(yè)機(jī)器人計算及應(yīng)用》課程的改革，讓學(xué)生通過該課程能夠熟練掌握工業(yè)機(jī)器人的操作、維護(hù)、保養(yǎng)等方法并兼顧掌握相關(guān)理論知識。
1、《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》課程概述
《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》課程是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)的核心課程，實踐性較強(qiáng)[2]。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以熟練操作工業(yè)機(jī)器人，掌握典型工業(yè)機(jī)器人的在線示教方法，具備分析和解決工業(yè)機(jī)器人編程問題的能力。
2、《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》課程的教學(xué)現(xiàn)狀
依據(jù)當(dāng)前社會對工業(yè)機(jī)器人示教人才、調(diào)試人才和操作人才迫切需求的形勢，目前《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》的教學(xué)方式還存在一些不合理之處：
（1）教材內(nèi)容陳舊，形式單一。課程的教學(xué)內(nèi)容更新遠(yuǎn)落后于機(jī)器人技術(shù)和人工智能的最新發(fā)展，這是“機(jī)器人”學(xué)科普遍存在的問題。
（2）缺少實踐環(huán)節(jié)。工業(yè)機(jī)器人的基本工作原理是示教——再現(xiàn)，示教尤為重要。目前，教師課堂講授的內(nèi)容過多，學(xué)生缺少獨立思考和動手實踐的環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生對應(yīng)示教和再現(xiàn)理解不夠深刻。
（3）缺少具有工程實踐背景的一線教師。機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)是一門新興的技術(shù)，有的高效教師雖進(jìn)行過相應(yīng)的操作培訓(xùn)、暑假實踐等，但缺少直接參與工程項目的經(jīng)驗，對工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用理解不夠深刻，使學(xué)生的學(xué)習(xí)難度增大。
（4）缺少可供學(xué)習(xí)操作的教學(xué)設(shè)備。機(jī)器人實驗室的建設(shè)成本較高，傳統(tǒng)教學(xué)過程中進(jìn)行理論講解，視頻學(xué)習(xí)，學(xué)生缺少實驗操作，無法激發(fā)學(xué)生積極深入學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)的興趣。
3、《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》課程的教學(xué)改革
（1）教學(xué)內(nèi)容以教材為主，網(wǎng)絡(luò)為輔，緊跟機(jī)器人前言技術(shù)的最新發(fā)展步伐
對于教材中學(xué)生應(yīng)該掌握的理論知識，教師在上課前可先通過網(wǎng)絡(luò)收集最新的相關(guān)案例或者小視頻，授課時引出案例，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣；課程結(jié)束時布置一個“課題任務(wù)”，分小組讓學(xué)生課下進(jìn)行調(diào)研、信息檢索等活動，以此讓學(xué)生更加關(guān)注工業(yè)機(jī)器人行業(yè)前沿，增長見識，明確規(guī)范等。
（2）改變授課模式，以學(xué)生為主導(dǎo)
目前，高校授課方式大多以教師講解為主，并且大多講解的是教材中的知識點。但由于課程內(nèi)容大多為傳統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，缺乏國內(nèi)外機(jī)器人技術(shù)的前沿進(jìn)展和最新成果的介紹，以至于導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性不高，無法起到夯實學(xué)生學(xué)科基礎(chǔ)的作用，也無法達(dá)到拓展學(xué)生知識面的作用。為此，可以通過學(xué)生分享自己課題任務(wù)的成果方式，讓學(xué)生走上講臺，這樣不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，也可以鍛煉學(xué)生的膽識，同時教師也可以通過學(xué)生的分享提高自己。
（3）應(yīng)用線上和線下的教學(xué)技術(shù)，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣
教師可通過教學(xué)軟件，在授課時通過軟件讓學(xué)生簽到，也可隨機(jī)提問學(xué)生，或者讓學(xué)生搶答等方式授課，可以提高學(xué)生的主動性，加強(qiáng)互動，也讓學(xué)生更加集中注意力聽講。另外可將教學(xué)課件、習(xí)題及答案等教學(xué)相關(guān)材料放在遠(yuǎn)程端口，以供學(xué)生課后自學(xué)。
（4）理論與實踐相結(jié)合，學(xué)生走進(jìn)實驗室
《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用》課程最重要的在于教會學(xué)生如何操作工業(yè)機(jī)器人，即學(xué)生應(yīng)該掌握在線示教的方法�？梢宰寣W(xué)生以團(tuán)隊合作的形式完成一個工業(yè)機(jī)器人的“在線示教”，這樣不僅可以讓學(xué)生鞏固已學(xué)知識，也能將已學(xué)知識應(yīng)用在示教過程中。
（5）組建教學(xué)團(tuán)隊
在師資方面，學(xué)校一方面（未完，下一頁）
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