“机器人技术”现场开放式教学模式改革探索

摘 要：“机器人技术”是面向高校机械类专业开设的课程。在分析教学现状的基础上，结合地方特色和学校办学定位，利用学校实习实训教学平台，提出现场开放式实践教学模式。通过教学模式改革，提升学生的应用实践能力和设计创新能力，将人才培养与社会企业行业需求紧密结合，力争培养适合地方产业发展需求的应用型人才。

关键词：机器人技术;现场开放式;教学模式

1 引言

随着科技的不断发展，机器人在各行业领域获得较为广泛的应用，正在形成制造业领域的常态化，尤其在一些中低端市场的应用迅速扩大，而伴随着机器换人浪潮的到来，对于相关人才的需求也日益扩大。国内省内一些本科院校相继开设了机器人工程专业，机械设计制造及其自动化等工科专业课程设置中，“机器人技术”也由原来的专业选修课程逐渐向专业必修课程转变，机器人技术的教学也逐渐形成了较完整的课程体系，通过开展比赛促学、理实一体等多种教学形式的开展，在机器人教学及实践创新方面取得了一定的进展。但是，整体上来看，对学生应用能力的培养还是存在很大的不足，相关人才的能力培养和地方经济企业的发展需求形成了较大的供需矛盾。为此，本研究结合国内及地方企业需求，结合自身软硬件基础，提出现场开放型教学模式，着重培养机器人专业人才的应用实践能力。

2 机器人技术教学现状

（1）课程内容综合性强，各章节知识点较独立。本课程主要讲述工业机器人的本体结构、运动学、动力学、轨迹规划、控制系统、编程设计等内容，涉及多学科内容，要求学生具有较多的知识储备以及一定的数学基础，学习时要求学生可以将各种知识综合运用，一定程度上影响了学生学习的积极性。另外，课程各章节内容相对独立，贯穿主线不明显，影响学生学习效果。（2）重理论轻实践，学生独立思考少。本课程对学生的实际动手能力要求较高，但目前的课程设置情况侧重理论教授，实践环节相对薄弱，这对掌握机器人应用技术来说远远不够。而且，由于实验设备数量限制，实验项目多为演示性、验证性实验，学生无暇进行独立思考，不能真正提高学生的实践动手能力。（3）课程重视度不够。机器人技术已广泛应用于实际工业生产及生活的各个方面，校内多个专业都涉及到机器人技术的应用。但是，机械类专业中，本课程性质为选修课，导致学生对该课程的重视程度不够，学生的学习主动性不足。（4）教学方式、考核方式单一。课堂教学主要采用传统教学方式，主要通过图片、视频等手段和实际生产相结合，学生不能直观深入的了解相关知识点。另外，课程考核成绩主要由理论和实验两部分组成，其中，实验部分对学生的实际操作及相关编程考核不多，理论考核也是采用卷面或课程论文的形式，考核方式过于单一，不能很好的体现学生的综合学习效果。

3 改革探索思路

针对目前教学中存在的问题，结合学校办学定位及课程特点，在充分利用现有条件的基础上，特提出以下改革措施：

（1）合理安排教学内容，由浅入深逐步递进。针对课程内容综合性强，各章节知识点较独立的问题，需要授课教师在教学过程中合理安排课程内容，找到贯穿各章节的主线，理清各知识点的前因后果。另外，在教学中可适当引入相关知识的前沿进展、最新的成就成果，这样，既扩大了学生的知识面，也可提高学生的学习兴趣。（2）采用现场案例教学，改进教学方式。在进行理论知识点的讲解前，通过虚拟仿真平台演示实际生产案例，结合图片、视频等多媒体技术，将搜集的更多教学案例展示给学生，并将案例贯穿整个教学过程中，把机器人各章节内容有机地联系在一起，引导学生将课堂理论与实际应用有机结合。由于实际案例的直观性，可拉近理论知识与学生的距离，促使学生积极思考，激发学习兴趣，同时也可提高学生分析解决实际问题的综合能力。在课堂教学中，改变传统教学方式，采用现场开放式教学模式，充分发挥启发式、引导式教学方式的优势，积极鼓励学生进行现场讨论。可定期进行课堂讨论互动，鼓励学生通过网络等手段搜集科技信息、文献资料，在课堂互动环节进行讨论，提高学生的学习兴趣和学习主动性，同时锻炼学生文献检索等自学能力。现场开放教学环节，主要针对一些比较抽象的内容和概念，结合实际机器人进行讲解，直观的展示，给学生提供充分的思考空间，加深对相应知识点的理解，取得较好的学习效果。同时，可随堂验证离线编程效果并现场调试，有利于学生学习效果的提高。（3）改革实验教学内容，注重理论联系实际。基于校内实习實训平台的逐步建设，可逐渐加大实验学时比例，和现场教学相结合，丰富实验内容。通过开放实验室的方式，增加学生的实际操作时间，提高学生的实际应用能力。（4）改革考核方式，提高学生综合应用水平。针对目前考核方式比较单一的情况，在实验设备逐步满足各项实验任务的基础上，可加大学生实操时间，增加实际操作的考核占比。课程考核方式要灵活多变，根据学生实际情况采用课程论文、项目设计、实际操作等方式进行综合考核，旨在提高学生的综合应用水平。

4 教学成效预期

通过教学模式改革，课堂教学效果及人才培养成效预期达到：现场开放教学、案例教学占理论学时比例超过60%，充分激发学生学习兴趣;教学内容合理安排，建设适合的教材;多采用启发式、引导式教学方式，积极推进课堂互动，培养学生学习主动性;修订理论和实验教学大纲，实验学时占总学时比例不少于40%;实验项目开设涵盖机器人各项应用技术;合理设置选修实验项目，便于学生综合设计和比赛开发;采用综合考核方式，期末考核占比不超20%，实操考核占比不少于50%。

5 结语

在分析机器人教学现状的基础上，基于现有实习实训教学平台，提出符合我校应用型办学定位的现场教学式实践教学模式，提升学生的应用实践能力和设计创新能力，与社会企业行业需求相结合，培养适合地方产业发展需求的应用型人才。

参考文献：

[1]吴振宇，刘禹彤，冯林.机器人实践教学体系改革探索[J].实验室研究与探索，2017（06）：192-195.

[2]吴阳，陈炎冬，刘洁，吴景春.“机器人技术与应用”课程教学改革与实践[J].江苏科技信息，2017（09）：58-59.

[3]程仙国，孙慧平，李占涛.《工业机器人技术》课程教学改革与实践[J].宁波工程学院学报，2015（12）：104-108.

[4]温玉春.机器人课程教学现状及策略探究[J].工业设计，2017（02）：151.

作者简介：李丽（1983-），女，河南新乡人，硕士研究生，讲师，研究方向：机器人控制。

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