高职院校工业机器人创新实践教学研究

于霜

摘 要：随着现代科技的发展，工业机器人现已广泛应用于工业生产实践中。工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，它能自动执行工作，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥，也可以按照预先编排的程序运行，现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动，其技术融合了机械原理、电子传感器等众多先进技术，而进入到教育是其领域的扩大与发展。针对目前国内工业机器人课程教学中存在的一些问题，结合多年教学经验，总结高职院校在工业机器人实践教学中提高学生创新能力的一套行之有效的方法，教学实践表明文中所阐述的教学方法效果显著。

关键词：高职院校 工业机器人 实践教学

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）07（b）-0025-01

针对高职院校学生开展机器人教育，让学生在进入社会之前，了解工业机器人的发展现状，理解机器人的工作方式，学习编写机器人控制程序，提高分析问题和解决问题的能力，在此过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力，对今后工作的开展是有益处的，使高职院校的学生在将来激烈的工作应聘中更具竞争优势[1]。

1 存在的问题

工业机器人教育在高职院校的开展目前已有部分成效，但总结起来仍有一些局限性[2]。（1）高职院校学生在学习工业机器人这门课程之前，需要具备一定的机械结构和控制理论等方面的基础知识，而我国大部分高职院校在此方面课程开设上稍有欠缺，导致学生此环节基础薄弱。因此，学生缺乏必要的基础知识是面临的第一个问题。（2）目前用于教育的工业机器人产品缺乏规范性，品牌繁杂，且自成体系，互不兼容，开放度较低。因此，如何选择合适品牌的工业机器人用于实践教学是面临的第二个问题。（3）工业机器人教学所使用的“教材”质量不高，大多属于“产品说明”或“用户指南”之类。因此，教材的选择与编制是面临的第三个问题。（4）当前高职院校开展机器人教育，在一定程度上是由企业来推动的，教育职能部门的不重视是面临的第四个问题。（5）师资队伍的良莠不齐是工业机器人教育面临的第五个问题。因此，对高职院校学生开设的工业机器人课程进行教学方法的研究，意义深远。

2 具体的措施

针对上述目前教学中存在的问题，结合本人多年来的上课经验，现从以下几点阐述所采取的教学方法：

（1）明确高职院校学生对工业机器人课程的要求。高职院校的学生更加强调的是动手能力，是要学会如何“操作”。因此在课程教学过程中，对于那些理论较深的知识，尽量用简单的语言加以解释，并结合实践操作使学生理解。在最终考核的时候就可以直接采取实践操作的方式进行考核，而不采用传统的卷面理论考试。

（2）工业机器人产品选择。工业机器人产品是进行实践教学的主要载体，因此选购工业机器人时，除了考虑价格因素外，还要考虑学生的实际情况，所选的工业机器人应具有易操作性、环境适应性强、产品升级方便、兼容性好等特性。根据多年调研，ABB公司生产的多款离线编程工业机器人具备这样的性能，如RobotStudio型号的工业机器人。

（3）工业机器人教材的选择。工业机器人课程教材是学习机器人知识的主要来源。目前国内教育界还没有统一的工业机器人教材。根据本人多年的工业机器人课堂教学经验，ABB公司编写的工业机器人教材相比于市场上其他教材，该教材内容详实且浅显易懂，适合高职院校学生。

（4）针对高职院校学生确定合适的教学内容。根据笔者多年的教学经验，对高职院校学生开设的工业机器人课程大致包括的内容有：①工业机器人的概念、原理、结构、发展及应用等基础知识；②工业机器人的编程语言及程序开发；③工业机器人的硬件模块的搭建与维护；④工业机器人创新能力与知识竞赛；⑤与工业机器人相关企业建立实践互动环节。

（5）课堂教学策略。在课堂教学中应注重培养学生的独立性和自主性，启发学生的创造性，强调理论知识与实践环节的结合。因此，在教学策略上要注意一下几个方面。①教学思想的开放性。所谓教学思想的开放性，也就是在课堂教学是不以一种机械模式去从事教学活动，而是积极调动学生的积极性，使学生主动地去从事某种活动。开放性思想的形式是全方位、多角度的，通过这样的形式使课堂形成一种轻松、愉快的氛围，这样学生才会在一种愉悦、活泼的环境中学习。②学习方式的多样性。根据课堂上学习内容的不同，采取不同的学习方式。比如，在课堂教学中针对某一开放性的话题，就可以采用探究式的学习方式，这样学生不仅可以得到预设的答案或结果，又可以从不同角度探究富有创造性的超出预设答案或结果。再比如，针对一些比较难以理解的课堂内容，可以借助一些辅助设备，例如多媒体，通过动画给学生提供一个虚拟的学习环境，可直观形象的理解其所学习的内容，最大程度的发挥各自的想象力，以提高学习效率。③教学模式的综合性。针对高职院校工业机器人的教学，我们可以根据教学目标和教学内容，教学环境和教学条件来选择各种基本的教学方法或综合性的教学方法，如实验法、讨论法、演示法等。

（6）教学评价。不论是在国外还是国内，不论是高等院校还是高职院校，工业机器人教学作为一门课程，都还处于初步探索阶段，并没有引起教育职能部门的足够重视。因此，工业机器人在高校教学中的评价与普通课程也有所不同，一般采取定性定量相结合的方式来进行其教学效果的评价，且以定性为主。

3 结语

工业机器人的发明、研究及应用实践是以科学研究和社会生产为需求的，进入到教育是其领域的扩大与发展。但是，由于它所涉及知识的广泛性和涉及技术的综合性，这都使的工业机器人对教育而言具有更多的价值。因此，针对高职院校开设的工业机器人课程，开展对工业机器人课程教学体系进行深入研究，具有现实意义。有助于培养学生的逻辑思维能力和动手能力，这样课堂教学质量才会稳步上升的。以上教学方法经过了多年的教学实践验证，效果显著，但有些方法还存在不知，仍需加以改善。

参考文献

[1]张杰峰，刘传胜.离线编程示教的工业机器人教学研究[J].装备制造技术，2014（10）：222-223.

[2]李鸣华.机器人教育的教学设计[J].信息技术课堂，2007（8）：98-101.

[3]邢晓莉.高职院校开设工业机器人课程的探索[J].湖南农机，2013（7）.