浅析工业机器人在中职院校教学中的优缺点

张智博

摘要：工业机器人已经成为一个国家制造技术强弱的衡量标准。随着工业机器人的广泛应用，许多中职院校都建设工业机器人实验室，培养学生的创新能力和动手能力。本文根据工业机器人培养方案，采用“四步教学法”，即理实“双元制”教学、实验实训教学、项目教学和参加国家、省市比赛四个方面来剖析如何培养学生的兴趣和动手能力，采用什么样的教学手段才能更好的让学生接受，并结合参加省市比赛优秀生培养方面提出了几点建议。

关键词：工业机器人 双元制 教学手段 省市比赛

引言

工业机器人已经成为目前发达国家先进技术的衡量标准，并在各行各业中成为主要的生产工具，正在缓减劳动力成本上升与环境污染之间关系的选择方法之一。本着为社会培养优秀的机器人操作、维护、保养等方面的人才，许多中职院校纷纷建设工业机器人实训基地，一来可以增加学校的专业建设方向，扩大知名度；二来可以培养一些高、精、尖的毕业生扩大学生就业渠道。工业机器人技术是一门理论与实践结合比较紧密的学科，作为一门新兴的学科，对教师的要求较高，需要采用一些教学手段，让学生先从直观上理解机器人的组成结构，通过一些3D软件让学生模拟机器人动作的轨迹，让学生在学习的过程中产生兴趣，提高机器人工作效率，达到教学大纲的要求。

一、 理实“双元制”教学中，善于运用多媒体教学手段

工业机器人的授课不适合传统的讲授法，主要是因为大部分中职学生的基础较差，对于新技术、新知识的接受能力要差一些，所以要让学生看着实物，听老师讲解，先从直观上认识机器人的结构、组成。这就要求教师在备课中，多搜集相关的图片和视频，通过演示，让学生在大脑中形成一个大致的概念，原来机器人是这样工作的。3D仿真软件的使用，极大的方便了教师，拿焊接举例，通过仿真，让学生知道机器人是如何工作的，从什么地方入手，什么是起始点，邻近点、工作点、远离点……。如搬运一个工件从A点到B点，进入软件，将这个工件从自带库中取出，配合三维机器人进行模拟，选择最优的规划路径，学生可以自行选择路径，实现模拟仿真，比较直观的看到机器人是如何搬运的，这样在操作中就按照规划的路径来完成。

二、 实验实训教学

进入实训现场之前，教师必须对每一名同学进行安全教育，把危险性都交代清楚，采用团队合作的方式，一旦出现危险，团队的其它成员能施救。接下来熟悉机器人组成和操作按钮的位置，功能和操作，可以给机器人上电，把每个按钮的功能演示一遍。

在软件模拟仿真完毕，不能马上进行机器人的操作，因为机器人是比较危险的，所以学生必须在机器手臂活动范围之外进行操作，如果近距离操作，必须时刻盯着机器手臂的运动轨迹，并适当调低运动速度。在给机器人编程的时候，采用手动控制，并且编一条程序，让机器人运行一步，看有没有偏离轨迹。团队中几名同学协同合作，有写程序的，操作的，测量精度，反复调试，找到最优的规划路径。同时，几个团队之间相互竞争，通过做同一个课题，结果不同，相互借鉴，互相促进，相互学习，培养学生的兴趣和动手能力。

三、 项目教学

当学生的能力达到一定水平时，将一个完整的项目交给学生，这个项目的所有工作都必须学生来完成，包括项目实现的背景、项目的环节、项目的组成以及项目的程序编制，项目的实现。这个过程中，教师作为把关者，学生是主体，学生在每一模块完成后都进行点评，并进行资料的归档。学生不再按照老师的要求去完成项目，而是学生自己来完成，老师起到引导的作用，学生的主动性大大增强。学生在完成项目的同时，也是检验理论知识学习的结果，结合实践，体会创新的困难和乐趣，培养团队精神，还有发现问题和解决问题的能力。以机械加工为例，团队内至少有一人对机械的相关知识掌握的比较好，如模具设计、加工工业和环节、产品的检验规则等。这样的项目对团队的要求比较高，包括机床的操作、金属热处理、工艺流程。这样可以训练学生和不同专业学生之间的配合和合作，跨专业学习是以后中职学生学习的趋势。在项目教学中，团队内的每个人都付出劳动，积极发挥自己的主观能动性，把自己的优势发挥出来，实际上注重的不是结果，而是整个过程。项目教学的特点：转变学习思维，以前传统教学中，老师教什么，学生按照老师的教法去完成，把学生的主观能动性限定在条条框框中，无法培养学生的兴趣和创新能力。学习时间短，一般实习的时间较长，学生整天按部就班，兴趣逐渐被磨灭。不如将课题以项目的形式出现，短期内学生完成，看到自己的成果，促发学生的学习兴趣。教师监督，传统的教学方法是以教师为主，现在以学生为主，有利于学生发现问题解决问题。

四、 参加国家、省市比赛

按照比赛的要求，学校的选拔，代表学校参加的学生一般来自三年级，他们经过了严格的训练和培养，具备一定的专业技术水平。首先是所属市举办“中职院校技能大赛机器人比赛”，各校报名后进行初步选拔，试题的难度低于省赛，这个过程也是发现不足，找差距的过程。入选后，回到本学校进行封闭式训练，主要是收集近三年内比赛的试题，学生先独立的分析试题，找到突破点，在教师的指导下，分步骤，分阶段进行，最后在省赛要求的时间范围内完成。参加省赛，和省内各市的选手进行比赛，一方面是证明自己的实力，另一方面也是学习的机会，以前是闭门造车，现在走出去，给自己定位，找到差距。

五、结束语

工業机器人在中职院校的教学中是“双刃剑”，一方面对于培养学生的动手能力大有裨益，另一方面通过比赛，增加知名度，获得国家的投资。但是现在的中职院校，工业机器人设备较少，无法形成规模性教学，再者教师的专业知识不够，缺乏过硬的操作技能。大多数中职院校开设机器人专业，停留在理论教学阶段，实际操作受到各种因素的限制。如果克服上面的困难，那么在教学中，寓教于乐，采用“四步教学法”，让学生积极发挥主观能动性，培养学生的创新能力，为机器人专业领域培养越来越多的人才。

参考文献

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