经济时代“工业机器人”教学方法的探索与研究

周锋

（江苏省通州中等专业学校，江苏 南通 226300）

随着经济社会的快速发展，如何节约人力成本成为各行各业发展共同思考的课题。传统“灌输式”理论教学模式无法满足经济时代“工业机器人”教学需求，新形势下，教师应充分尊重学生教学主体地位，培养学生在思考和分析问题时融会贯通、学以致用的能力，最终解决问题的能力[1]。接下来，谈谈对经济时代“工业机器人”课堂教学的几点思考。

1 “工业机器人”教学现状

首先，中国“工业机器人”教学起步晚、尚处初级发展阶段，很多院校教学仍处于理论教学、仿真教学阶段，理论与实践脱节严重。众所周知，“工业机器人”课程内容繁杂、涉及面广，学术理论体系尚不完善，传统的“灌输式”理论教学模式无法在有限的学时内完成课程教学任务[2]。其次，“工业机器人”课堂教学脱离了传统教学，学生缺乏学习兴趣与热情、创新意识不足，导致对知识的迁移性能无法实现，大大增加了学习难度，导致学生对“工业机器人”课程满意度欠佳。另外，当前国内大多院校“工业机器人”教学多采用理论教学与实践教学相独立、分离的教学模式，理论教师与实践教师之间缺乏交流、沟通，导致教学目的、计划和方法难以形成结合体，具体教学过程中，很多理论教师与实践教师多以自我为中心，互相缺乏配合、支持，导致教学计划与内容难以统筹，且在教学过程中常存在重理论、轻实践的现象，教学成效欠佳。再者，中国各大院校“工业机器人”课程教学缺乏完善的考核指标、监督体系，仍然沿用传统闭卷考试的评价方式，难以对广大师生的教学起到导向作用，这种期末闭卷考试方式下学生多采用考前突击的学习方式，平时多放松、学习积极性不高，如此难以培养学生知识学以致用的能力，不利于培养学生创造性思维能力。由此可见，经济时代“工业机器人”教学创新改革至关重要。

2 创新经济时代“工业机器人”教学具体对策

2.1 采用“立体”“三维”的教学模式

经济时代，现代化教学技术在教学中的作用十分显著，作为教师，应积极运用翻转课堂、慕课、微课等先进的教学技术，尤其要积极运用虚拟现实技术，通过虚拟现实技术中的仿真系统、三维动画技术为学生创设身临其境的教学情境，让学生切身感受工业机器人的组装、调试和维修工艺，以此来不断提高教学成效[3]。另一方面，教师应注重将“工业机器人”课程教材、参考文献、电子课件、实验室实验平台以及新媒体教学技术有机结合在一起，利用现代教学技术将课内讲解与课外主动学习融合在一起，实现学习内容的有机结合，培养学生工业机器人编程思路、实操能力，最终培养学生对工业机器人问题的分析和解决能力。

2.2 创新运用“理实一体化”教学模式

2.2.1 创新理论知识教学

新形势下，教师应一改传统“灌输式”理论教学模式的弊端，通过现代教学技术为学生创设真实教学情境。由于教学条件的局限性，不是每所院校都有能力购置工业机器人实物，因此，为了让学生直观、全面了解工业机器人涉及的结构、参数和技术，教师应注重发挥多媒体技术中的视频、音频、图片等载体的作用，将工业机器人各细节全面、直观展示在学生面前。作为教师，在以图片、视频等为载体教学时，应配合采用小组合作教学法、案例教学法等来全面讲解工业机器人发展历程、现状，如此还能激发学生学习兴趣与热情，增加师生之间的有效互动。如在讲解“机器人编程”章节知识点时，为提高教学成效，教师可采用问题导向教学法、任务驱动教学法，设计不同的问题和任务，让学生在解决问题、完成任务的过程中对所学知识进行学以致用，在具体实践过程中培养学生分析和解决实际问题的能力。在课堂教学过程中，教师还应充分发挥机器人三维可视化离线编程和动态仿真系统的作用。如，利用该系统将零件从甲处顺利搬到乙处。利用导入工件及机器人三维模型的方式，通过计算机系统真实再现机器人、弓箭的三维立体虚拟世界，进行动态仿真。

2.2.2 优化实践教学

“工业机器人”课程是一门实践性、专业性较强的课程，实践教学的重要性不言而喻，新形势下，教师应正确认识到实践教学重要性，丰富实践教学方法。积极开展演练示范教学、团队竞赛活动，让学生自行设计编程进而让工业机器人直接取代传统危险环境中的人工作业[4]。值得一提的是，在实践教学过程中，教师要培养学生安全意识、安全能力，在工业机器人编程、测试与维修过程中，要调成人工手动模式，运用笔芯取代机器人末端执行器，且要及时降低工业机器人运行速度。其次，作为教师，要全程为学生提供正确的示范，强化学生安全意识、规范操作意识，并积极采用小组竞赛教学模式，充分激发学生参与实践的兴趣与热情。要确保所有参赛学生都能够熟练操作示教器上的每一个按钮。在讲解工业机器人基础指令时，教师可运用小组竞赛法，开展机器人定位精度测量比赛、对机器人测试点进行测量等比赛，将小组竞赛结果与学生个人成绩有机结合，科学合理衡量学生的知识掌握程度，让学生在参加小组比赛过程中激发学习兴趣与热情。当学生全面理解和掌握工业机器人基础操作指令以后，教师可布置课后学习任务，要求学生自己或者小组合作设计机器人行走路线，培养学生动手实践意识与能力，并将自己的想法贯彻到实处，如此一来，学生不仅能全面掌握工业机器人理论知识，还能掌握专业技能，更能有效培养学生实操能力、创新能力，最终提高“工业机器人”课程教学质量与水平。

2.3 大力开展“工业机器人”课程资源建设

经济时代，“工业机器人”课程建设直接影响该课程教学有效性、持续性，由于“工业机器人”这一门课程具有专业性、实践性和操作性，院校应注重研发或引进一批交互性强、质量突出、水平高的课程资源。随着经济社会的快速发展，工业机器人产业发展迅猛，各种新设备、新技术和新工艺不断出现，这就需要专业教师树立终身学习理念，及时更新知识体系、习得最新技能。基于学生角度而言，加快“工业机器人”课程资源建设步伐不仅能为学生提供丰富的教学资源，还能有效培养学生自主学习能力。基于专业教师角度而言，有效的“工业机器人”课程资源能让教师有足够的资源进行因材施教，最终提升教学成效。再者，各大院校应注重加大对“工业机器人”教学的财政支持，如，建立VR机器人维护实训室、校园网络体系、工业机器人实训室等，不断优化教学氛围，提高教学成效。

2.4 创新考核评价机制

经济时代，传统的“工业机器人”课程考核评价体系无法满足当前教学需求，切忌将期末考试作为衡量教学和学习成效的唯一标准，应注重采用过程性评价与终结性评价相结合的评价方式，不仅要考核学生的考试成绩，更要注重对学生的学习能力、综合职业能力与创新能力进行科学评价。具体来说，要将理论评价与课程设计评价进行分开，理论知识考核应涉及以下几点：①平时成绩，具体指平时出勤率、课堂表现与日常作业完成情况；②实践成绩，指完成实践教学内容、实践报告撰写情况；③调研报告成绩，指利用课外实践开展的工业机器人综合调研以及所撰写的报告水平；④期末考试成绩。其次，“工业机器人”课程设计评价应从以下几点着手：①平时成绩包括出勤率、工作态度等；②动作设计、系统设计、编程设计等；③系统软硬件安装与调试情况；④课程设计资料的整理与归纳情况；⑤答辩成绩。

2.5 通过教学实践活动培养学生知行合一能力

经济时代，为了有效强化“工业机器人”课程知识与技能，教师应注重开展各种各样的教学实践活动，充分尊重学生的教学主体地位，引导学生发挥主观能动性，在培养学生动手实操能力的同时，也要注重培养学生创造性思维能力、分析和解决实际问题的能力。其次，在创新改革“工业机器人”教学时，教学侧重点应置于设计型、研发型实验开发建设层面，教师要走下权威的神坛，作为教学组织者、指导者，应注重培养学生自主学习意识与能力。所以，各大院校应加强对实验室的改革和管理，实现对实验室的24 h开放，创新实验室开放管理办法。作为教师，应注重研制有效的实验课程，如，机器人本体与运动控制器，确保学生能够在实验期间接触机器人控制更全面、更有效的知识，并贯彻落实到软件设计开发程序上，实现对工业机器人的有效控制，最终培养学生实操能力、创造性思维能力。

3 结束语

综上所述，随着经济社会的快速发展，工业机器人在各行各业发展过程中的作用越来越明显，加快“工业机器人”教学改革步伐成为每位工业机器人专业教师共同思考的课题。新形势下，教师应正确认识到“工业机器人”教学中存在的问题，充分尊重学生的教学主体地位、引导学生充分发挥主观能动性，积极采用“立体”“三维”的教学模式、理实一体化教学模式，大力开展“工业机器人”课程资源建设，创新考核评价机制，通过教学实践活动培养学生知行合一能力，如此有利于全方位、多角度提高经济时代“工业机器人”教学质量与水平，培养出更多符合社会发展需求的技能型、复合型人才。