机器人课程建设探索与思考

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  【摘要】机器人工程属国家新兴产业,该专业主要面向国家智能制造发展战略和机器人科技发展趋势,培养具备扎实的机器人领域基础理论和专业知识以及较强工程实践能力,能够独立进行机器人设计、研究和创新的高素质工程技术人才。为了更好的培养相应人才,本文将对机器人课程的开设进行研究。
  【关键词】机器人 机器人工程 人才培养
  【中图分类号】TP242-4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018)26-0143-01
  引言
  2015年5月19日国务院印发的《中国制造2025》明确提出了我国实施制造强国战略的第一个十年的行动计划,提出了加快制造业转型升级、提升增效的重大战略任务和重大政策举措,机器人在其中发挥了不可替代的作用。在新形势下,诸多因素推动着我国工业机器人的发展,然而有一个严重问题阻碍在工业机器人行业的发展,遇到的最大“拦路虎”不是技术方面也不是经济问题,而是应用型专业人才严重缺失,所以如何将机器人课程更好的开展,提高教学水平,提升教学质量,培养好专业人才成为重中之重。
  一、机器人课程开设现状
  1.国内机器人课程的开办现状
  机器人工程专业的开办,是为了培养适应社会发展所需要的人才。根据2018年4月教育部2017年度公布的信息显示,全国有很多院校都有开设机器人工程课程。关注工业机器人专业建设的职业院校很多,既有大量的高职院校、也有大量的中职学校,但普遍比较迷茫,各层次院校人才培养定位不清、目标不明、体系空白。但还是有一些学校依靠在机械,自动化专业方向累积的教学科研实力建立了水平较高的机器人教学科研队伍。机器人工程专业已成为当下的热门专业。
  2.机器人课程安排上的缺点
  但由于机器人工程专业,在我国是新兴专业,所以在前期的教学和科研中几乎没有积累经验,是摸着石头过河。比如在教材的选择上,各个院校选择的教材都不尽相同,不过大多集中在蔡自兴教授的《机器人学》和熊有伦教授的《机器人学》,但由于机器人工程专业基础课综合了机械、电子、自动化等方向,所以基础课程安排较多,想要将基础课程学会要花大量的时间和精力。其次在课时安排上,理论课程授课比例大,实验课程少,甚至有的中职学校实验课程数为0,这就导致学生动手实践能力较差,只会纸上谈兵,而一到了动手实践环节,就感到力不从心。
  因此,我们需要从课程安排,教材选择,教学手段等各个方面对机器人专业进行探究和建设。
  二、机器人课程探究与建设
  我们主要在教材选择,课程安排,教学手段方法等几个方面进行课程改革和建设,力图把机器人课程打造成有智能专业特色,能培养出较强实践能力,创新精神的工科学生的课程。
  1.适应专业特色,改革教学内容
  加强中职学校教学工作要着眼于国家发展和人的全面发展需要,深化教学改革,坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展,更加注重能力培养,着力提高学生的学习能力、实践能力和创新能力。学生的实践能力的培养是工科专业教育的重要的衡量标准。加强机器人工程专业的实践能力教育,要培养学生主动学习的兴趣,着重发展学生的实践能力。
  但是由于上文提到的机器人工程专业基础理论课较多,所以导致实践课程减少,所以我们应适当的减少一些理论课程,降低教师对于课程的讲解深度。课程教学在1-2个学期完成,将重点教学目标放在实践课程上。让学生通过自己动手实践,对机器人电子,机械,机器人控制编程等知识有系统性的了解,让学生先后进行机器人的控制系统实验,感觉系统实验,离线编程实验等,让学生将理论课程的知识融会贯通,对理论课程知识有更加深入的了解。学生通过实践课程学会提出,分析和解决问题,不断的从问题中发现自己的不足,提高自己的实践能力和创新能力。同时理论课程和实践课程不能脱节,应该将理论教学和实践课程相结合,同时进行,相辅相成。例如在讲到传感器时,安排学生的实验内容是智能车的设计,让学生通过速度传感器来控制小车的运动路程,加深对课本知识的理解。这样才能通过实践课程,让学生对理论课程理解的更加透彻。
  2.改革教学方法,提高教学效果
  在教学方法上,教师应该采用启发式教育,而不是单纯的填鸭式教育。调动学生对于专业学习的兴趣,激发学生潜能。教师应该鼓励学生多动手实践,积极参加课堂外的比赛活动。课堂内容应该是更多的引导和启发学生发现问题和解决问题。激发学生对于新知识,新技术的求知欲,提升教学质量。
  在教学手段上,教师应该多采用多媒体教学的形式,将教学与网络信息化相结合。通过网络老师可以更好的和学生交流和沟通在学习中遇到的问题,也可以通过网络监督,督促学生的学习情况并且检查课后作业完成情况。这样多种教学手段相结合,不仅可以弥补了老师上课时间短,交流机会少的问题,还提高了教学质量,提升教学效果。
  3.教学与科研相结合
  学校和老师应该多鼓励一些能力较强的学生参加全国性的机器人比赛,申请机器人科研立项,进行机器人毕业设计。同时从入学开始就应该鼓励学生进实验室,跟随老师学习。而参加比赛可以让学生在独立设计机器人时,通过设计机械系统,编程,调节传感器精度等环节,提高学生的创新能力。学生可以参加全国智能车大赛,挑战杯等比赛,这些比赛都可以给学生提供一个很好的平台去交流学习,对自己专业能力的发展有很大的帮助。因此,智能机器人課程与科研的紧密联系能调动学生钻研知识的积极性和主动性。
  4.考核方式的改革与建设
  教学课程的改革也会带来考核方式的改革。原来的考核方式只关注学生的期末考试成绩,一考定乾坤,而忽略了学生的综合素质。所以我们将学期末的考核内容分为平时成绩,考试成绩,实践能力三个部分。平时成绩根据学生的课堂表现和课后作业的完成情况来进行打分。实践能力则根据学生实验课的成绩和课程设计等环节的成绩来打分。最后的成绩以3:4:3的比例计入学生的最终成绩。这样的考核方式能最优的考核的综合素质,给出一个相对合理的分数。学生也十分认可这种考核方式,认为这种考核方式能极大的促进对于实践能力的提高。
  三、小结
  通过在教学内容,教学方法,考核方式等方面的改革,机器人工程专业正在逐步编程一个专业特色鲜明,有代表性的,具有智能专业特色的,能培养社会所需要人才的专业。由于本专业符合市场需求,在如今人工智能时代很受欢迎,所以受到了学生的普遍欢迎,也能较好的实现培养学生知识,能力的目标。之后也会在机器人课程建设上多做研究。
  参考文献:
  [1]吴传茂工业机器人技术专业建设和人才培养[J]课程与教学,2015.
  [2]战强,闫彩霞,蔡尧机器人教学改革的探索与实践[J],现代教育技术,2010.
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