蔣華平

隨著電氣控制自動(dòng)化和機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，江蘇省2012年增加了“機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”競(jìng)賽項(xiàng)目，機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)也隨之引入到中職和高職教學(xué)中。大賽的機(jī)器人設(shè)備采用北京中科遠(yuǎn)洋科技有限公司的ZKRT-300型機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，該機(jī)器人實(shí)訓(xùn)平臺(tái)可以為中高職院校的機(jī)電、自動(dòng)化、機(jī)器人、電子信息等專業(yè)提供綜合性實(shí)訓(xùn)教學(xué)。

依據(jù)教育部16號(hào)文件中“大力推行工學(xué)結(jié)合，突出實(shí)踐能力培養(yǎng)，改革人才培養(yǎng)模式”的精神，為了培養(yǎng)機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生的職業(yè)能力，結(jié)合ZKRT-300型機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象的實(shí)際情況，在“模塊化教學(xué)”化教學(xué)基礎(chǔ)上，應(yīng)該進(jìn)行“工程教學(xué)法”的改革實(shí)踐。“工程教學(xué)法”是在建構(gòu)主義的指導(dǎo)下，以實(shí)際的工程項(xiàng)目為對(duì)象，先由教師確定教學(xué)項(xiàng)目并設(shè)計(jì)項(xiàng)目的總體方案，確定項(xiàng)目中理論知識(shí)點(diǎn)，打破課程的界限進(jìn)行理論教學(xué)，然后讓學(xué)生分成項(xiàng)目組，圍繞各自的工程項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，最后以項(xiàng)目組共同完成項(xiàng)目的情況來評(píng)價(jià)學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目的的一種教學(xué)方法。

一、工程教學(xué)法在機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上的實(shí)踐

“工程教學(xué)法”就是要打破傳統(tǒng)的教學(xué)法的不足，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，以實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)帶動(dòng)理論課教學(xué)，變以課程學(xué)習(xí)為主為職業(yè)能力為主。主要表現(xiàn)在改變傳統(tǒng)的三個(gè)中心，由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，由以課本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊?xiàng)目”為中心，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)踐教學(xué)為中心。

在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（AS/RS）物料搬運(yùn)、倉(cāng)儲(chǔ)過程中要完成以下任務(wù)：機(jī)器人從出發(fā)區(qū)啟動(dòng)運(yùn)行，沿白色引導(dǎo)線前進(jìn),運(yùn)行至工件存放區(qū)抓取8個(gè)工件；在2號(hào)工位上擺放1號(hào)和8號(hào)工件；在4號(hào)工位上擺放5號(hào)工件；在1號(hào)工位上擺放2號(hào)、7號(hào)工件；完成第3步后，在5號(hào)工位上擺放3號(hào)工件；在3號(hào)工位上擺放6號(hào)、4號(hào)工件；完成第4步后，機(jī)器人運(yùn)行到4號(hào)工位停止10秒。機(jī)器人重新抓取4號(hào)工位的5號(hào)工件，放置到5號(hào)工位，機(jī)器人回到終點(diǎn)區(qū)停止，任務(wù)完成。

在具體教學(xué)過程中采用分模塊、分項(xiàng)目小組、分角色訓(xùn)練，以案例、模擬項(xiàng)目、企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目相結(jié)合來訓(xùn)練學(xué)生工作與項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)；針對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)行業(yè)的需求，培養(yǎng)有綜合素質(zhì)的機(jī)器人工程師、電氣控制工程師等必備崗位技能，還可以通過實(shí)際案例訓(xùn)練，讓學(xué)員掌握機(jī)器人的裝配、調(diào)試、編程與維護(hù)，能勝任現(xiàn)代大型企業(yè)對(duì)機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)要求的能力。在運(yùn)用”工程教學(xué)法”開展教學(xué)研究過程中具體的做法是：（1）把工程對(duì)象分解為若干個(gè)模塊，譬如C51單片機(jī)與機(jī)器人大腦，單片機(jī)輸出接口與伺服電機(jī)控制模塊，機(jī)器人巡航控制模塊，機(jī)器人觸覺導(dǎo)航模塊，C51輸入/輸出接口與紅外線導(dǎo)航模塊，機(jī)器人的距離檢測(cè)模塊，機(jī)器人行走底盤模塊，機(jī)器人回轉(zhuǎn)、升降、平移、手爪機(jī)構(gòu)等系列模塊。（2）分組協(xié)作學(xué)習(xí)。各組在項(xiàng)目組長(zhǎng)的組織下，研究確定本組的項(xiàng)目，在教師對(duì)示范項(xiàng)目各模塊開發(fā)過程的演示下，針對(duì)本組項(xiàng)目開展研究討論、分工協(xié)作，共同完成工程項(xiàng)目的系統(tǒng)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、代碼編寫、程序調(diào)試等工作。（3）由項(xiàng)目組共同完成工程對(duì)象的工作任務(wù)。（4）進(jìn)行各項(xiàng)目組的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)以完成項(xiàng)目的質(zhì)量為主要依據(jù)，注重學(xué)生的職業(yè)能力考核。

二、工程教學(xué)法在機(jī)器人綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上的教學(xué)反思

在對(duì)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行工程對(duì)象教學(xué)實(shí)踐的過程中，（1）學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇不同項(xiàng)目、參加不同的項(xiàng)目組，能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；（2）在項(xiàng)目組中能充分發(fā)揮學(xué)生的各種特長(zhǎng)和潛能，有利于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，也有利于學(xué)生的專業(yè)技能個(gè)性發(fā)展和定位；（3）通過項(xiàng)目組成員之間合作完成項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過程，可以揚(yáng)長(zhǎng)避短，實(shí)現(xiàn)學(xué)生之間的知識(shí)、能力互補(bǔ)，創(chuàng)造相互學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)；（4）在教師的指導(dǎo)下，由項(xiàng)目組的學(xué)生自己完成項(xiàng)目，提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)，也提高了學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)造、創(chuàng)新能力；（5）項(xiàng)目小組成員之間分工合作，相互交流，提高協(xié)調(diào)能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，也大大提高學(xué)生的成就感和自信心；（6）項(xiàng)目組小組之間開展的項(xiàng)目競(jìng)賽活動(dòng)增強(qiáng)了同學(xué)的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，為畢業(yè)后就業(yè)和創(chuàng)業(yè)打下了良好基礎(chǔ)。[1]

在對(duì)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行工程對(duì)象教學(xué)實(shí)踐的過程中，要注意以下問題。

（一）確立和選擇符合企業(yè)實(shí)際應(yīng)用的項(xiàng)目

項(xiàng)目的確立還要考慮四個(gè)因素。（1）項(xiàng)目要包含全部教學(xué)內(nèi)容并盡可能地融合多門課程的知識(shí)點(diǎn)，避免項(xiàng)目過小；（2）項(xiàng)目的難易度要符合學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)水平，并且要有不同難度的項(xiàng)目供學(xué)生選擇；（3）項(xiàng)目的確立和選擇要貼近學(xué)生的生活，不能太抽象，要被大多數(shù)學(xué)生所認(rèn)同；（4）因?yàn)椴豢赡苊總€(gè)項(xiàng)目都能面面俱到，學(xué)生可以根據(jù)具體的培養(yǎng)方向和專業(yè)特長(zhǎng)來確立最合適的項(xiàng)目。

（二）做好項(xiàng)目實(shí)施前的準(zhǔn)備工作

項(xiàng)目組在進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐之前，教師要要對(duì)新知識(shí)進(jìn)行講解和對(duì)項(xiàng)目具體實(shí)施的方案進(jìn)行解釋。

（三）項(xiàng)目組的確定要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際合理劃分

項(xiàng)目是由項(xiàng)目組合作來完成，既要考慮組員的分工又要考慮合作，要發(fā)揮學(xué)生們特長(zhǎng)，體現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)互補(bǔ)性，互相幫助使他們解決更多的問題。項(xiàng)目組的確立應(yīng)考慮學(xué)生的專業(yè)特長(zhǎng)和學(xué)習(xí)情況，使學(xué)生能夠相互學(xué)習(xí)，共同提高，全面地提高學(xué)生職業(yè)能力。

（四）在工程教學(xué)活動(dòng)中發(fā)揮好教師的指導(dǎo)作用

項(xiàng)目組在完成項(xiàng)目的過程中教師要及時(shí)給予指導(dǎo)。針對(duì)不同層次的問題，教師指導(dǎo)的方式、方法和程度要有所不同?！肮こ探虒W(xué)法”的根本宗旨是讓學(xué)生自己學(xué)習(xí)知識(shí)、提高職業(yè)技能，因此，教師一定要把握好指導(dǎo)的尺度，不能指導(dǎo)過細(xì)，要充分提供學(xué)習(xí)資料，幫助學(xué)生自己解決問題。要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新、創(chuàng)造能力。[2]

（五）工程項(xiàng)目總結(jié)和評(píng)價(jià)是工程教學(xué)法的重要環(huán)節(jié)

“工程教學(xué)法”通過在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中選取物料搬運(yùn)、倉(cāng)儲(chǔ)工程項(xiàng)目來創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)過程，通過項(xiàng)目小組的方式開展模塊學(xué)習(xí)活動(dòng)，針對(duì)完成項(xiàng)目的質(zhì)量進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)。它打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，可最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和職業(yè)技能、專業(yè)特長(zhǎng)，是機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用的有效的教學(xué)方法。

[1]彭麗文.對(duì)機(jī)器人教學(xué)的嘗試[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2004（6）：24-26.

[2]張劍平，王益.機(jī)器人教育：現(xiàn)狀、問題與推進(jìn)策略[J].中國(guó)電化教育，2006（12）：65-68.