曾妍

摘要：在新工業(yè)化的推動(dòng)下，我國高職高專教育的發(fā)展空間得到了擴(kuò)展，一方面為教育工作改革與發(fā)展提供了契機(jī)，另一方面也為學(xué)生的就業(yè)提供了良好的前景。那么，如何能夠使學(xué)生在新工業(yè)化下盡快適應(yīng)市場對(duì)人才的需求？使高職高專學(xué)生的職業(yè)生涯獲得良好的開端與順利的發(fā)展？這莫過于在高職高專的教學(xué)階段就將工業(yè)化引進(jìn)課堂。為了落實(shí)高職高專課堂工業(yè)化的轉(zhuǎn)變，有效培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力、合作能力，四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程系在引入機(jī)器人創(chuàng)新課程的同時(shí)，將工業(yè)化也帶入了課堂，彰顯培養(yǎng)技能型人才的高職教育本質(zhì)。

關(guān)鍵詞：工作過程；機(jī)器人；微工業(yè)

中圖分類號(hào)：G712？搖 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2014）01-0186-02

機(jī)器人課程是教育和高科技的結(jié)合，由于機(jī)器人自身的特點(diǎn)和對(duì)未來社會(huì)的影響，機(jī)器人不僅僅是全面素質(zhì)教育的好教材、好辦法，而且是科普教育的重要園地。機(jī)器人教學(xué)也從一個(gè)側(cè)面反映了學(xué)校信息與自動(dòng)化領(lǐng)域基礎(chǔ)研究和高技術(shù)發(fā)展的水平。

一、項(xiàng)目分析

1.理實(shí)一體項(xiàng)目教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。改變了傳統(tǒng)教學(xué)中的理論加實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，而當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多以實(shí)驗(yàn)箱為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，開設(shè)的也多為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。導(dǎo)致學(xué)生過度追求實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而忽略了硬件設(shè)計(jì)、軟件調(diào)試等過程。整個(gè)課程結(jié)束后，許多學(xué)生也未能真正了解清楚機(jī)器人工作的全過程，采用理實(shí)一體工作過程的項(xiàng)目化教學(xué)，學(xué)生由簡入繁，由淺入深，更能掌握機(jī)器人的技術(shù)要領(lǐng)。項(xiàng)目式教學(xué)可以開拓老師和學(xué)生的思維，學(xué)生的主動(dòng)性得到極大鼓勵(lì)，突出學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，增強(qiáng)競爭意識(shí)和創(chuàng)新思路，更可以在團(tuán)隊(duì)合作中加強(qiáng)與人交流的能力和協(xié)作配合能力。把工作過程引入課程，在課堂上體現(xiàn)微工業(yè)，學(xué)生更能在學(xué)校里提前感知工作環(huán)境和工業(yè)要求。

2.機(jī)器人平臺(tái)特色。四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子系機(jī)器人教學(xué)采用本院自主開發(fā)的創(chuàng)意之星”機(jī)器人競賽及實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。這是一套用于高等工程創(chuàng)新實(shí)踐教育的模塊化機(jī)器人平臺(tái)，可通過數(shù)百個(gè)基本“積木”單元的組合，搭建出各種發(fā)揮想象力的機(jī)器人，并可為自己搭建出的機(jī)器人編程。因此，無論是機(jī)械、電子還是電氣專業(yè)，都可以基于該平臺(tái)，根據(jù)需要選擇自己的側(cè)重點(diǎn)，承載學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)或技能競賽。AVR單片機(jī)、高端ARM處理器等。

二、教學(xué)項(xiàng)目的規(guī)劃與實(shí)施步驟

教學(xué)組織中，老師的引領(lǐng)和規(guī)劃很重要。學(xué)生很容易接受知識(shí)，在熱心操作時(shí)，往往忽略操作注意事項(xiàng)，經(jīng)常會(huì)有學(xué)生由于錯(cuò)誤操作而損壞控制面板。所以老師必須多番強(qiáng)調(diào)和檢查指導(dǎo)。在教學(xué)實(shí)施時(shí)，要體現(xiàn)工業(yè)5S工作標(biāo)準(zhǔn)化要求。通過5S對(duì)環(huán)境施以現(xiàn)場規(guī)范化管理，可以在改善實(shí)訓(xùn)室形象、提高質(zhì)量、降低損耗及提升學(xué)生綜合素養(yǎng)等方面達(dá)到意想不到的效果。具體教學(xué)中，共劃分六項(xiàng)主要內(nèi)容，分別是：組裝機(jī)器人、搭建軟件平臺(tái)、測試舵機(jī)控制器、機(jī)器人控制指令、讓機(jī)器人動(dòng)起來、機(jī)器人二次開發(fā)競賽。其具體的實(shí)施步驟又如下分為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的建立、項(xiàng)目任務(wù)計(jì)劃的制定、項(xiàng)目制作、項(xiàng)目檢查評(píng)估、項(xiàng)目資料歸檔或應(yīng)用等主要項(xiàng)目任務(wù)塊。

1.機(jī)器人項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)建立。從學(xué)生中合理的選擇各具特長的成員來組成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，并為各個(gè)成員、團(tuán)隊(duì)之間營造互幫互助的學(xué)習(xí)活動(dòng)氣氛，引導(dǎo)他們形成良性競爭。選擇各具特長的成員其原因在于彌補(bǔ)相互之間的不足，使他們能夠在相互交流、幫助的團(tuán)隊(duì)合作環(huán)境下，一起解決問題，讓學(xué)生能夠體會(huì)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性所在，使他們的團(tuán)隊(duì)合作能力能夠得到提升。團(tuán)隊(duì)成員確定好過后，就要對(duì)他們各自的工作任務(wù)進(jìn)行明確的劃分，讓他們每個(gè)人都能夠找到其自身在團(tuán)隊(duì)中的角色位置，有效的為團(tuán)隊(duì)做出貢獻(xiàn)，保證整個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目的順利完成。總之，在進(jìn)行團(tuán)隊(duì)建立的時(shí)候，考慮到每個(gè)學(xué)生成員的特征屬性是重點(diǎn)，尤其是其專業(yè)特長、性格等。然后還要在團(tuán)隊(duì)成員中民主的推選出負(fù)責(zé)人，使團(tuán)隊(duì)隊(duì)長來落實(shí)具體的工作細(xì)節(jié)。

2.細(xì)化、制定任務(wù)計(jì)劃。選隊(duì)中的負(fù)責(zé)人要負(fù)責(zé)組織團(tuán)隊(duì)成員，集思廣益的對(duì)具體任務(wù)計(jì)劃進(jìn)行細(xì)化與制定，使具體的工作步驟能夠明確下來，并得到所有成員的認(rèn)同。機(jī)器人的系統(tǒng)復(fù)雜度非常高，包含各種硬件與軟件程序，這也正是其代表先進(jìn)科學(xué)技術(shù)水平能力的關(guān)鍵所在。本文的教學(xué)實(shí)踐過程當(dāng)中，由各個(gè)小組去自行的收集與設(shè)計(jì)機(jī)器人功能目標(biāo)，比如清潔功能機(jī)器人、醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人等。這些機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)目的是為人類減輕勞作負(fù)擔(dān)，比如清潔功能機(jī)器人主要幫助人們打掃環(huán)境衛(wèi)生，提高人們的生活環(huán)境質(zhì)量；醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人主要是幫助人們?cè)卺t(yī)院就醫(yī)的過程當(dāng)中，可以減少不必要的肢體運(yùn)動(dòng)，一方面方便醫(yī)院患者，另一方面簡化醫(yī)院醫(yī)護(hù)工作人員的工作量。有了機(jī)器人的功能目標(biāo)后，團(tuán)隊(duì)中的各個(gè)人員就需要根據(jù)自身的專業(yè)特長所在，接受各自的任務(wù)任命。比如一部分學(xué)生主要負(fù)責(zé)機(jī)器人的體型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)行設(shè)計(jì)圖繪制；負(fù)責(zé)機(jī)器人電路的學(xué)生主要工作是紅外避障電路、電源穩(wěn)壓電路、鍵盤輸入電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、單片機(jī)電路制作；負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)的學(xué)生，主要工作是對(duì)機(jī)器人的各種功能程序進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)試，使機(jī)器人具有可以思考的靈魂；最后就是機(jī)器人控制人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)的學(xué)生，他們主要是提高機(jī)器人控制的操作性，使機(jī)器人的操控能夠直觀、簡便等?？傊?，要根據(jù)學(xué)生的特征、特長來劃分工作任務(wù)，這樣才能保障項(xiàng)目的順利進(jìn)行與最終完成。

3.項(xiàng)目制作。一切的團(tuán)隊(duì)組建與任務(wù)規(guī)劃、分配完成后，就需要進(jìn)行實(shí)際的項(xiàng)目制作、任務(wù)實(shí)施。首先每個(gè)團(tuán)隊(duì)成員對(duì)于自身的工作任務(wù)要認(rèn)識(shí)透徹，了解自身工作的重要性，知道自己是否能夠有效的完成好任務(wù)對(duì)于整個(gè)項(xiàng)目的影響是決定性的，因?yàn)槿魏我徊糠止ぷ鳑]有完成好，都會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人項(xiàng)目失敗。成功完成了機(jī)器人的制作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的功能之后，所有的團(tuán)隊(duì)成員還必須集中起來根據(jù)完成情況編寫相應(yīng)的報(bào)告或是論文，且這個(gè)環(huán)節(jié)是教學(xué)工作的重點(diǎn)，應(yīng)為根據(jù)報(bào)告或是論文能夠?qū)W(xué)生的實(shí)際知識(shí)能力情況進(jìn)行清楚的了解。在本文的教學(xué)過程當(dāng)中，要求學(xué)生編寫報(bào)告與論文各一份，其主要內(nèi)容為實(shí)施項(xiàng)目的過程細(xì)節(jié)、難點(diǎn)的攻克以及機(jī)器人的具體功能實(shí)現(xiàn)情況等，這在學(xué)生完成了機(jī)器人項(xiàng)目制作后，進(jìn)一步鞏固了他們的知識(shí)能力。

4.項(xiàng)目的考核與評(píng)估。對(duì)項(xiàng)目的考核與評(píng)估是摸清學(xué)生實(shí)際素質(zhì)能力的關(guān)鍵途徑，首先要由團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人來進(jìn)行機(jī)器人項(xiàng)目的完成情況總結(jié)匯報(bào)，然后由各個(gè)成員對(duì)其自身的工作完成情況、完成質(zhì)量進(jìn)行自我評(píng)估。然后再根據(jù)項(xiàng)目實(shí)施過程中，各個(gè)隊(duì)員的實(shí)際表現(xiàn)情況，老師給出統(tǒng)一的評(píng)估，使每個(gè)學(xué)生能夠客觀的認(rèn)識(shí)自身優(yōu)勢與不足。為此，在項(xiàng)目的實(shí)施過程當(dāng)中，老師還應(yīng)當(dāng)多去項(xiàng)目實(shí)施現(xiàn)場做觀察與指導(dǎo)，認(rèn)真收集每個(gè)成員的表現(xiàn)情況。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問題，老師應(yīng)當(dāng)及時(shí)的給出指正與引導(dǎo)，使學(xué)生在項(xiàng)目進(jìn)行過程當(dāng)中可以得到有效的能力發(fā)展。

5.項(xiàng)目資料歸檔或應(yīng)用。為使學(xué)生養(yǎng)成良好的習(xí)慣，項(xiàng)目結(jié)束后，教師監(jiān)督學(xué)生將項(xiàng)目工作資料整理歸檔，材料包括項(xiàng)目申報(bào)書、進(jìn)度表、機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)圖、程序設(shè)計(jì)流程、機(jī)器人控制程序、項(xiàng)目結(jié)項(xiàng)書、項(xiàng)目報(bào)告講義等。

三、教學(xué)實(shí)施效果

實(shí)踐證明，硬件設(shè)備上，該教學(xué)平臺(tái)可靠性高，靈活性強(qiáng)，解決了目前機(jī)器人系統(tǒng)不能靈活拼拆組合，實(shí)現(xiàn)既可“獨(dú)立”又可“復(fù)用”的技術(shù)問題。軟件教學(xué)上，理實(shí)一體教學(xué)模式，學(xué)生能更好接受知識(shí)，創(chuàng)造發(fā)揮機(jī)器人的形態(tài)和行動(dòng)能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作得到充分展現(xiàn)，該課程得到了學(xué)生的普遍認(rèn)可和支持。

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