張智博
摘要:工業(yè)機器人已經(jīng)成為一個國家制造技術強弱的衡量標準。隨著工業(yè)機器人的廣泛應用,許多中職院校都建設工業(yè)機器人實驗室,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和動手能力。本文根據(jù)工業(yè)機器人培養(yǎng)方案,采用“四步教學法”,即理實“雙元制”教學、實驗實訓教學、項目教學和參加國家、省市比賽四個方面來剖析如何培養(yǎng)學生的興趣和動手能力,采用什么樣的教學手段才能更好的讓學生接受,并結(jié)合參加省市比賽優(yōu)秀生培養(yǎng)方面提出了幾點建議。
關鍵詞:工業(yè)機器人 雙元制 教學手段 省市比賽
引言
工業(yè)機器人已經(jīng)成為目前發(fā)達國家先進技術的衡量標準,并在各行各業(yè)中成為主要的生產(chǎn)工具,正在緩減勞動力成本上升與環(huán)境污染之間關系的選擇方法之一。本著為社會培養(yǎng)優(yōu)秀的機器人操作、維護、保養(yǎng)等方面的人才,許多中職院校紛紛建設工業(yè)機器人實訓基地,一來可以增加學校的專業(yè)建設方向,擴大知名度;二來可以培養(yǎng)一些高、精、尖的畢業(yè)生擴大學生就業(yè)渠道。工業(yè)機器人技術是一門理論與實踐結(jié)合比較緊密的學科,作為一門新興的學科,對教師的要求較高,需要采用一些教學手段,讓學生先從直觀上理解機器人的組成結(jié)構(gòu),通過一些3D軟件讓學生模擬機器人動作的軌跡,讓學生在學習的過程中產(chǎn)生興趣,提高機器人工作效率,達到教學大綱的要求。
一、 理實“雙元制”教學中,善于運用多媒體教學手段
工業(yè)機器人的授課不適合傳統(tǒng)的講授法,主要是因為大部分中職學生的基礎較差,對于新技術、新知識的接受能力要差一些,所以要讓學生看著實物,聽老師講解,先從直觀上認識機器人的結(jié)構(gòu)、組成。這就要求教師在備課中,多搜集相關的圖片和視頻,通過演示,讓學生在大腦中形成一個大致的概念,原來機器人是這樣工作的。3D仿真軟件的使用,極大的方便了教師,拿焊接舉例,通過仿真,讓學生知道機器人是如何工作的,從什么地方入手,什么是起始點,鄰近點、工作點、遠離點……。如搬運一個工件從A點到B點,進入軟件,將這個工件從自帶庫中取出,配合三維機器人進行模擬,選擇最優(yōu)的規(guī)劃路徑,學生可以自行選擇路徑,實現(xiàn)模擬仿真,比較直觀的看到機器人是如何搬運的,這樣在操作中就按照規(guī)劃的路徑來完成。
二、 實驗實訓教學
進入實訓現(xiàn)場之前,教師必須對每一名同學進行安全教育,把危險性都交代清楚,采用團隊合作的方式,一旦出現(xiàn)危險,團隊的其它成員能施救。接下來熟悉機器人組成和操作按鈕的位置,功能和操作,可以給機器人上電,把每個按鈕的功能演示一遍。
在軟件模擬仿真完畢,不能馬上進行機器人的操作,因為機器人是比較危險的,所以學生必須在機器手臂活動范圍之外進行操作,如果近距離操作,必須時刻盯著機器手臂的運動軌跡,并適當調(diào)低運動速度。在給機器人編程的時候,采用手動控制,并且編一條程序,讓機器人運行一步,看有沒有偏離軌跡。團隊中幾名同學協(xié)同合作,有寫程序的,操作的,測量精度,反復調(diào)試,找到最優(yōu)的規(guī)劃路徑。同時,幾個團隊之間相互競爭,通過做同一個課題,結(jié)果不同,相互借鑒,互相促進,相互學習,培養(yǎng)學生的興趣和動手能力。
三、 項目教學
當學生的能力達到一定水平時,將一個完整的項目交給學生,這個項目的所有工作都必須學生來完成,包括項目實現(xiàn)的背景、項目的環(huán)節(jié)、項目的組成以及項目的程序編制,項目的實現(xiàn)。這個過程中,教師作為把關者,學生是主體,學生在每一模塊完成后都進行點評,并進行資料的歸檔。學生不再按照老師的要求去完成項目,而是學生自己來完成,老師起到引導的作用,學生的主動性大大增強。學生在完成項目的同時,也是檢驗理論知識學習的結(jié)果,結(jié)合實踐,體會創(chuàng)新的困難和樂趣,培養(yǎng)團隊精神,還有發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。以機械加工為例,團隊內(nèi)至少有一人對機械的相關知識掌握的比較好,如模具設計、加工工業(yè)和環(huán)節(jié)、產(chǎn)品的檢驗規(guī)則等。這樣的項目對團隊的要求比較高,包括機床的操作、金屬熱處理、工藝流程。這樣可以訓練學生和不同專業(yè)學生之間的配合和合作,跨專業(yè)學習是以后中職學生學習的趨勢。在項目教學中,團隊內(nèi)的每個人都付出勞動,積極發(fā)揮自己的主觀能動性,把自己的優(yōu)勢發(fā)揮出來,實際上注重的不是結(jié)果,而是整個過程。項目教學的特點:轉(zhuǎn)變學習思維,以前傳統(tǒng)教學中,老師教什么,學生按照老師的教法去完成,把學生的主觀能動性限定在條條框框中,無法培養(yǎng)學生的興趣和創(chuàng)新能力。學習時間短,一般實習的時間較長,學生整天按部就班,興趣逐漸被磨滅。不如將課題以項目的形式出現(xiàn),短期內(nèi)學生完成,看到自己的成果,促發(fā)學生的學習興趣。教師監(jiān)督,傳統(tǒng)的教學方法是以教師為主,現(xiàn)在以學生為主,有利于學生發(fā)現(xiàn)問題解決問題。
四、 參加國家、省市比賽
按照比賽的要求,學校的選拔,代表學校參加的學生一般來自三年級,他們經(jīng)過了嚴格的訓練和培養(yǎng),具備一定的專業(yè)技術水平。首先是所屬市舉辦“中職院校技能大賽機器人比賽”,各校報名后進行初步選拔,試題的難度低于省賽,這個過程也是發(fā)現(xiàn)不足,找差距的過程。入選后,回到本學校進行封閉式訓練,主要是收集近三年內(nèi)比賽的試題,學生先獨立的分析試題,找到突破點,在教師的指導下,分步驟,分階段進行,最后在省賽要求的時間范圍內(nèi)完成。參加省賽,和省內(nèi)各市的選手進行比賽,一方面是證明自己的實力,另一方面也是學習的機會,以前是閉門造車,現(xiàn)在走出去,給自己定位,找到差距。
五、結(jié)束語
工業(yè)機器人在中職院校的教學中是“雙刃劍”,一方面對于培養(yǎng)學生的動手能力大有裨益,另一方面通過比賽,增加知名度,獲得國家的投資。但是現(xiàn)在的中職院校,工業(yè)機器人設備較少,無法形成規(guī)模性教學,再者教師的專業(yè)知識不夠,缺乏過硬的操作技能。大多數(shù)中職院校開設機器人專業(yè),停留在理論教學階段,實際操作受到各種因素的限制。如果克服上面的困難,那么在教學中,寓教于樂,采用“四步教學法”,讓學生積極發(fā)揮主觀能動性,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,為機器人專業(yè)領域培養(yǎng)越來越多的人才。
參考文獻
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