◎張艷磊

一、工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域

當(dāng)前，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，已成為現(xiàn)代智能制造生產(chǎn)中重要的高度自動(dòng)化裝備。工業(yè)機(jī)器人在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)乃至家政服務(wù)機(jī)器人等均有應(yīng)用案例。隨著機(jī)器人研究的不斷深入，機(jī)器人群體在國(guó)防軍事領(lǐng)域?qū)⒅鸩浇庸苘娙说膽?zhàn)斗崗位，機(jī)器人大規(guī)模走上戰(zhàn)爭(zhēng)舞臺(tái)，將帶來(lái)軍事科學(xué)的真正革命。在醫(yī)療衛(wèi)生體系，醫(yī)療機(jī)器人可用于傷病員的救援、轉(zhuǎn)運(yùn)、手術(shù)和康復(fù)，是醫(yī)療衛(wèi)生裝備信息化、智能化的重要發(fā)展方向之一。在汽車制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)器人能適應(yīng)不同的生產(chǎn)環(huán)境及工藝的要求，可代替人工完成：焊接、搬運(yùn)、噴涂、裝配、檢測(cè)等繁重、有毒、高低溫等環(huán)境下的操作，保證了人員的生產(chǎn)安全，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率，在汽車制造生產(chǎn)過(guò)程中占領(lǐng)著不可替代的重要作用。

二、工業(yè)機(jī)器人教學(xué)方法

工業(yè)機(jī)器人的學(xué)習(xí)過(guò)程融合了計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、通訊、控制、聲、光、電、磁等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。因此工業(yè)機(jī)器人教育和傳統(tǒng)的學(xué)科教育區(qū)別很大。單純的機(jī)械、電氣、計(jì)算機(jī)等的學(xué)習(xí)只能作為學(xué)習(xí)機(jī)器人的基礎(chǔ)。工業(yè)機(jī)器人的教學(xué)應(yīng)該是一個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)，學(xué)生在掌握各學(xué)科的同時(shí)要對(duì)計(jì)算機(jī)整體系統(tǒng)有更為深入的了解，這需要在教學(xué)過(guò)程中采用多種方法積極引導(dǎo)，使學(xué)生在思考的過(guò)程中將各學(xué)科的知識(shí)有機(jī)地串聯(lián)起來(lái)。

1.多基礎(chǔ)教學(xué)交叉學(xué)習(xí)，聯(lián)合啟發(fā)。

在傳統(tǒng)的教學(xué)中，如電機(jī)控制實(shí)訓(xùn)中教師只針對(duì)電氣線路進(jìn)行講解，鉗工實(shí)訓(xùn)則只進(jìn)行金工方面的技能教學(xué)。這種模式的教學(xué)在過(guò)去取得了一定的成果，但是在面向工業(yè)機(jī)器人的教學(xué)時(shí)，由于不能將各學(xué)科進(jìn)行有效地串聯(lián)，因此難以形成機(jī)器人學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。新形勢(shì)下，應(yīng)該交叉教學(xué)，比如在講解電機(jī)控制小車往返控制的章節(jié)中，應(yīng)該對(duì)小車的機(jī)械運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，如小車機(jī)械傳動(dòng)出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致小車無(wú)法順利行進(jìn)等種種情況。電氣控制線路和機(jī)械知識(shí)的相互結(jié)合，使學(xué)生能夠充分理解各學(xué)科的交叉融合，為學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人打下基礎(chǔ)。

2.工業(yè)機(jī)器人專業(yè)方向課程設(shè)置。

傳感方面課程：圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、卡爾曼濾波、信息融合。

認(rèn)知：機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能。驅(qū)動(dòng)：自動(dòng)控制原理、線性控制理論（線性空間理論）、非線性控制理論、計(jì)算機(jī)控制/數(shù)字控制、機(jī)器人導(dǎo)論、機(jī)器人控制、非各向同性機(jī)器人控制、路徑規(guī)劃、數(shù)模電子線路、信號(hào)與系統(tǒng)、各種電子線路設(shè)計(jì)知識(shí)、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖。這些不需要全部都懂，但至少要專攻一個(gè)方向，其他方向略懂，比如專攻控制和路徑規(guī)劃。

3.行為導(dǎo)向教學(xué)。

行為導(dǎo)向教學(xué)以學(xué)生為主體，通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生的積極主動(dòng)思考。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)積極的發(fā)問(wèn)，以學(xué)生的討論為主，教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中起引導(dǎo)的作用。這種教學(xué)方法可以充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，積極調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。在解決問(wèn)題的同時(shí)，學(xué)生充分將所學(xué)到的各學(xué)科知識(shí)主動(dòng)進(jìn)行“融會(huì)貫通”，解決問(wèn)題的能力也得到了提高。學(xué)生取得了成就感和激勵(lì)，使學(xué)習(xí)的過(guò)程變得更有挑戰(zhàn)。教師還可進(jìn)一步建立獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。各種方法共同作用下，使工業(yè)機(jī)器人學(xué)習(xí)變得更加生動(dòng)有趣。

4.鼓勵(lì)創(chuàng)新。

“創(chuàng)新”是科技進(jìn)步的源泉。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，受思維定式的影響較輕，往往會(huì)出現(xiàn)一些大膽的充滿新意的想法。在遇到這些情況時(shí)，教師絕不應(yīng)該漠視甚至打擊，應(yīng)該積極針對(duì)學(xué)生這些想法進(jìn)行分析假設(shè)，甚至在有條件的情況下付諸實(shí)踐。21世紀(jì)技工院校培養(yǎng)的是熟練的高技能人才，更是充滿創(chuàng)新精神的高技能人才。只有大膽鼓勵(lì)創(chuàng)新，才有可能出現(xiàn)大量的優(yōu)秀的國(guó)家需求的創(chuàng)新型技能人才。

三、學(xué)校師資隊(duì)伍建設(shè)

1.引進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師人才。

新形勢(shì)下，鐵飯碗逐步被打破，校企之間的人才流動(dòng)愈加頻繁。教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的教師在技能上可能稍有不足，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師在教學(xué)能力上還需稍加磨練和指導(dǎo)。通過(guò)人才引進(jìn)的方式，吸引優(yōu)秀的工程師人才長(zhǎng)期或定期進(jìn)入教育行業(yè)，能夠提高校內(nèi)教師的技能水平，同時(shí)使教學(xué)過(guò)程更加貼近現(xiàn)場(chǎng)。

2.豐富多樣的教師培訓(xùn)和激勵(lì)手段。

通過(guò)多媒體網(wǎng)絡(luò)課堂、校企聯(lián)合師資培養(yǎng)等多種手段，為教師專業(yè)能力的提高創(chuàng)造學(xué)習(xí)條件，邀請(qǐng)各領(lǐng)域?qū)＜摇⒔處煹叫ｉ_(kāi)展講座，交流促進(jìn)，共同發(fā)展。同時(shí)，從事工業(yè)機(jī)器人教育的教師也應(yīng)充分意識(shí)到工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展日新月異，必須牢固樹(shù)立不斷學(xué)習(xí)的教育理念。

通過(guò)對(duì)取得成果的教師進(jìn)行物質(zhì)上和精神上的獎(jiǎng)勵(lì)，引導(dǎo)學(xué)校形成教師之間相互競(jìng)爭(zhēng)、相互促進(jìn)的良好氛圍，激勵(lì)教師積極改進(jìn)教學(xué)方法，主動(dòng)進(jìn)行科研及教學(xué)探索。在這種你追我趕的學(xué)習(xí)氛圍下，才能形成良好的發(fā)展的工業(yè)機(jī)器人教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

四、結(jié)語(yǔ)

工業(yè)機(jī)器人作為一門新興專業(yè)，其整體發(fā)展時(shí)間還比較短，并沒(méi)有形成完整的教育體系。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)本身的發(fā)展又十分迅猛，一代機(jī)器人的代差壽命非常短。因此，在開(kāi)展相關(guān)課程時(shí)，教師不僅要讓學(xué)生能夠很好地學(xué)習(xí)到理論知識(shí)與實(shí)踐能力，更加重要的是要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與自主學(xué)習(xí)的能力，要讓學(xué)生能夠通過(guò)自己的不斷努力，在離開(kāi)學(xué)校之后更好地適應(yīng)社會(huì)以及工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的快速發(fā)展。