□ 武漢 余秋月

創(chuàng)新二字分別蘊含著各自的內(nèi)涵：新意味著始，也就是說造就的這個事物是前所未有的、全新的；另一個創(chuàng)意味著變，即是對某種事物進(jìn)行的變革與再創(chuàng)造，這說明所創(chuàng)造的新事物（創(chuàng)新）是有所依托的，不是憑空而起的。創(chuàng)新能力是指一種遵循事物發(fā)展規(guī)律前提下，進(jìn)行事物變革的能力。所以說創(chuàng)新不是隨意構(gòu)想的，不是天馬行空的，而是一種有理可依的，有跡可循的造就新事物。

2015年我國提出“中國制造2025”，其以“創(chuàng)新驅(qū)動、質(zhì)量為先、綠色發(fā)展、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、以人為本”為基本方針。2018年，習(xí)近平在濟(jì)南考察浪潮集團(tuán)高端容錯計算機(jī)生產(chǎn)基地時指出“發(fā)展是第一要務(wù)，人才是第一資源，創(chuàng)新是第一動力”?？梢?，創(chuàng)新是當(dāng)代社會發(fā)展的重要推動力。因此，在高校教育教學(xué)探索過程中，學(xué)生創(chuàng)新意識、實踐動手能力的培養(yǎng)，已經(jīng)成為當(dāng)前教學(xué)的核心目標(biāo)。

工業(yè)機(jī)器人實踐教學(xué)是工業(yè)機(jī)器人理論技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，是工業(yè)機(jī)器人專業(yè)的必要基礎(chǔ)課程。該課程的教學(xué)質(zhì)量從側(cè)面反映了該專業(yè)的教學(xué)水平。為了響應(yīng)市場對工業(yè)機(jī)器人復(fù)合型人才的需求，我院開展工業(yè)機(jī)器人專業(yè)，并開設(shè)了工業(yè)機(jī)器人實踐教學(xué)課程。本文結(jié)合目前我國機(jī)器人實踐教學(xué)的現(xiàn)狀，以及學(xué)?，F(xiàn)有的實驗設(shè)備，對該課程的實驗教學(xué)進(jìn)行創(chuàng)新型探索。

一、教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.機(jī)器人實踐教學(xué)的重要性?！爸袊悄苤圃?025”的提出，使得機(jī)器人的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。隨著科技的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人逐漸在多種行業(yè)從事生產(chǎn)應(yīng)用，開始了制造業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級，從而出現(xiàn)了機(jī)器人替代人的熱潮。由于工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)不僅降低成本，還具有顯著提高生產(chǎn)效率、提高良品率、保證產(chǎn)品品質(zhì)、增強(qiáng)生產(chǎn)柔性等優(yōu)勢，導(dǎo)致越來越多傳統(tǒng)崗位逐漸被機(jī)器人代替。但與此同時，一些新型崗位（如全國機(jī)器人電氣工程師、全國機(jī)械工程師、全國PLC工程師、全國售前工程師、機(jī)器人系統(tǒng)集成工程師、全國機(jī)器人應(yīng)用工程師、全國機(jī)器人硬件工程師等）由此而生，使得工業(yè)機(jī)器人復(fù)合性人才供不應(yīng)求。因此，高校應(yīng)該高度重視工業(yè)機(jī)器人人才的培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生的實踐動手能力和自主創(chuàng)新能力。目前，我國工業(yè)機(jī)器人實踐教學(xué)還處于初級階段，人才的培養(yǎng)方案還在探索。

2.當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容的不足。當(dāng)前工業(yè)機(jī)器人的實踐教學(xué)還處于初級教學(xué)，教學(xué)內(nèi)容較為基礎(chǔ)。主要是以串聯(lián)型六軸機(jī)器人系統(tǒng)為主要教學(xué)工具，從串聯(lián)六軸機(jī)器人系統(tǒng)的基本組成，認(rèn)識工業(yè)機(jī)器人的組成部分以及常用機(jī)器人系統(tǒng)的基本構(gòu)成；從六軸機(jī)器人的本體結(jié)構(gòu)、示教器的使用，了解機(jī)器人的關(guān)鍵參數(shù)和基本手動操作；從工業(yè)機(jī)器人基本指令的練習(xí)，完成基礎(chǔ)指令驗證。這樣傳統(tǒng)的驗證性實踐教學(xué)內(nèi)容對于工業(yè)機(jī)器人的學(xué)習(xí)來說，其設(shè)計較為簡單，且單一，不具有系統(tǒng)性。學(xué)生通過做這樣的一些參數(shù)驗證、指令驗證實驗，往往會因其實驗內(nèi)容過于簡單機(jī)械而喪失學(xué)習(xí)動力。學(xué)生無法在這樣的實踐教學(xué)中體會到所學(xué)理論知識的實用性，會對這樣的學(xué)習(xí)提出質(zhì)疑，從而導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)厭學(xué)的狀態(tài)。

3.當(dāng)前教學(xué)方法的不足。目前，工業(yè)機(jī)器人實驗教學(xué)方法還比較傳統(tǒng)，主要是以教師操作作為課堂主體，學(xué)生復(fù)制練習(xí)為課堂手段，即實驗教師針對實驗課程內(nèi)容的安排，首先對相關(guān)理論知識進(jìn)行回顧，然后分析該節(jié)課的課程內(nèi)容并向?qū)W生演示本節(jié)課課程內(nèi)容的具體操作，最后，學(xué)生按照老師的演示自行進(jìn)行課程內(nèi)容的練習(xí)與復(fù)制。這樣的教學(xué)方法雖然降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，讓學(xué)生更容易完成實驗教學(xué)內(nèi)容，但是也大大降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，屬于一種灌輸性學(xué)習(xí)。在這樣的復(fù)制教學(xué)方法下，學(xué)生開始養(yǎng)成對教師的依賴性，以及學(xué)習(xí)上的懶惰性，慢慢失去主動進(jìn)行理論知識的復(fù)習(xí)習(xí)慣。很多學(xué)生開始覺得在上課時只需用手機(jī)拍下教師的演示過程就可以輕松完成實驗內(nèi)容，降低了學(xué)生的思考能力，導(dǎo)致學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)知識僅于當(dāng)節(jié)課堂上掌握，下課后就遺忘的問題。而且這種傳統(tǒng)實驗教學(xué)方法還導(dǎo)致學(xué)生只是機(jī)械的復(fù)制了該課堂內(nèi)容，無法將知識靈活變通。

4.當(dāng)前實驗考核的不重視。當(dāng)前實驗考核在課程教學(xué)中往往不受到重視，重理論輕實踐的思想在教育體系中還是存在，特別表現(xiàn)在實驗考核部分。①考核機(jī)制上：部分課程考核機(jī)制會按照理論課程成績、實驗課程成績以及學(xué)生平時表現(xiàn)成績作為考核標(biāo)準(zhǔn)，這樣的考核標(biāo)準(zhǔn)中實驗課程成績占比率通常不超過30%。有的課程考核中直接將實驗考核劃入平時表現(xiàn)成績中，有的甚至直接取消。這樣的考核機(jī)制的設(shè)置，讓學(xué)生覺得實驗課程學(xué)習(xí)的好壞并不會對他的課程成績有影響，從而導(dǎo)致學(xué)生忽視實驗教學(xué)的重要性。②考核形式上：目前實驗課程的考核形式以實驗報告書寫為主，教師通過學(xué)生書寫的實驗報告給學(xué)生實驗成績，由于實驗報告通常是讓學(xué)生自己在課堂外完成，所以其并不能真實反映出學(xué)生的實驗水平。這也是導(dǎo)致學(xué)生不重視實驗實踐教學(xué)的原因之一。

二、實驗教學(xué)內(nèi)容上的探索

1.基礎(chǔ)性實驗教學(xué)?；A(chǔ)性實驗教學(xué)是在傳統(tǒng)驗證性實驗的基礎(chǔ)上，對學(xué)生理論知識進(jìn)行引導(dǎo)式復(fù)習(xí)，更多地讓學(xué)生熟練掌握工業(yè)機(jī)器人基本常用知識點?；A(chǔ)性實驗教學(xué)內(nèi)容具體如下：①走進(jìn)工業(yè)機(jī)器人：讓學(xué)生對工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)有一定的認(rèn)識，并結(jié)合理論知識，掌握機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)和基本性能。②工業(yè)機(jī)器人手動操作：結(jié)合理論課知識和現(xiàn)有實驗設(shè)備，掌握工業(yè)機(jī)器人基坐標(biāo)、關(guān)節(jié)坐標(biāo)、工具坐標(biāo)、用戶坐標(biāo)的定義和使用，熟悉工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的基本操作，熟練手動控制機(jī)器人的運動。③工業(yè)機(jī)器人基本運動指令：熟練掌握工業(yè)機(jī)器人編程操作過程，深入理解基本運動指令的含義、變量設(shè)置、用法、區(qū)別。④工業(yè)機(jī)器人IO指令：熟練掌握工業(yè)機(jī)器人IO口設(shè)置，深入理解IO指令的含義與用法。

2.綜合型實驗教學(xué)。綜合型實驗教學(xué)是在基礎(chǔ)性教學(xué)基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入，通過典型的工業(yè)應(yīng)用案例工藝分析，讓學(xué)生自主運用基礎(chǔ)性實驗教學(xué)的知識點完成程序設(shè)計；然后，教師通過學(xué)生完成任務(wù)的結(jié)果，對典型工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用設(shè)計進(jìn)行針對性的補(bǔ)充。下面為綜合型實驗設(shè)計的典型應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容：①結(jié)合實際焊接要求的工業(yè)機(jī)器人繪圖設(shè)計：以繪圖練習(xí)模擬實際生產(chǎn)過程中的工業(yè)機(jī)器人焊接技術(shù)，理解焊接工藝要求，設(shè)計焊接方案，熟練掌握幾種典型圖形的焊接。②結(jié)合實際碼垛要求的工業(yè)機(jī)器人搬運設(shè)計：了解實際搬運的工件尺寸以及搬運環(huán)境，利用實驗室現(xiàn)有工件模擬典型環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人碼垛。③創(chuàng)新型實驗教學(xué)。創(chuàng)新型實驗教學(xué)是指學(xué)生根據(jù)實驗室所提供的所有設(shè)備，以及前面所學(xué)的知識，自主設(shè)計一種工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用場景，并說明理由。通過這樣創(chuàng)新型實驗教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計，給學(xué)生提供更多的自主學(xué)習(xí)空間。

三、實驗教學(xué)方法上的探索

1.建立輪班制小組長模式。在實驗教學(xué)過程中，允許學(xué)生四人自由組合成項目小組。教師僅提供基礎(chǔ)的實踐教學(xué)講解和部分項目設(shè)計思路，學(xué)生各組成員根據(jù)項目自行分配任務(wù)，并輪流承擔(dān)不同項目的負(fù)責(zé)小組長，并登記在冊。該教學(xué)方法至少具有以下優(yōu)點：一是教師更多地放手，讓學(xué)生自主討論、自主學(xué)習(xí)、相互督促學(xué)習(xí)，掌握工業(yè)機(jī)器人實驗操作的關(guān)鍵技術(shù)；二是讓每個學(xué)生都有擔(dān)任負(fù)責(zé)人的機(jī)會，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的團(tuán)隊領(lǐng)導(dǎo)能力和協(xié)作能力，并且有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的激勵，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感。

2.設(shè)立答疑環(huán)節(jié)。畢竟學(xué)生所掌握的知識程度是有限的，在自主學(xué)習(xí)過程中，必定會出現(xiàn)一些問題，因此教師必須主動參與到各小組的學(xué)習(xí)中去，給予學(xué)生適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和答疑解惑。在每次項目課時結(jié)束前的30分鐘，各組組長將其負(fù)責(zé)的項目向全班同學(xué)進(jìn)行簡單講解，列出實驗過程中遇到的各種問題，其他組員進(jìn)行內(nèi)容補(bǔ)充。教師在此過程中需對講解內(nèi)容進(jìn)行指導(dǎo)，并對問題進(jìn)行解答，并及時記錄學(xué)生學(xué)習(xí)情況，用于后期考核部分內(nèi)容。

四、實驗考核方式上的探索

教師要從根本上重視實踐教學(xué)，擴(kuò)大實踐教學(xué)考核在改課程上的考核百分比，從而引起學(xué)生對實驗教學(xué)的關(guān)注；然后，要從考核方式上進(jìn)行改革，變傳統(tǒng)的實驗報告書寫評分為隨堂實驗測試環(huán)節(jié)。變單一報告評分機(jī)制為多種方式評分機(jī)制，即以平時課堂表現(xiàn)和隨堂測試兩個環(huán)節(jié)作為評分標(biāo)準(zhǔn)，課堂表現(xiàn)包含基礎(chǔ)操作、領(lǐng)導(dǎo)能力、協(xié)作能力以及團(tuán)隊貢獻(xiàn)率。通過這樣的考核機(jī)制設(shè)置，增加學(xué)生學(xué)習(xí)的緊迫感，激勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)，主動幫助他人學(xué)習(xí)，并能夠更加準(zhǔn)確地反映出學(xué)生的綜合學(xué)習(xí)水平。

本文對工業(yè)機(jī)器人實踐教學(xué)進(jìn)行了探討和實踐，主要針對現(xiàn)有教學(xué)現(xiàn)狀、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及考核方式上的不足進(jìn)行了分析與探索，提出了具有綜合性、創(chuàng)新性與系統(tǒng)性的實驗教學(xué)方案。并經(jīng)過實際的實驗教學(xué)進(jìn)行了驗證，表明了該教學(xué)思路的可行性，增強(qiáng)了學(xué)生自主創(chuàng)新的能力，激發(fā)了他們團(tuán)隊領(lǐng)導(dǎo)、團(tuán)隊協(xié)作、團(tuán)隊互助的能力，鍛煉了他們發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，提高了他們運用知識，創(chuàng)新應(yīng)用的能力，讓他們在今后的實踐過程中能高效靈活地運用所學(xué)知識，成為具有專業(yè)素養(yǎng)的工業(yè)機(jī)器人人才。［武漢外語外事職業(yè)學(xué)院院級教學(xué)研究項目：工業(yè)機(jī)器人課程實踐教學(xué)體系改革與研究（2018WYYBJY032）］