鄧相紅，李婕妤，騰 云

（湖南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410151）

1 課程建設(shè)背景

BNRT-MOB-44型移動(dòng)機(jī)器人是作為第44屆世界技能大賽移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目的設(shè)備。為更好地推進(jìn)專業(yè)創(chuàng)新和課程改革，促進(jìn)裝備制造類專業(yè)技術(shù)技能人才培養(yǎng)，高職院?？砷_設(shè)“移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”理實(shí)一體化課程。通過課程的學(xué)習(xí)，注重學(xué)生專業(yè)實(shí)踐能力和綜合職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，不斷提升學(xué)生專業(yè)綜合技能水平，促進(jìn)學(xué)校教育教學(xué)改革，提升學(xué)校綜合辦學(xué)能力。積極探索以大賽為載體的實(shí)踐育人模式，以賽促教，切實(shí)提升教育教學(xué)成效[1]。

職業(yè)院校技能大賽體現(xiàn)了行業(yè)企業(yè)的人才培養(yǎng)需求，是引領(lǐng)和促進(jìn)學(xué)校教育教學(xué)改革的有力杠桿。高職院校通過開設(shè)此課程可挖掘大賽的教育教學(xué)功能和發(fā)展性效能，切實(shí)推進(jìn)大賽成果的具體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)以賽促教，不斷促進(jìn)教育教學(xué)質(zhì)量的提升。以技能競賽為抓手，將技能大賽融入專業(yè)教學(xué)常態(tài)，深化產(chǎn)教融合，不斷優(yōu)化人才培養(yǎng)模式[2]。

世界技能大賽是最高層級(jí)的世界性職業(yè)技能賽事，被譽(yù)為“世界技能奧林匹克”，其競技水平代表了各領(lǐng)域職業(yè)技能發(fā)展的世界水平，是世界技能組織成員展示和交流職業(yè)技能的重要平臺(tái)。本課程使用的移動(dòng)機(jī)器人設(shè)備已應(yīng)用于第44屆世界技能大賽移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目設(shè)備、2018一帶一路暨金磚國家技能發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新大賽移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目設(shè)備和2018年度全國機(jī)械行業(yè)職業(yè)院校移動(dòng)機(jī)器人技能大賽。

關(guān)于移動(dòng)機(jī)器人的課程，目前國內(nèi)外有一些如《移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃》《移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)及其應(yīng)用》的開發(fā)教材，但都是一些理論方面的研究，介紹了移動(dòng)機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)和控制理論方法、算法及其應(yīng)用，某些社會(huì)專業(yè)類的培訓(xùn)有針對具體的某款機(jī)器人進(jìn)行技能培訓(xùn)。但高校特別是職業(yè)院校沒有專門的針對技能比賽的可實(shí)際操作的理實(shí)一體化課程，在培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力和綜合實(shí)踐素養(yǎng)方面課程的不足。

2 課程性質(zhì)和建設(shè)思路

“移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”是智能制造技術(shù)專業(yè)，如工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、智能控制技術(shù)以及應(yīng)用電子技術(shù)等的專業(yè)核心或者專業(yè)拓展課。通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握移動(dòng)機(jī)器人的基本構(gòu)成及基本設(shè)計(jì)思想，熟練應(yīng)用圖形化語言進(jìn)行編程和設(shè)計(jì)，本課程以學(xué)生未來工作需求組織教學(xué)內(nèi)容，為從事智能電子控制器、嵌入式應(yīng)用開發(fā)等工作提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備機(jī)器人等嵌入式軟硬件系統(tǒng)相關(guān)的理論基礎(chǔ)和安裝、調(diào)試等實(shí)踐動(dòng)手基礎(chǔ)，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，學(xué)會(huì)分析、解決專業(yè)問題的能力，為走上工作崗位奠定基礎(chǔ)[3]。

在本課程的學(xué)習(xí)中，以兩三個(gè)學(xué)生的小組為單位，利用移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)平臺(tái)，結(jié)合LabVIEW軟件編程技術(shù)，從培養(yǎng)嵌入式軟硬件開發(fā)技術(shù)員等崗位要求方面出發(fā)，使學(xué)生對智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)、開發(fā)、應(yīng)用有簡單的認(rèn)知和了解，提高學(xué)生從事智能電子控制器應(yīng)用技術(shù)方向的職業(yè)素養(yǎng)。以技能大賽精神為引領(lǐng)，以卓越技能導(dǎo)航課堂常態(tài)教學(xué)[4]。

3 課程目標(biāo)

課程總體目標(biāo)：使學(xué)生掌握移動(dòng)機(jī)器人的基本構(gòu)成及基本設(shè)計(jì)思想，熟練應(yīng)用圖形化語言進(jìn)行編程和設(shè)計(jì)，以學(xué)生未來工作需求組織教學(xué)內(nèi)容，為從事智能電子控制器、嵌入式應(yīng)用開發(fā)等工作提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐技能。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備機(jī)器人等嵌入式軟硬件系統(tǒng)相關(guān)的理論基礎(chǔ)和安裝、調(diào)試等實(shí)踐動(dòng)手基礎(chǔ)，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)他們分析、解決專業(yè)問題的能力，為走上工作崗位奠定基礎(chǔ)[5]。

知識(shí)目標(biāo)如下：①了解LabVIEW的編程環(huán)境、使用方法；②掌握LabVIEW的基本數(shù)據(jù)類型，了解LabVIEW的幫助系統(tǒng)和范例系統(tǒng)等；③了解LabVIEW程序結(jié)構(gòu)的類型和特點(diǎn)，掌握LabVIEW常用程序結(jié)構(gòu)的工作原理、應(yīng)用場合和使用方法；④掌握移動(dòng)機(jī)器人的制作原理，掌握驅(qū)動(dòng)電路；⑤掌握機(jī)器人速度控制方法，電動(dòng)機(jī)與舵機(jī)的控制方法，紅外與超聲波測距傳感器原理；⑥掌握移動(dòng)機(jī)器人遙控控制原理，了解圖像采集與視覺算法應(yīng)用；⑦掌握移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)原理，掌握移動(dòng)機(jī)器人的制作，完成軟硬件調(diào)試；⑧掌握移動(dòng)機(jī)器人的基本運(yùn)動(dòng)指令及編程方法；⑨掌握機(jī)器人的手動(dòng)操作方法；⑩掌握機(jī)器人的遙控操作方法。

能力目標(biāo)如下：①掌握VI（虛擬儀器）的建立、編輯和調(diào)試的基本方法，能夠獨(dú)立完成一個(gè)簡單VI的設(shè)計(jì)；②了解LabVIEW程序結(jié)構(gòu)的類型和特點(diǎn)，能夠根據(jù)程序設(shè)計(jì)的要求熟練使用不同類型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行編程；③能查閱相關(guān)技術(shù)文檔，根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人機(jī)械運(yùn)動(dòng)原理，完成移動(dòng)機(jī)器人的安裝、制作與調(diào)試；④能熟悉移動(dòng)機(jī)器人裝配安全操作常識(shí)；⑤能配置好myRIO控制器以及利用軟件編程進(jìn)行移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制并調(diào)試成功；⑥了解技術(shù)革新的內(nèi)容及途徑，嘗試獨(dú)立的創(chuàng)新設(shè)計(jì)；⑦學(xué)會(huì)在學(xué)習(xí)、生活和工作過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，并具有初步解決問題的能力。

素質(zhì)目標(biāo)如下：①養(yǎng)成實(shí)事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度；②通過學(xué)習(xí)小組探究學(xué)習(xí)培養(yǎng)良好的團(tuán)隊(duì)合作精神，有將自己的見解公開與他人交流的愿望，認(rèn)識(shí)到交流與合作的重要性，有主動(dòng)與他人合作的精神，敢于提出與別人不同的見解，勇于放棄或修正自己的錯(cuò)誤觀點(diǎn)；③養(yǎng)成勇于克服困難的精神，在解決問題的過程中，有克服困難的信心和決心，具有較強(qiáng)的忍耐力，能體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難，解決程序設(shè)計(jì)問題；④養(yǎng)成及時(shí)完成階段性工作任務(wù)的習(xí)慣，言必信，行必果，具有信用意識(shí)，敬業(yè)意識(shí)、效率意識(shí)；⑤養(yǎng)成積極思考問題、主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣，主動(dòng)運(yùn)用各種資源學(xué)習(xí)虛擬儀器的各種應(yīng)用；⑥培養(yǎng)較強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力；⑦愛崗敬業(yè)，具有高度的責(zé)任心；⑧關(guān)心國內(nèi)外科技發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢，有愛國的使命感與責(zé)任感，有將科學(xué)服務(wù)于人類的意識(shí)。

4 課程內(nèi)容與教學(xué)方法

將移動(dòng)機(jī)器人賽項(xiàng)的規(guī)程、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)以及參賽視頻等轉(zhuǎn)化為專業(yè)課程資源，實(shí)現(xiàn)大賽與教學(xué)有效銜接，強(qiáng)化專業(yè)技能訓(xùn)練[6]。充分利用現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)設(shè)備及條件開展項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、小組討論等教學(xué)活動(dòng)，通過課件、視頻、講解、測試題與動(dòng)手實(shí)踐訓(xùn)練相結(jié)合的形式帶領(lǐng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)移動(dòng)機(jī)器人制作與開發(fā)技術(shù)，編寫程序控制機(jī)器人完成各種智能任務(wù)，讓學(xué)習(xí)者親身參與到機(jī)器人開發(fā)與調(diào)試中，開發(fā)屬于自己的機(jī)器人[7]。設(shè)計(jì)的項(xiàng)目如表1所示。課程內(nèi)容詳細(xì)的設(shè)計(jì)如表2所示。

表1 課程內(nèi)容模塊

表2 課程內(nèi)容詳細(xì)的設(shè)計(jì)

表2（續(xù)）

此課程為理實(shí)一體化課程，該課程在多媒體教室和實(shí)訓(xùn)室組織教學(xué)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)分組實(shí)施，教學(xué)中可靈活運(yùn)用講授教學(xué)法、小組討論法、小組分工與合作。

5 結(jié)束語

充分利用競賽設(shè)備開發(fā)“移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用”課程，促進(jìn)了機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)的普及和發(fā)展，解決了機(jī)器人課程資源缺乏的問題，也為其他課程的資源開發(fā)提供了新的思路。從機(jī)器人的組裝開始，根據(jù)移動(dòng)機(jī)器人課程實(shí)踐項(xiàng)目的知識(shí)需求將課程內(nèi)容劃分成多個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目，符合項(xiàng)目化教學(xué)內(nèi)容的課程資源開發(fā)原則，通過課堂教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)和教學(xué)網(wǎng)絡(luò)資源來同步進(jìn)行，將每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)融入到每一個(gè)任務(wù)中，每一個(gè)任務(wù)通過任務(wù)書的形式發(fā)放，通過“理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合”來實(shí)現(xiàn)的教學(xué)練一體模式[8]。

另外，在教學(xué)中引入項(xiàng)目旨在使學(xué)生在參與機(jī)器人項(xiàng)目的整個(gè)過程中，切身接觸機(jī)器人最新技術(shù)與實(shí)際操作，加深對移動(dòng)機(jī)器人理論知識(shí)的理解與應(yīng)用，有效提升解決實(shí)際問題的能力。