高职院校工业机器人技术课程教学改革的探讨

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　　摘 要 目前工业机器人产业发展前景良好，工业机器人技术专业受到高职院校的普遍重视，成为热门专业之一。针对我校的工业机器人技术课程存在的若干问题进行了阐述，结合目前高职教育的特点，提出课程改革的具体措施。通过课堂教学与现场教学的有机结合，增强学生对基础知识的掌握;合理安排课程，学习由浅入深;增加实训课程比重，锻炼学生的动手能力;学校和企业深度合作将会是一个双赢的有效措施。
　　关键词 工业机器人技术 教学改革
　　中图分类号：G712 文献标识码：A
　　0引言
　　随着国内新增工业机器人产能的逐步释放，国内工业机器人产量增长仍将持续。根据统计局最新统计数据，2017年，中国工业机器人产量超过13.1万台，较2016年大幅增长81%，2018年将有多个工业机器人产业基地的陆续建成，2018年全年工业机器人产量实现较大幅度增长几无悬念，产量或超17万台。
　　在此发展前景下，工业机器人技术成为有着广阔前景和迫切人才需求的专业。为了适应社会需求的发展速度，该专业要求具有机电一体化技术和机器人技术基础理论知识和专门知识，重点掌握机械、电控、液压、工业机器人技术和智能控制等专业技能，具备从事工业机器人现场编程、机器人自动线维护、工业机器人安装调试及自动化生产系统生产管理、商业服务等各种高级技能。
　　如何为社会培养一批批优秀的工业机器人专业高级人才是摆在所有高职院校面前的难题。我校工业机器人技术专业的开设始于2016年，是我校为适应社会发展需要而重点扶持的新兴专业。在教学过程中如何激发学生的学习兴趣，提高对工业机器人专业前景的信心和热情是十分重要的。
　　1《工业机器人技术》课程存在的若干问题
　　1.1基础知识偏重理论的讲授，难以激发学生的学习热情
　　一般教材都会对工业机器人的基础知识进行比较详尽的介绍，主要包括机器人的定义、基本组成、主要技术参数、分类、应用、基础编程与调试等。任课教师在上课过程中往往也会借助多媒体手段进行图文并茂的讲解，绞尽脑汁想要提高学生的学习热情。但是好多学生仍然在学习过程中遇到各种困难，往往出现开始“听不懂、学不会”，后面就自暴自弃的现象。众所周知，工业机器人技术是一门综合性的学科，想要成为专业技术人才，需要涉猎的领域范围很广，因此，理论知识的讲授是必不可少的。但理论同样要付诸实践才有价值，仅凭灌输枯燥的基础知识，让学生死记硬背不可能达到很好的教学效果。如果在授课过程中，教师一方面进行理论知识的课堂教学，另一方面安排学生与工业机器人进行近距离接触的实践教学，两者相辅相成，对提高学生学习专业知识的热情会有很好的效果。
　　1.2学生软件编程知识基础薄弱，难以独立开发规范的控制程序
　　软件编程在工业机器人中占据着极其重要的地位。就像人类的大脑一样，工业机器人所有的运动轨迹都取决于控制器的内部程序。控制程序结构的合理与否直接关系到机器人实际运行效果的好坏。
　　在教学过程中发现，部分学生学习机器人软件编程知识非常困难，其中一个原因是在进入高职院校学习之前，他们从未接触过类似的高级编程语言（例如VB、C语言），对于编程知识的基本概念都不清楚，甚至对计算机本身的知识都是零基础;另一个主要原因是编程基础课程开设不合理。虽然各品牌的機器人编程语言都不相同，但和C语言相比，在程序结构设计上有很多相似之处。如果学生能够在学习C语言编程上下一番苦功，建立规范的程序设计思想，那么学习机器人编程语言就会容易很多。为了尽快弥补这个知识漏洞，该专业在同一学期开设了《C语言程序设计》课程，但时间安排是不合理的，需要进行调整。
　　1.3实训课程时间安排不足，难以充分发挥学生的动手实践能力
　　一般在一个学期内，会组织学生进行集中实训，目的就是将课堂上讲授的理论知识在机器人工作站上进行实践操作，充分发挥学生的主观能动性，善动脑、勤思考，根据布置任务以小组为单位进行集中讨论，集思广益，互相合作，共同提高，最终在短时间内出色地完成项目。
　　实训课的时间安排一般是一周。在这么短的时间内，想要对理论知识进行充分练习是不可能的，所以，只能够给学生安排一些难易适中、经典的小项目。通过这些练习，学生能够对机器人工作站的运行有更进一步的掌握。
　　但不足之处在于，实训课程短暂，只能抓住部分重点难点，难以进行全面练习，限制了学生的创新发散思维能力和动手能力，不利于他们的长足发展。
　　1.4缺少和机器人相关公司的联系与合作，难以开阔学生的眼界
　　在学校里面，教学包括了课堂教学和实践教学两大部分。在实践教学环节，虽然学生能够近距离接触到工业机器人，但毕竟教学资源有限，一般只有数台工业机器人供学生使用，而一个班的人数往往能够达到三四十人，这样每组就有6至10名学生同时练习，可想而知资源是多么紧张;且工业机器人的型号单一，只能完成指定功能，无法满足学生开阔眼界的要求。如果能够和工业机器人公司展开合作，不仅上述问题能全部解决，而且可以给学生带来更多的发展机会。
　　2《工业机器人技术》课程改革的对策
　　2.1注重现场教学对学习的促进作用
　　课堂教学讲授的理论知识是较为枯燥的，为了吸引学生注意力，全面提升学习热情，除了增加多媒体图片、动画、视频等常规教学方式外，现场教学方式会起到明显的促进作用。
　　现场教学一般可安排在实训室进行。首先讲授理论知识点，每当完成一组知识点的讲解，比如工业机器人的基本组成、运行原理、主要技术参数等，就在工业机器人上进行演示，让学生近距离观察、甚至亲手尝试操纵机器人完成简单的位姿变换等，加深对理论知识的理解和掌握。教师可以与学生进行互动，现场布置一些任务交给学生完成，锻炼他们的动手能力。
　　另外，组织学生集体参观工业机器人工作场景也是一种很好的现场教学方式。在参观过程中，能够见到不同品牌、不同型号、不同应用的机器人，了解它们之间的不同之处及各自的应用特点，和书本上内容进行比较，在他们的头脑里建立起更加直观的形象记忆;在自动化生产线上，可以看到多台机器人如何相互配合完成某一项装配任务;搬运机器人如何完成零部件在不同工位之间的流转;分拣机器人如何将产品按照一定标准进行智能分类等。 　　现场教学，能够极大增长学生的见识，有助于学生对理论知识的深入理解和掌握，为后续学习打下良好基础。
　　2.2注重编程基础知识的讲解，合理安排课程
　　想要学好任何编程语言，基础知识的把握是最重要的，“经济基础决定上层建筑”，机器人编程也不例外。在课堂教学过程中，建议将各种知识点融入到综合实例之中，而不是单纯的代码列表，这样可以加深学生对基础知识的理解和掌握。
　　工业机器人技术是一门综合性学科，想要学好本专业课程，相关基础课程是不可缺少的，比如机械、液压、电控等。学习《C语言程序设计》，可以将学生引入高级编程语言的大门，为机器人编程语言的学习做好铺垫。所以，将这两门课在同一学期开设是不合理的，而应将《C语言程序设计》这门课程开设在上一个学期。合理的课程安排会使得学习形成由浅入深、由下至上的层次感，这样学生在学习过程中就会很舒服、很自然地接受新知识、新理论。
　　2.3增加实训教学课时比重，重视学生实践能力的培养
　　在学期中安排实训课程目的在于进行集中实践。为了达到理想的教学效果，可以从以下三个方面进行尝试：
　　（1）增加实训课时比重，由原一周时间增至两周。这样安排的好处是，学生有充足的时间和精力去适应实训的节奏，冷静分析问题，理顺思路，找到正确解决问题的方式方法。
　　（2）适当提高实训项目难度，编制典型的应用项目库。课时延长使得原有项目的操作难度有所降低，在此基础上，将更有深度的知识点融入进来，开发出一系列面向生产实践的团体测试项目供学生使用。在开发过程中注重经验的总结以及技巧的提炼，不断补充完善，使其成为知识点丰富、有层次、有深度的典型实训项目。将这些事例分门别类，组成专门的项目资源库，可在任何时候调用，非常方便。
　　（3）注重团队合作。在学生结成小组的前提下，明确各自在团队中的作用，分工明确，及时沟通，互相帮助，共同进步。不仅鍛炼每个学生独立思考的能力，更让学生体会到团队协作在解决实际问题时的重要性。充分发掘每个学生的潜力，鼓励创新性的发散思维并付诸实践，不怕犯错误，勇于面对困难，在不断地修正过程中得到充分锻炼。消除部分学生“眼高手低”问题，在理论与实践相结合的过程中成为名副其实的多面手。不仅锻炼了学生的动手能力，更极大提升了学生对工业机器人技术专业的信心。
　　2.4注重与企业的深度合作
　　党的十九大报告中提到“完善职业教育和培训体系，深化产教融合、校企合作”。从中不难看出，从国家层面上党对职业教育发展非常重视。高职毕业生最终是面向社会上用人单位的，采取什么样的措施才能保证毕业生在进入企业后能够以最快速度适应工作节奏和强度呢？和工业机器人企业深度合作是一条值得深入思考的途径。
　　2.4.1充分利用企业设备资源
　　企业的工业机器人资源是学校实训室无法比拟的，学生可以在企业中近距离见识到各种各样的工业机器人，熟悉它们的品牌、型号、特点、应用场合等，不仅加深对书本知识的理解，同时扩展了知识，增长了见识。
　　2.4.2邀请企业技术人员担任培训教师
　　企业技术人员每天面对的都是真实项目，现场环境往往非常复杂，常常会发生一些难以预料的事件，在不断地分析问题解决问题过程中，技术人员积累了丰富的实战经验。如果能够邀请他们给学生进行一定课时的培训，相信会有更好的教学效果。
　　2.4.3安排学生到企业实习
　　学生实习最好的去处就是和本专业相关性高的企业。学校和企业签订实习合作协议，安排学生在合适的岗位进行锻炼。学生可以学以致用，同时从现场学到很多实用性的技巧和经验。提前适应企业的工作节奏，对学生来说很有益处，为他们毕业时踏入社会提供了很好的过渡阶段。
　　2.4.4为合作企业输送优秀的人才
　　高职学生毕业后，找到一份称心如意的工作很难，即使他们很优秀。在求职过程中能够影响最终录取的因素很多，这使得很多优秀人才很可能被埋没，造成很大的人力资源浪费，而与企业合作就会尽可能降低这种情况的发生。
　　在合作企业的实习阶段为优秀毕业生提供了一个很好的求职平台。在这个平台上，合作企业可以根据学生平时的工作表现按照一定的标准进行打分，挑选适合招聘职位需求的毕业生;而毕业生也可以根据自己的实习经历做出对自己最有利的选择。
　　这样既解决了企业招人难的问题，也解决了部分毕业生就业难的问题，对双方都是一个很好的回报。
　　3结论
　　工业机器人技术是我校新开设的一门专业，该专业建设时间较短，在教学过程中仍然存在若干问题。针对这些问题，本文逐一进行了分析讨论，并提出理论联系实际，增加实训课程比重，与企业深度合作等对策。相信按照文中讨论的对策进行课程改革后，教学效果能够得到进一步的提高。
　　参考文献
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