新形势下技工院校工业机器人教学实践与探索

摘　要：机器人在21世纪的应用将会更加普及。社会对机器人技工人才提出了更高的要求，常规的教学手段已不能满足机器人教育对人才的要求。本文针对机器人教学的特点，从机器人教学方法、实训教学建设、师资队伍建设三个方面对新形势下技工院校的机器人教学进行了探索研究。

关键词：机器人教学方法 实训建设 师资队伍

随着社会的进步和科技的发展，社会人力成本不断提高，劳动者在技能方面的欠缺导致先进技术的应用出现瓶颈。进入21世纪以后，智能机器人必将全面应用于生产。做好机器人技术教育，培养大批优秀的高技能机器人应用型人才，是当今新形势下技工院校面临的挑战。

一、机器人教学方法

机器人的学习过程融合了计算机、机械、电子、通讯、控制、声、光、电、磁等多个学科领域的知识。因此机器人教育和传统的学科教育区别很大。单纯的机械、电气、计算机等学科的学习只能作为学习机器人的基础。机器人的教学应该是一个系统的架构，学生在掌握各学科的同时要对计算机整体系统有更为深入的了解，这需要在教学过程中采用多种方法积极引导，使学生在思考的过程中将各学科的知识有机地串联起来。

1.多基础学科交叉学习，联合启发

在传统的基础学科教学中，如电机控制实训中教师只针对电气线路进行讲解，钳工实训则只进行金工方面的技能教学。这种模式的教学在过去取得了一定的成果，但是在面向机器人的教学时，由于不能将各学科进行有效地串联，因此难以形成机器人学习的基础。

新形势下，应该交叉教学，比如在讲解电机控制小车往返控制的章节中，应该对小车的机械运动特点进行分析，如小车机械传动出现问题，导致小车无法顺利行进等种种情况。电气控制线路和机械知识的相互结合，使学生能够充分理解各学科的交叉融合，为学习机器人打下基础。

2.机器人专业方向课程设置

传感方面课程：图像处理、计算机视觉、卡尔曼滤波、信息融合。

认知：机器学习、人工智能。

驱动：自动控制原理、线性控制理论(线性空间理论)、非线性控制理论、计算机控制/数字控制、 机器人导论、机器人控制、非各向同性机器人控制、路径规划、数模电子线路、信号与系统、各种电子线路设计知识、机械设计、工程制图。

这些不需要全部都懂，但至少要专攻一个方向，其他方向略懂，比如专攻控制和路径规划。

3.行为导向教学

行为导向教学以学生为主体，通过问题驱动学生的积极主动思考。在教学过程中，通过积极的发问，以学生的讨论为主，教师在整个教学过程中起引导的作用。这种教学方法可以充分发挥学生的主体作用，积极调动学生学习的主观能动性，培养学生分析问题、解决问题的能力。在解决问题的同时，学生充分将所学到的各学科知识主动进行“融会贯通”，解决问题的能力也得到了提高。学生取得了成就感和激励，使学习的过程变得更有挑战。教师还可进一步建立奖励机制。各种方法共同作用下，使机器人学习变得更加生动有趣。

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