蔣華平

隨著電氣控制自動化和機電一體化技術(shù)的發(fā)展，江蘇省2012年增加了“機器人技術(shù)應(yīng)用”競賽項目，機器人應(yīng)用技術(shù)也隨之引入到中職和高職教學(xué)中。大賽的機器人設(shè)備采用北京中科遠洋科技有限公司的ZKRT-300型機器人綜合實訓(xùn)平臺，該機器人實訓(xùn)平臺可以為中高職院校的機電、自動化、機器人、電子信息等專業(yè)提供綜合性實訓(xùn)教學(xué)。

依據(jù)教育部16號文件中“大力推行工學(xué)結(jié)合，突出實踐能力培養(yǎng)，改革人才培養(yǎng)模式”的精神，為了培養(yǎng)機電一體化專業(yè)學(xué)生的職業(yè)能力，結(jié)合ZKRT-300型機器人綜合實訓(xùn)平臺教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象的實際情況，在“模塊化教學(xué)”化教學(xué)基礎(chǔ)上，應(yīng)該進行“工程教學(xué)法”的改革實踐?！肮こ探虒W(xué)法”是在建構(gòu)主義的指導(dǎo)下，以實際的工程項目為對象，先由教師確定教學(xué)項目并設(shè)計項目的總體方案，確定項目中理論知識點，打破課程的界限進行理論教學(xué)，然后讓學(xué)生分成項目組，圍繞各自的工程項目進行實踐教學(xué)，最后以項目組共同完成項目的情況來評價學(xué)生是否達到教學(xué)目的的一種教學(xué)方法。

一、工程教學(xué)法在機器人綜合實訓(xùn)平臺上的實踐

“工程教學(xué)法”就是要打破傳統(tǒng)的教學(xué)法的不足，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，以實踐教學(xué)活動帶動理論課教學(xué)，變以課程學(xué)習(xí)為主為職業(yè)能力為主。主要表現(xiàn)在改變傳統(tǒng)的三個中心，由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，由以課本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊椖俊睘橹行?，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫嵺`教學(xué)為中心。

在自動化立體倉庫（AS/RS）物料搬運、倉儲過程中要完成以下任務(wù)：機器人從出發(fā)區(qū)啟動運行，沿白色引導(dǎo)線前進,運行至工件存放區(qū)抓取8個工件；在2號工位上擺放1號和8號工件；在4號工位上擺放5號工件；在1號工位上擺放2號、7號工件；完成第3步后，在5號工位上擺放3號工件；在3號工位上擺放6號、4號工件；完成第4步后，機器人運行到4號工位停止10秒。機器人重新抓取4號工位的5號工件，放置到5號工位，機器人回到終點區(qū)停止，任務(wù)完成。

在具體教學(xué)過程中采用分模塊、分項目小組、分角色訓(xùn)練，以案例、模擬項目、企業(yè)真實項目相結(jié)合來訓(xùn)練學(xué)生工作與項目經(jīng)驗；針對自動化立體倉庫行業(yè)的需求，培養(yǎng)有綜合素質(zhì)的機器人工程師、電氣控制工程師等必備崗位技能，還可以通過實際案例訓(xùn)練，讓學(xué)員掌握機器人的裝配、調(diào)試、編程與維護，能勝任現(xiàn)代大型企業(yè)對機器人應(yīng)用技術(shù)要求的能力。在運用”工程教學(xué)法”開展教學(xué)研究過程中具體的做法是：（1）把工程對象分解為若干個模塊，譬如C51單片機與機器人大腦，單片機輸出接口與伺服電機控制模塊，機器人巡航控制模塊，機器人觸覺導(dǎo)航模塊，C51輸入/輸出接口與紅外線導(dǎo)航模塊，機器人的距離檢測模塊，機器人行走底盤模塊，機器人回轉(zhuǎn)、升降、平移、手爪機構(gòu)等系列模塊。（2）分組協(xié)作學(xué)習(xí)。各組在項目組長的組織下，研究確定本組的項目，在教師對示范項目各模塊開發(fā)過程的演示下，針對本組項目開展研究討論、分工協(xié)作，共同完成工程項目的系統(tǒng)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、代碼編寫、程序調(diào)試等工作。（3）由項目組共同完成工程對象的工作任務(wù)。（4）進行各項目組的評價，評價以完成項目的質(zhì)量為主要依據(jù)，注重學(xué)生的職業(yè)能力考核。

二、工程教學(xué)法在機器人綜合實訓(xùn)平臺上的教學(xué)反思

在對機器人技術(shù)進行工程對象教學(xué)實踐的過程中，（1）學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇不同項目、參加不同的項目組，能充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；（2）在項目組中能充分發(fā)揮學(xué)生的各種特長和潛能，有利于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能，也有利于學(xué)生的專業(yè)技能個性發(fā)展和定位；（3）通過項目組成員之間合作完成項目的學(xué)習(xí)過程，可以揚長避短，實現(xiàn)學(xué)生之間的知識、能力互補，創(chuàng)造相互學(xué)習(xí)的機會；（4）在教師的指導(dǎo)下，由項目組的學(xué)生自己完成項目，提高了學(xué)生解決實際問題的能力，同時，也提高了學(xué)生自學(xué)能力和創(chuàng)造、創(chuàng)新能力；（5）項目小組成員之間分工合作，相互交流，提高協(xié)調(diào)能力，培養(yǎng)團隊精神，也大大提高學(xué)生的成就感和自信心；（6）項目組小組之間開展的項目競賽活動增強了同學(xué)的社會競爭意識，為畢業(yè)后就業(yè)和創(chuàng)業(yè)打下了良好基礎(chǔ)。[1]

在對機器人技術(shù)進行工程對象教學(xué)實踐的過程中，要注意以下問題。

（一）確立和選擇符合企業(yè)實際應(yīng)用的項目

項目的確立還要考慮四個因素。（1）項目要包含全部教學(xué)內(nèi)容并盡可能地融合多門課程的知識點，避免項目過??；（2）項目的難易度要符合學(xué)生的實際學(xué)習(xí)水平，并且要有不同難度的項目供學(xué)生選擇；（3）項目的確立和選擇要貼近學(xué)生的生活，不能太抽象，要被大多數(shù)學(xué)生所認同；（4）因為不可能每個項目都能面面俱到，學(xué)生可以根據(jù)具體的培養(yǎng)方向和專業(yè)特長來確立最合適的項目。

（二）做好項目實施前的準備工作

項目組在進行項目實踐之前，教師要要對新知識進行講解和對項目具體實施的方案進行解釋。

（三）項目組的確定要根據(jù)學(xué)生的實際合理劃分

項目是由項目組合作來完成，既要考慮組員的分工又要考慮合作，要發(fā)揮學(xué)生們特長，體現(xiàn)學(xué)生的知識互補性，互相幫助使他們解決更多的問題。項目組的確立應(yīng)考慮學(xué)生的專業(yè)特長和學(xué)習(xí)情況，使學(xué)生能夠相互學(xué)習(xí)，共同提高，全面地提高學(xué)生職業(yè)能力。

（四）在工程教學(xué)活動中發(fā)揮好教師的指導(dǎo)作用

項目組在完成項目的過程中教師要及時給予指導(dǎo)。針對不同層次的問題，教師指導(dǎo)的方式、方法和程度要有所不同?！肮こ探虒W(xué)法”的根本宗旨是讓學(xué)生自己學(xué)習(xí)知識、提高職業(yè)技能，因此，教師一定要把握好指導(dǎo)的尺度，不能指導(dǎo)過細，要充分提供學(xué)習(xí)資料，幫助學(xué)生自己解決問題。要培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和創(chuàng)新、創(chuàng)造能力。[2]

（五）工程項目總結(jié)和評價是工程教學(xué)法的重要環(huán)節(jié)

“工程教學(xué)法”通過在自動化立體倉庫中選取物料搬運、倉儲工程項目來創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)過程，通過項目小組的方式開展模塊學(xué)習(xí)活動，針對完成項目的質(zhì)量進行學(xué)習(xí)效果的評價。它打破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，可最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，實現(xiàn)理論教學(xué)和實踐教學(xué)的有機結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和職業(yè)技能、專業(yè)特長，是機器人技術(shù)應(yīng)用的有效的教學(xué)方法。

[1]彭麗文.對機器人教學(xué)的嘗試[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2004（6）：24-26.

[2]張劍平，王益.機器人教育：現(xiàn)狀、問題與推進策略[J].中國電化教育，2006（12）：65-68.