王秀梅 張紅梅 彭文 李志鵬

摘要：介紹了本?；埕~創(chuàng)意機器人課程的教學現(xiàn)狀。根據(jù)慧魚創(chuàng)意機器人課程都特點，針對該課程面向全校所有專業(yè)和所有年級的特點，從教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和考核方式等方面進行了改革探索與實踐。實踐表明，慧魚創(chuàng)意機器人課程的諸多改革是合理的，在教學實踐中取得了良好的教學效果，實現(xiàn)了知識應用型人才培養(yǎng)目標。

關鍵詞：慧魚創(chuàng)意機器人;教學內(nèi)容;教學模式;多層次

Abstract：This paper introduces the teaching status of Huiyu creative robot course. According to the characteristics of Huiyu creative robot course and the characteristics of the course for all majors and all grades of the whole school，the reform，exploration and practice are carried out from the aspects of teaching content，teaching means and assessment methods. Practice shows that many reforms of Huiyu creative robot course are reasonable，good teaching results have been achieved in teaching practice，and the training of knowledge applied talents has been realized Raise goals.

Key words：Comet creative robot;content of courses;Teaching mode;Multilevel

當今世界，科技創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，是驅(qū)動國家發(fā)展的核心動力。教育要積極投身實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，著重培養(yǎng)創(chuàng)新型、復合型、應用型人才[1]?；埕~創(chuàng)意機器人課程是一門創(chuàng)客類創(chuàng)新課程，采用了先進的PBL教學授課模式，以知識拓展、創(chuàng)意制作和開源分享為特征的綜合性實踐課程[2]。本課程是通過學習者的自主探究和合作來解決問題;通過探究原理到動手實踐，可以很好的培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力、創(chuàng)新意識、團隊協(xié)作力、自信心、表達能力、專注力、思考力。

慧魚創(chuàng)意機器人課程主要面向本校機械類、汽車類、交通類、信息類和自動化類等不同專業(yè)的學生，同時也面向不同年級的學生。在教學過程中發(fā)現(xiàn)不同專業(yè)的學生所修的專業(yè)基礎課程不同，不同年級的學生所學習的課程量不同，因此，學生接收相同知識點的內(nèi)容是接受程度不同。因此，對于《慧魚創(chuàng)意機器人設計與實踐》課程的教學模式進行探索與實踐，來實現(xiàn)針對不同專業(yè)和不同學習階段的學生開設系統(tǒng)的、有層次的創(chuàng)新開放性實驗項目具有很強的現(xiàn)實意義。

1?已有研究實踐基礎

課程以慧魚創(chuàng)意組合模型作為教學基礎，系統(tǒng)介紹創(chuàng)意機器人制作所涉及的基礎知識、主要構件組成、機器人機構的設計、控制程序開發(fā)環(huán)境ROBO Pro的使用和PLC控制等問題，并配以相應的模型讓學生搭建[3]。

課程所配有的慧魚創(chuàng)意組合模型組合包有：機械演繹組合包、工業(yè)革新組合包、氣動機械組合包、重型礦山機械組合包、汽車原理及發(fā)展組合包、機器人電子技術起步組合包、機器人技術組合包、機器人探索組合包、工業(yè)機器人。

課程零件采用散件化管理[4]。由于組合包中包含多種零件，在拼裝時容易掉落或丟棄，考慮各種因素，采取散件化管理零件。零件的收納考慮了幾點因素：零件顏色、零件種類和功能、零件的肉眼易區(qū)分性、散件車不同收納盒的整體使用效率。目的是提高零件的存取和管理效率。

2?教學內(nèi)容的改革

2.1?對教學內(nèi)容進行劃分

對于《慧魚創(chuàng)意機器人設計與實踐》課程教學內(nèi)容進行改革，其探索的主要內(nèi)容是針對不同專業(yè)、不同學習階段學生的學習特點、學習知識積累情況和學習知識的結構，對授課內(nèi)容系統(tǒng)地、有層次地進行劃分：

1）基礎實驗

針對大一的學生，基本沒有學習專業(yè)課程。因此適合開展基礎實驗，讓學生掌握基本的功能性實驗。參考拼裝手冊，拼裝圖冊上的模型。學習基礎性的編程，對機器人進行簡單的調(diào)試和控制，實現(xiàn)拼裝手冊上的基本要求。

2）系統(tǒng)性實驗

針對大二、大三的學生，已經(jīng)學習了相應的專業(yè)課程，可以結合所學專業(yè)課程，進行系統(tǒng)性試驗學習。

針對機械專業(yè)的學生，結合所學的機械設計、機械制造技術和金工實習，運用慧魚組合包組裝機械相關的模型。比如：機械機械演繹組合包、工業(yè)革新組合包、工業(yè)機器人等組合包。學習更有深度的編程，設計讓機器人實現(xiàn)特定的動作。

針對汽車專業(yè)的學生，結合所學的車輛構造、車輛電器與電子系統(tǒng)、車輛電控技術、車輛設計和金工實習，運用慧魚組合包組裝汽車相關的模型。比如：汽車原理及發(fā)展組合包、重型礦山機械組合包等組合包。學習汽車運轉(zhuǎn)相關的編程，設計讓汽車實現(xiàn)預訂好的動作。

針對電氣、電信專業(yè)的學生，結合所學的自動控制理論、電機及拖動基礎、電力電子技術、傳感器與檢測技術、單片機原理與接口技術、計算機控制系統(tǒng)等專業(yè)知識，運用慧魚組合包組裝機器人相關的模型。比如：機器人電子技術起步組合包、機器人技術組合包、機器人探索組合包、工業(yè)機器人。運用所學習的編程知識，設計讓機器人實現(xiàn)特定的動作。

3）提升層實驗

針對大四工科專業(yè)的學生，在學習了慧魚機器人課程的相關知識后，讓學生自主確定項目范圍，不同小組任務各不相同。根據(jù)各個小組接受知識的難易程度和學習知識點的接受程度，選擇任務的難易程度進行創(chuàng)新。學生不再是單純的模仿操作手冊中的模型，也不是簡單的改進現(xiàn)有的模型，而是創(chuàng)造新的模型。從實際機構出發(fā)，發(fā)揮想象力，設計出功能更多樣的機器人。

4）創(chuàng)新性實驗

創(chuàng)新性實驗不再局限于特定的題目，特定的思維，而是讓學生放開想象，搭建所有構思的創(chuàng)意模型。不限制學生的年級、專業(yè)，不限制題目結合自己的興趣和當前的機器人發(fā)展趨勢來設計開發(fā)具有新型功能的機器人，綜合運用所學知識來實現(xiàn)創(chuàng)新性設計。

2.2?在專業(yè)基礎知識中融入課程思政

在已有的課程體系基礎上，借助“課程思政”改革，以創(chuàng)新理念，對課程進行設計，將社會主義核心價值觀教育全方位地、無痕地貫穿到課堂教學之中的各個層面。在設計慧魚創(chuàng)意機器人設計課程的教學內(nèi)容和教學形式中，秉承以專業(yè)課講授為主線，將提取出的課程思政要素，有機地融入到課程之中，使課程的理論知識與課程思政的核心要素渾然成一體。通過趣味視頻的觀看、著名事例講述，引導學生去思考、去討論如何做一名有愛國情操、有品德、有理想的大學生。

在落實立德樹人的教育目標下，充分發(fā)揮課堂教學在大學生思想政治教育過程中的主導作用和育人功能，在傳授專業(yè)知識的過程中，加強思想政治教育，努力培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的中國特色社會主義合格建設者和可靠接班人。

3?教學方法、教學手段的改革

1）采用先進的教學模式

脫開傳統(tǒng)教師教學生學的教學模式，建立“以學生為主體，老師為主導，提問式、啟發(fā)式、討論式”的基于探索和研究的教學方法模式。深化實訓課程與理論知識之間聯(lián)系，強化了學生獨立思考問題與解決問題的能力。

2）信息化手段的應用

教學設施不斷更新和現(xiàn)代化，PPT、圖片、白板和視頻等課件的應用也使課堂教學內(nèi)容豐富多彩，課堂教學更生動。

3）項目式教學

學校給學生提供項目開展所需條件，根據(jù)課堂學習及課外學習，讓學生梳理自己的興趣點，自動組隊，申報自制項目，充分發(fā)揮學生的創(chuàng)新意識[5]。在教師指導下，通過申報我校大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目獲得資助，讓有能力、有興趣的學生得到資金支持。依托學院綜合性開放實驗室，項目自制過程中的生產(chǎn)、加工、制作等基本都可以在實驗室完成。

4?教學設施的改革

引入新的模型組合和散件包。在硬件方面，引入新的慧魚創(chuàng)意組合模型和散件，便于學生創(chuàng)造出新的模型，從而實現(xiàn)前所未有的創(chuàng)新。加大各專業(yè)相關理論知識教學和實踐相結合，調(diào)動學生學習的積極性和主動性，培養(yǎng)學生的想象力和自主創(chuàng)造力。

5?考核方式的改革

本課程考核環(huán)節(jié)包括過程考核和實習報告，總評成績按五級制評定：優(yōu)、良、中、及格、不及格。過程考核占比較大，考核學生創(chuàng)新作品的能力。

6?結語

本文從教學內(nèi)容、教學方法、教學手段和考核方式等幾個方面進行探索，充分發(fā)揮創(chuàng)新課程教學在培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力方面的重要作用，達到激發(fā)學生的探索激情，培養(yǎng)學生的綜合設計能力，啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維，增強學生的創(chuàng)新意識的目標。

參考文獻：

[1] 郭媛媛. 創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略對地方高校人才隊伍建設的啟示[J]. 河南教育，2021，9：28-29.

[2] 曲凌.慧魚創(chuàng)意機器人設計與實踐教程（第2版）[M].上海：上海交通大學出版社，2015

[3] 景維華，曹雙.機器人創(chuàng)新設計[M].北京：清華大學出版社，2014

[4] 馮敏亮，汪成，馬圣潔. 基于慧魚機器人的創(chuàng)新性開放實驗管理模式探索[J]. 銅仁學院學報，2017，6（6）：25-27.

[5] 馮大鵬，李濤，修云. “機器人”課程改革探索與實踐[J]. 湖北理工學院學報，2017，33（5）：67-70.