“机器人技术”课程的教学改革实践研究.pdf

中文科技期刊数据库（引文版）教育科学 收稿日期：2024 年 01 月 05 日 作者简介：尚书（1987），男，湖南吉首人，大学本科，助理工程师，主要从事工业机器人教学。-16-“机器人技术”课程的教学改革实践研究 尚 书 湘西民族职业技术学院，湖南 湘西土家族苗族自治州 416000 摘要：摘要：随着工业智能化的迅速发展，机器人技术作为关键领域之一，对人才提出了更高的要求。然而，目前机器人技术课程在教学中存在诸多挑战，需要针对性的改革与提升。本研究针对机器人技术课程教学现状存在的问题，探讨了课程设置不科学、教材匮乏、实践条件不足等挑战。提出了改革教学方法、加强实训基地建设、校企联合培养等措施。通过这些改革，提高学生的实践能力和适应工业智能化的能力，促进我国机器人技术的发展。关键词：关键词：机器人技术；教学改革；实践能力 中图分类号：中图分类号：G712 0 引言 在当今科技迅速更新的时代，中国在电子科技和工业领域已取得令世界瞩目的成就。尽管如此，在某些领域，尤其是机器人技术方面，我们与一些发达国家相比仍存在一定差距。这就凸显了我国在机器人技术领域急需人才的现实。随着发展形势的演变，我们不仅需要大量专业人才，更需要具备高质量技能的人才，能够在机器人技术领域进行创新，推动我国在该领域的前进步伐。在这个背景下，技工院校作为培养技能型人才的重要教育机构，肩负起了重要使命。我们需要为“中国创造”培养出更具创新能力的专业技能型人才。本文探讨如何促进技工院校的机器人技术教学质量提升，适应我国工业智能化发展的需要。通过教师的创新和教学方法的改革，培养出更多具备实践能力和创新潜力的人才，为推动我国机器人技术领域的发展贡献力量。1 机器人技术课程的概念 机器人技术课程，作为现代科技领域的重要组成部分，其概念涵盖广泛且深刻。这门课程并非局限于单一领域，而是综合多门学科知识，涉及机械工程、电子工程、计算机科学、人工智能、控制理论、传感器技术、材料工程等多个领域的交叉与融合。其本质在于通过理论知识和实践技能的结合，培养学生对机器人设计、制造、控制和应用的全面理解与掌握。这门课程的核心在于培养学生的综合能力。其教学目标不仅在于传授机器人相关领域的基本知识和技能，激发学生的创新思维和解决问题的能力。学生需要深入了解机器人的构造和工作原理，并掌握编程技能、机械设计、传感器应用、控制系统等方面的基本能力。这种全面的技能培养有助于学生将所学知识应用于实际项目中，并在未来的科技领域中作出贡献。机器人技术课程应该贯彻实践教学的理念。理论知识的学习固然重要，但更为关键的是通过实际操作来加深对知识的理解与应用，涉及到仿真实验、实际机器人装配与调试、项目设计与实施等方面。提供一个贴近实际工作环境的学习平台，让学生在实践中探索、实验、并将所学知识融会贯通，从而更好地培养他们的实践能力1。机器人技术课程的价值不仅在于传授机器人相关知识，更在于培养学生的创新意识和解决问题的能力。这种课程强调理论与实践相结合，为学生奠定坚实的技术基础，激发他们的创造力和创新潜力。它不仅是培养专业技能的课程，更是为学生未来在工程、科技和创新领域中发展奠定坚实基础的关键。在全球科技竞争愈发激烈的今天，机器人技术的发展不仅是国家战略发展的需要，也是推动工业智能化、提升生产效率的关键。因此，拥有机器人技术课程所培养出的人才，对于推动我国科技创新、工业转型升级具有重要意义。这门课程的重要性不断凸显，学术界和工业界的密切合作也使得该领域的教育更趋于实践化和应用化。2 机器人技术课程教学现状 2.1 课程设置不科学，缺乏打基础环节 机器人技术课程的课程设置面临着明显的问题，中文科技期刊数据库（引文版）教育科学-17-尤其是在基础教育环节上存在缺失。学生在学习机器人技术之前需要掌握一定的机械结构和控制方面的理论知识，这是理解和应用机器人技术的基础。然而，在院校的课程结构中，机械结构、力学等基础课程通常被归类为机械类专业，而控制理论的教学则被安排在自动化专业中，导致这两部分知识相互分隔、缺乏交叉和整合。这种课程设置的不合理性导致了学生在学习机器人技术课程时面临诸多障碍。缺乏相关基础知识的支持使得学生难以理解和应用机器人技术中的理论内容。机械结构知识与控制理论的割裂，导致学生在接触机器人技术时，缺乏必要的理论背景，无法深入领会课程内容的实质，从而影响了他们对于机器人技术的学习和理解。这种现状也对机器人技术课程的教学质量造成了一定的限制。学生在缺少必要的基础知识支持下，难以充分掌握机器人技术的实质，导致课程教学质量难以提高。这不仅限制了学生对机器人技术的全面理解，也制约了他们在这一领域的深入学习和发展。机器人技术作为一个前沿领域，需要全面的基础知识支持，才能在这一领域中有所建树。而学生在基础知识缺失的情况下，难以成为真正懂得理论、熟练应用机器人技术的专业人才，这限制了我国机器人技术的升级与发展。2.2 改领域较为新颖，缺乏适合教材 机器人技术作为一个新兴领域，其发展速度之快和变革之大是前所未有的。然而，这种迅猛的发展也带来了一个明显的问题，即缺乏适合该领域的教材。传统的教材体系往往滞后于机器人技术领域的最新发展，无法及时跟上行业的步伐和需求2。现行的教材在内容上通常偏重于机器人技术的基础理论和概念，但缺乏对于最新技术、行业应用和前沿趋势的涵盖。这意味着学生在学习过程中无法获取到最新、最实用的信息，从而难以适应迅速变化的技术环境。一些教材内容过于理论化，缺乏实际的应用案例或操作指南，难以为学生提供足够的指导和实践支持。机器人技术的迅速发展也使得其相关领域的知识体系不断扩展和深化。然而，教材内容的更新迭代速度远远跟不上这种知识的涌现。这种滞后导致了教材内容与实际需求脱节，学生很难通过现有的教材体系获得最新的行业信息和应用案例，无法全面掌握机器人技术领域的最新进展。由于机器人技术跨学科性质的特点，涉及到的知识和技能相当广泛，从机械工程到电子工程再到计算机科学等，需要综合性的教材来整合这些领域的知识。然而，目前的教材往往局限于特定学科，难以涵盖这些交叉学科领域的内容，这也增加了教学的难度和学生的学习负担。2.3 实践条件缺乏，建设成本太高 机器人技术课程在教学实践中所面临的一个重要问题是实践条件的匮乏，主要体现在缺乏必要的设施和实验条件。工业机器人本身具备高成本和高技术要求。这些机器人产品不仅价格昂贵，而且在操作和维护上需要专业的技术人员，这对于学校来说是一项巨大的挑战。院校通常面临着有限的教学预算，难以承担昂贵的机器人设备购置和维护成本，这限制了学校提供高水平机器人实践教学的可能性。机器人技术的实践操作通常需要专门的实验室或工作场所，这些场所需要符合一定的安全标准和设备要求，同时需要适当的空间和布局来支持机器人的操作和实验。工业机器人技术的实践教学还需要配备相应的软件和硬件设施，包括编程软件、模拟仿真工具、控制系统等，这些软硬件设备的购置和更新也需要大量资金的支持。而技工院校在这方面通常存在技术水平参差不齐、设备陈旧等问题，这制约了学校进行先进机器人技术实践教学的能力3。3 机器人技术课程的教学改革措施 3.1 改革教学方法，改善教学效果 在改革机器人技术课程的教学方法上，关键在于创新教学理念和方式，提高学生对抽象概念的理解和实践技能的培养。采用多样化的教学策略，例如引入案例分析教学法，通过真实案例展示机器人技术在工业和生活中的应用，让学生从实际中理解概念，培养他们的问题解决能力和创新意识。这种方法可以激发学生的学习兴趣，提高他们的主动参与度。采用问题导向的学习方式。将课程设计成问题驱动的学习过程，让学生在解决问题的过程中掌握知识和技能。这种教学方法能够促进学生的思辨能力和批判性思维，培养他们解决实际问题的能力，同时也能中文科技期刊数据库（引文版）教育科学-18-提高他们对课程内容的理解和记忆。通过模拟实验、实际操作、项目设计等方式，让学生亲自动手操作机器人设备，进行程序编写、机器人装配等实践性活动。这种实践性教学可以增强学生的动手能力和技术应用能力，让他们在操作中更深入地理解理论知识，并培养解决实际问题的能力。利用现代化教学技术，如虚拟仿真、在线课堂等，增加课堂互动性，促进师生互动和学生之间的合作。通过讨论、分享和团队合作，激发学生的思维，拓宽他们的视野，增强学习效果4。定期评估和调整教学方法。建立教学质量评估机制，收集学生的反馈意见和建议，了解教学效果，及时调整和改进教学方法。持续优化教学方式和课程内容，适应学生的学习需求和技术发展的变化，从而提高机器人技术课程的教学效果和学生的学习体验。3.2 加强校内外实训基地建设 加强机器人技术课程的实训基地建设是提升学生实践能力和培养高素质人才的重要举措。在校内方面，院校可以投入更多资源和资金，建立现代化的机器人实验室和实训中心。这些实训基地需要配备先进的机器人设备、模拟仿真工具和相关软硬件设施，为学生提供一个真实、安全、高效的实践环境。实验室的设计应考虑到机器人技术课程的需求，包括空间布局、安全标准、设备配置等，以支持学生的实践操作和技术培训。加强校外实训基地的合作与建设。与行业企业合作建立实习基地或联合实验室，是提供学生实践机会的有效途径。通过与企业合作，学校可以让学生接触到最新的机器人技术和工业应用，了解行业发展趋势，并在实际工作环境中进行技能训练和实践操作。这种合作不仅丰富了学生的实践经验，也有助于学校更好地了解行业需求，调整课程设置和教学内容，使之更贴近实际应用和市场需求。加强校际或地区间的资源共享与合作也是提升实训基地建设的一种方式。技工院校可以与其他院校或技术培训中心进行资源共享和合作，共同建设机器人技术实训基地，共享先进设备和教学资源。这种方式可以节约资源、提高设施利用率，并为更多学生提供实践机会。实训基地建设需要注重师资队伍建设和管理运营。培养一支专业的教师团队，具备丰富的实践经验和教学能力，能够有效指导学生进行实践操作和技能培训。此外，对实训基地的管理和运营也要进行科学规划和有效管理，确保设施设备的安全可靠性和教学资源的充足性。3.3 学校和企业联合培养 学校与企业建立长期稳定的合作关系，共同制定培养计划和课程设置，根据行业需求和技术发展动态，调整课程内容和教学目标，确保培养出符合市场需求的高素质人才。开展双向交流与合作。学校教师和企业技术人员开展互访交流、合作研究等活动，从而增进双方的了解与沟通。这种交流有助于学校了解企业的实际需求和行业动态，调整教学内容和方法；企业也可以更深入地了解学生的实际水平和学习能力，为合作培养提供更精准的指导和支持5。实施双导师制度也是一种有效的方式。学校邀请企业技术人员作为校外导师，与学校教师一同对学生进行指导和培养。这种双导师制度能够充分结合学校的理论教学和企业的实践经验，为学生提供更全面、更实用的指导，帮助他们更好地适应行业需求和提升就业竞争力。开展校企合作项目，学校与企业共同开展实践项目、科研合作等，为学生提供实践机会和实际项目参与，让学生在实践中学习，培养实际操作能力和解决问题的能力。这种实践项目有助于学生更好地将理论知识与实际应用结合起来，增强他们的实践能力和综合素质。学校与企业联合培养需要建立合作机制、开展双向交流、实施双导师制度和开展校企合作项目等多方面的措施，共同致力于培养适应行业需求、具备实践能力和创新意识的高素质人才。这种紧密的合作模式有助于学生更好地适应职场和促进产学结合，推动技术人才的培养和行业发展。4 结论 机器人技术课程的教学改革是为了培养适应工业智能化发展的高素质人才。当前教学存在诸多挑战，如课程设置不科学、教材匮乏、实践条件不足等。然而，通过改革教学方法、加强实训基地建设、校企联合培养以及共同评估教学质量等措施，有效应对这些问题。改革需要多方合作，学校应加强内部课程设置中文科技期刊数据库（引文版）教育科学-19-整合，拓展教材资源；与企业合作建立实践基地，提供更丰富的实践机会。学校和企业联手培养人才、共同评估教学质量，将为机器人技术课程的教学质量提升和人才培养质量提供坚实保障，进而推动我国机器人技术的发展与创新。这些改革为学生提供更好的学习体验，增强其技能，并为我国在机器人技术领域的崛起奠定坚实基础。参考文献 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