RobotStudio在信息化教学中的应用探索

2018-04-24吕玉兰

现代制造技术与装备 2018年3期

吕玉兰

（山西机电职业技术学院，长治 046000）

信息化教学，是指以现代教学理念为指导，以信息技术为支持，应用现代教学方法促进“教与学”的一种教学模式[1]。近年来，包括中小学、职业教育、高等教育等各个领域的教育工作者们都在积极探索并将信息化教学植入到日常教学活动中。微课、慕课、动画、视频等各类信息化教学手段方兴未艾，其中，仿真软件的使用是信息化教学的一大重要元素和手段，本文将探索RobotStudio在《工业机器人技术基础》这门课程的信息化教学过程中的重要作用。

1 教学分析

1.1 课程背景

《工业机器人技术基础》是高职工业机器人技术专业的专业核心课、专业必修课，本课程是一门综合性、实践性较强的课程[2-3]，在学完本课程后，学生要根据任务工单，编制工业机器人（ABB）的应用程序，能够利用RobotStudio仿真验证程序的合理性，并能对机器人进行简单的维修和维护。这将为后续课程的学习，以及为将来走上社会成为应用型人才和高技能人才奠定基础。

1.2 学情分析

本课程在大二上学期开设，青春年少的学生们思维活跃，喜欢新鲜事物，热衷于网络和手机，且对工业机器人兴趣十足，动手操作的积极性很高。但他们理论基础薄弱，实操缺乏规范性，不喜欢一言堂式的“填鸭式”教学，理论学习效果不佳[4]。针对上述特点，《工业机器人技术基础》课程通过信息化教学方式，提高学生学习兴趣和对知识与技能的掌握能力。

2 RobotStudio在信息化教学中的应用

在本门课中，机器人基本运动指令的使用是重点也是难点，但实际操作真实的工业机器人作业具有一定的危险性，尤其是对于初学者而言，操作不当容易对人身和设备造成伤害，加之实训成本较大，“学生多设备少”是大多数学校的现状，学生难以有充分的时间进行练习。而且，信息化教学不只针对课堂教学，还包括课前准备和课后提升的阶段[5]，在课前和课后学生主要通过自主学习进行知识和能力的掌握及提升，这两个阶段难以合理组织学生进行实操练习，所以，利用RobotStudio进行仿真操作是非常有效的手段。本文以“工业机器人动作路径规划”为例，分析RobotStudio在信息化教学中的重要应用。

2.1 课前准备

教师通过网络平台将本次课的学习任务和学习资料发放给学生，学生接收到的学习任务包括利用RobotStudio建立的工作站和任务书两项，学习资料包括微课、课件、视频等，学生根据任务书，自学相关内容，自行完成工作站的任务（如图1所示），并完成学习效果调查问卷，教师收集调查问卷并对调查结果进行分析，再次梳理本次课的教学重难点。

图1 在Robot Studio中建立的仿真工作站

2.2 课堂开展

本次课的任务是“工业机器人动作路径规划”，即利用MOVJ和MOVL指令完成工业机器人末端执行器沿“五角星”形工件的路径运动。教师利用课件、视频和动画等形式展示教学内容，利用“微助教”进行课堂互动，包括签到、答题和讨论等形式检测学生学习效果。在教学环节中，教师使用RobotStudio演示MOVJ和MOVL指令的使用，并通对指令参数设置不同数值来解释指令参数的含义，学生更容易理解和掌握指令的使用。

2.3 课后提升

课后，教师布置新的任务，以期进一步提升学生能力。提升任务相比较课堂教学任务，难点在于五角星形状的圆角过渡，需要学生理解MOVJ和MOVL指令中的转角半径参数，并合理进行设置，以达到沿着路径进行运动的目的。课后作业以利用RobotStudio录制仿真视频的形式通过信息化教学平台提交，方便教师进行评阅。

通过调查与统计结果发现，在使用了RobotStudio以后，学生学习兴趣有了明显提高，知识点和技能点的掌握显著增强，学生更乐于使用各种信息化教学手段丰富自己的学习过程，也更加喜欢与教师进行互动。