高职工业机器人教学的创新与实践研究

蔡 艳

（南京科技职业学院，江苏 南京 210048）

1.引言

工业机器人是指通过多关节连接的机械手，因为其灵活自由被广泛应用于工业生产之中，如常见的六轴工业机器人、七轴机器人等等，可以使用多种生产环境与场所。如下图1分别是五轴工业机器人以及六轴工业机器人。

图1 工业机器人

在应用过程中，工作人员需要将其设定成某种固定的程序，利用智能系统操作机械手运转，从而完成相应的生产工作。除了自主运行之外，人类还可以通过遥控装置对其进行人工操作，工业机器人的核心技术是人工智能技术、机械技术以及传感技术，通过将机械技术与传感技术融合到一起，可以实现远距离控制，这无论是对生产效率的提升还是生产安全都提供了一定的保障，教师除了关注学生专业技术之外，还要培养他们的创新能力以及职业素养，紧跟时代发展的步伐，让工业机器人可以适应更多的环境，提高企业的经济效益。

2.高职院校工业机器人教学中存在的问题

2.1 学生对于本专业认识程度不够

高职院校的工业机器人课程与其他课程是存在着一定区别的。在初级以及中级教育阶段，学生们遇到过与基础课程相关联的内容，如数学和高数、语文和汉语言、计算机和编程等等，但是对于工业机器人课程来讲却没有任何基础课程与其对应。这就增加了学生的学习难度，他们需要从工业机器人最为基础的知识学起，例如机器人在工业生产中工作方式、工业机器人的操控方法，工业机器人的程序设置，甚至在初始阶段还需要其了解最基本的工业机器人结构，这就导致开展工业机器人教学的时候，教师只能够从最基本的工业机器人知识入手。

在教学过程中讲不讲基础知识是一大难题。如果教师不讲解这部分基础知识，在后续的工业机器人课程讲授中，学生什么也听不懂，逐渐丧失了本课程学习的兴趣。如果讲的话，又会耽误教学的效率。

2.2 高职院校课程不合理

高职院校是培养工业机器人高素质人才的地方，其目的是培养理论性和实践性双优的应用型人才。为此，在开展课程活动的过程中，高职院校要认识到职业教育与本科院校的区别，凸显职业教育的特色。高职院校作为培养专业技术人才的摇篮，必须认清其与本科院校的差异所在，走职业教育路线，培养具有职业技能以及一线岗位工作能力的实践性人才。由于缺乏办学经验以及无法开发出属于本校的教学特色，在教学改革中，高职院校难以摆脱本科院校的影子，甚至部分高职院校过度模仿本科院校，忽略了职业教育的特殊性。如在工业机器人教学过程中，教师为了夯实学生的基础，通常会侧重于理论课程的安排，占据了全部课程的大部分内容，而忽略了实践课程，导致理论课程与实践课程出现失衡的问题。如果下一节课再开展实践练习的话，学生很难去将之前的理论知识联系起来，导致理论知识与实践内容脱节，加之高职学生的基础较差，缺乏良好的学习习惯，很难做到自主性的联系，其学习的质量相对较差。

2.3 实训教学资源不足，阻碍了实践教学的顺利开展

工业机器人的成本比较高，为此，学校只能够构建少量的实体机器人来为学生的实践教学提供机会。为了提升实践教学的效率，教师不得不为学生们演示工业机器人的操作过程，将实训课程变为理论课程，甚至部分学校的生源较多，几个班级共用有限的实践教学资源。学生真正动手少之又少，这阻碍了高校工业机器人专业的顺利发展，时间一长，学生对于这种形式化的“实践课程”开始不感兴趣，实践课程最终流于形式，失去了真正的意义。学校应该着重解决学生的实训资源不足的问题，如与企业签订协议，低价收购企业淘汰落后的设备，作为学生认识实习。甚至部分教师还可以将废旧落后的设备进行维修和改装，再一次利用到本专业的实践教学中。

3.有效提升高职院校工业机器人教学水平的具体措施

3.1 明确高职院校工业机器人课程的培养目标

课程目标是教学的核心内容，之后设定出科学合理的课程目标，后续的人才培养工作才能顺利进行，高职院校也能切实为社会培养出可用之才，高职院校为社会培养的是技能型人才，因此其教学的主要目的就是提高学生的动手能力，让学生能把所学知识运用于岗位工作中。所以，高职院校应该立足于岗位需求，着重提升学生的基础知识水平，培养学生的实践操作能力。此外，学校也需要培养学生的创新精神、艰苦奋斗精神等，只有这样，学生才能成为献身一线的高精尖工业机器人才。

3.2 优化课程教学体系，注重理实一体化教学的开展

工业机器人行业对人才的技术性与专业性要求非常高，因此，高职院校的工业机器人课程，也应该根据行业的发展优化课程教学体系。首先，学校应该立足于本校的实际情况，合理调整实践课与理论课的比例，让两者均衡起来。其次，高职院校应该重视实践教学，做到理实一体，如此学生既能提升实践操作能力，又能深化对理论知识的理解程度。

一是让理论和实践相匹配。当前工业机器人课程理论与实践不衔接的情况十分严重，既教师教授完学生理论知识后，不能及时为学生安排实践课，巩固学生课程所学，并借此提升学生的技能操作水平，针对此问题，教师可以从以下两个方面进行调节，其一，合理安排理论课与实践课的教学内容以及学习时间，让二者的步伐一致。在教授完学生理论知识后，立马为学生安排实践课。其二，若是理论与实践的时间无法调节，那么教师就可以为学生布置任务，让学生利用课下实践自己完成实践。这就需要在理论教学时，教师采用案例教学法，将企业工业机器人生产的真实案例引入课堂，然后让学生课下自己搜集资料做进一步探究。其三，将理论课与实践课合二为一。既教师将一堂课划分为两部分，前半堂课用来教授学生理论知识，后面的时间为学生安排实践，让学生对前面所学的知识点进行实践。

二是完善教学内容改善教学内容。工业机器人知识是随着时代发展与科技进步而不断变化的，高职院校的教学内容，也不能几年如一日完全按照教材教学，不只变通，科学、合理的教学内容应该包含以下三方面的内容：首先，当前工业机器人的发展现状，以及行业应用。其次，当前市场上最为常用机器人的工作原理，制作流程、开发过程等。最后当前工业机器人的维修、管理流程等。虽然教学内容需要与时俱进，但也不意味着完全脱离教材，在教学时，教师应该将行业知识与教材内容合理结合起来，这样学生才能掌握更为全面的工业机器人知识。此外，为提高学生知识的实用性，学校也需要注重校企合作，与企业建立起紧密的合作关系。

三是创新多样化的教学方法，丰富学生的认知。工业机器人课程系统性较强，学生在学习过程中会遇到较多抽象概念，这增加了学生的理解难度。如果教师不注重应用新式教学手段，依旧进行灌输式教学，就会导致学生丧失学习工业机器人课程的兴趣，学生的学习效率也会下降。因此，在素质教育背景下，教师应以培养学生的理论理解能力和实践应用能力为教学核心，采取有效教学手段，比如项目项目教学法、小组教学法、情景教学法等，切实提升授课质量。项目教学法在职业教育中有着普遍应用，教师与企业人员合作，用真实案例对学生进行教学，让学生对案例内容进行小组讨论，让每位学生都参与到项目当中，并且针对项目中出现的问题进行有效解决，提升了学生的理论应用能力和创新能力。这为日后学生走向工作岗位奠定了基础，培养了学生在工作中的各项能力，让学生认识到了团队合作的重要性，学生也对工业机器人课程有了新的理解。

3.3 利用人工智能技术，加快专业化建设

人工智能的不断发展，给信息技术的应用带来质的飞跃，其在各个信息技术领域的不断渗透，促进了各项技术的融合，给各个领域的专业建设带来深远的影响。我们可以通过大数据的思维和技术，对处理结果和价值进行深入分析和研究，以大数据的体量和类型为基础的专业建设更加符合时代需要，同时也推动了教学领域的发展，我们可以通过互联网技术对教学方法进行创新，促使工业机器人专业的教学模式更加贴近学生的认知规律。将工业机器人教学中的难点制作成网课分享到网络空间的教学方法，给学生在课下进行预习或者复习带来极大便利，在平台的维护方面，学校要引起重视，保证平台顺利运行的同时，也要对课程内容进行处理与筛选，学校和教师可以对教学资料或者国家工业机器人相关的政策进行解读之后，发布到网课平台供学生学习使用。当然，对于行业前瞻信息的发布也是必不可少的，教师可以将自己收集到的相关信息进行整理发布，促使学生对新一轮工业革命有更加深刻的认知。如此，便大大增加了学生获取专业知识的渠道，缩短了前沿信息的传播路径，让学生可以更快地获得最新的技术知识和行业信息，突出课程的实效性和实用性。

4.结语

通过上面的内容，我们可以发现工业机器人对于在工业生产中具有一定的价值，而高职院校则是承担着工业机器人专业人才培养的任务。学校应该给予该课程足够的重视，采取相应的措施来平衡理论与实践的比例，让学生在掌握扎实基础知识的同时，提高他们的实践能力，这不仅可以符合企业的实际需求，更是提升学生就业竞争力的有效手段，对于高职院校特色教育发展以及工业机器人生产水平的提升有着极大的帮助。