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摘要:机器人是集机械、电子、控制、信息及传感技术于一体的高级智能化产品,机器人教育与竞赛作为一种新型的人才培养方法越来越受到人们的重视。文章首先介绍机械专业实践教学的现状,重点阐述了机器人教育与竞赛的教学特征及作用,为机械专业实践教学改革提供了新的思路和方法。
关键词:机械专业;实践教学改革;机器人教育与竞赛
经济全球化加速了科技革命,突出表现为由科学技术到产品生产的周期缩短,高新技术产业化加快,用高新技术手段改造传统产业、加快高新技术产业发展,已成为我国产业发展的重要手段。因此社会需要大批掌握技术原理和熟悉生产实践的技术应用型人才,并对这些人才的技术应用能力提出了更高的要求[1,2]。机械专业作为装备制造产业的主力,担负着技术应用型人才培养的重任。应用型教育如何适应这种要求,已成为迫切需要解决的难题。
实践教学作为高校应用型人才培养的主要途径越来越受到人们的重视。本文结合苏州科技学院机械专业实践教学的实际情况,重点阐述了机器人教育及竞赛在实践教学改革中发挥的作用,探讨了实践教学改革的新思路。
一、 机械专业实践教学现状
机械专业作为工科类实践性非常强的学科,本应开设大量的实践教学活动,然而由于培养模式的限制,越来越多的实践教学活动被取消,现存的实践教学课程也面临着被压缩课时的危险,无法满足学生的实践需求。
目前我校机械专业开设的实践教学计划除课程实验和课程设计外主要分为四部分:金工实习、电工实习、数控实训和生产实习。金工实习作为进入大学的第一堂实践课,由于没有进入专业课程学习,缺乏理论的指导,往往只能获得感官的认识。电工实习本来就是机械学生的弱项,但为期只有一周的实习时间,学生往往就只能在指导老师的统一带领下匆匆忙忙搭接一个固定的电路交差,甚至连有些元器件的功能都没弄明白。数控实训同样面临着只有一周实训时间的困境,学生往往还来不及熟悉各种机床的操作,更谈不上从设计到编程再到机床调试加工这一套完整的训练。生产实习本来应该是学生对所学知识进行应用的一个好机会,也是学生走向社会岗位前的一个预演练,然而近年来大量的企业为了追求企业利润,不愿意接收高校学生的生产实习,即使有很少的企业愿意接收也因接待能力有限只能要求学生参观学习而不能实际动手操作。从而导致许多学生走马观花,收获甚少。
由上述现状分析可知,实践教学效果不明显,学生能力得不到锻炼主要是由于以下几方面因素决定的:一、实践教学过程全程由老师控制,学生在老师的规定和要求下学习,缺乏自主思考和创新性;二、集中式的实践教学方式和过度压缩的实践教学课时,导致学生无法在短时间内获得紧缺的实践教学设备资源进行实践训练。三、实践教学内容的单一性,无法满足学生综合能力训练的要求。
二、机器人教育与竞赛促教改
机器人教育是一个古老却又新颖的课题,其生命力在于它无穷的创新性。兴趣是学习的动力,机器人变化多端的形态和功能激发出学生极大的兴趣。在兴趣的引导下开展实践教学活动能达到事半功倍的效果。另外,机器人教育与竞赛特有的教学模式也使得现有实践教学中遇到的困难迎刃而解。
1.充分发挥学生的自主性和创新性
机器人种类繁多,结构功能各异,同样的零部件可以装配成各式各样的机器人结构,通过编写程序可以实现不同的功能[3]。所以只要给学生准备基本的硬件设备如舵机、开发板、各种传感器及金属原材料等,学生就可以自由发挥,从概念提出——方案设计——硬件加工装配——程序编写调试都由学生完成,老师只负责宏观指导。由于自由发挥的空间大,所以学生设计出来的机器人没有重复性,且出现了大量的原创性设计。
2.分散集中相结合的教学模式
由于我校机器人教学还没有正式纳入实践教学计划,全国高校也很少开设机器人课程教学,没有相应的教材和参考资料[4]。学校只能以机器人竞赛作为一个契机引导学生参与到机器人教学中来,所以机器人实践教学大部分是分散在课外时间,只有临近比赛时才会集中学生一起讨论竞赛方案,解决遇到的难题。这样就能使的机器人实践活动长期化和连续化,高年级学生带低年级学生,互相学习成长。另外由于每年都有机器人大赛举行,获奖的学生学校将给予奖励并计课外学分,这对学生来说是一种激励,促使他们自主的学习,减轻了老师的负担。
3.丰富的实践内容
机器人几乎涉及到机械专业开设的大部分课程如:机械设计、电工电子、控制工程、单片机、测试技术和编程语言等。虽然机器人涉及到的知识面比较广,但都是对所学知识的基本应用,学生容易上手。另外,多学科的交叉容易发挥学生的所学优势,有利于团队建设,加强学生的交流合作,在实践中发挥自己的特长,使学生得到综合能力的培养。
4.丰硕的教学成果
近年来,我校建立了慧鱼创新设计实训室、工程类机器人实训室、水中机器鱼实训室和机器人自主创新实训室。先后在国际机器人大赛、全国机器人大和江苏省机器人大赛中获得冠军、亚军、季军各两项,一、二、三等奖多项,并受到苏州日报的登刊报道。
三、 结论
实践教学改革是培养应用型人才的必经之路,迫在眉睫,而机器人教育与竞赛能充分发挥学生的自主性和创新性,锻炼学生的综合实践能力。以机器人教育与竞赛为切入点探索实践教学改革的方向,必能培养出适应社会需求的高级应用型人才。
参考文献:
[1]刘映群.高职院校机器人教育探索与实践[J] .福建电脑,2013,(5)
[2]王成军,沈豫浙.开展机器人教育-培养创新能力[J].中国地质教育,2010,(1)
[3]万佑红,蒋国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2005,(8)
[4]张剑平,王益.机器人教育:现状、问题与推进策略[I].中国电化教育,2006,(12)
(作者单位:苏州科技学院机械工程学院 ,江苏 苏州 215009)
关键词:机械专业;实践教学改革;机器人教育与竞赛
经济全球化加速了科技革命,突出表现为由科学技术到产品生产的周期缩短,高新技术产业化加快,用高新技术手段改造传统产业、加快高新技术产业发展,已成为我国产业发展的重要手段。因此社会需要大批掌握技术原理和熟悉生产实践的技术应用型人才,并对这些人才的技术应用能力提出了更高的要求[1,2]。机械专业作为装备制造产业的主力,担负着技术应用型人才培养的重任。应用型教育如何适应这种要求,已成为迫切需要解决的难题。
实践教学作为高校应用型人才培养的主要途径越来越受到人们的重视。本文结合苏州科技学院机械专业实践教学的实际情况,重点阐述了机器人教育及竞赛在实践教学改革中发挥的作用,探讨了实践教学改革的新思路。
一、 机械专业实践教学现状
机械专业作为工科类实践性非常强的学科,本应开设大量的实践教学活动,然而由于培养模式的限制,越来越多的实践教学活动被取消,现存的实践教学课程也面临着被压缩课时的危险,无法满足学生的实践需求。
目前我校机械专业开设的实践教学计划除课程实验和课程设计外主要分为四部分:金工实习、电工实习、数控实训和生产实习。金工实习作为进入大学的第一堂实践课,由于没有进入专业课程学习,缺乏理论的指导,往往只能获得感官的认识。电工实习本来就是机械学生的弱项,但为期只有一周的实习时间,学生往往就只能在指导老师的统一带领下匆匆忙忙搭接一个固定的电路交差,甚至连有些元器件的功能都没弄明白。数控实训同样面临着只有一周实训时间的困境,学生往往还来不及熟悉各种机床的操作,更谈不上从设计到编程再到机床调试加工这一套完整的训练。生产实习本来应该是学生对所学知识进行应用的一个好机会,也是学生走向社会岗位前的一个预演练,然而近年来大量的企业为了追求企业利润,不愿意接收高校学生的生产实习,即使有很少的企业愿意接收也因接待能力有限只能要求学生参观学习而不能实际动手操作。从而导致许多学生走马观花,收获甚少。
由上述现状分析可知,实践教学效果不明显,学生能力得不到锻炼主要是由于以下几方面因素决定的:一、实践教学过程全程由老师控制,学生在老师的规定和要求下学习,缺乏自主思考和创新性;二、集中式的实践教学方式和过度压缩的实践教学课时,导致学生无法在短时间内获得紧缺的实践教学设备资源进行实践训练。三、实践教学内容的单一性,无法满足学生综合能力训练的要求。
二、机器人教育与竞赛促教改
机器人教育是一个古老却又新颖的课题,其生命力在于它无穷的创新性。兴趣是学习的动力,机器人变化多端的形态和功能激发出学生极大的兴趣。在兴趣的引导下开展实践教学活动能达到事半功倍的效果。另外,机器人教育与竞赛特有的教学模式也使得现有实践教学中遇到的困难迎刃而解。
1.充分发挥学生的自主性和创新性
机器人种类繁多,结构功能各异,同样的零部件可以装配成各式各样的机器人结构,通过编写程序可以实现不同的功能[3]。所以只要给学生准备基本的硬件设备如舵机、开发板、各种传感器及金属原材料等,学生就可以自由发挥,从概念提出——方案设计——硬件加工装配——程序编写调试都由学生完成,老师只负责宏观指导。由于自由发挥的空间大,所以学生设计出来的机器人没有重复性,且出现了大量的原创性设计。
2.分散集中相结合的教学模式
由于我校机器人教学还没有正式纳入实践教学计划,全国高校也很少开设机器人课程教学,没有相应的教材和参考资料[4]。学校只能以机器人竞赛作为一个契机引导学生参与到机器人教学中来,所以机器人实践教学大部分是分散在课外时间,只有临近比赛时才会集中学生一起讨论竞赛方案,解决遇到的难题。这样就能使的机器人实践活动长期化和连续化,高年级学生带低年级学生,互相学习成长。另外由于每年都有机器人大赛举行,获奖的学生学校将给予奖励并计课外学分,这对学生来说是一种激励,促使他们自主的学习,减轻了老师的负担。
3.丰富的实践内容
机器人几乎涉及到机械专业开设的大部分课程如:机械设计、电工电子、控制工程、单片机、测试技术和编程语言等。虽然机器人涉及到的知识面比较广,但都是对所学知识的基本应用,学生容易上手。另外,多学科的交叉容易发挥学生的所学优势,有利于团队建设,加强学生的交流合作,在实践中发挥自己的特长,使学生得到综合能力的培养。
4.丰硕的教学成果
近年来,我校建立了慧鱼创新设计实训室、工程类机器人实训室、水中机器鱼实训室和机器人自主创新实训室。先后在国际机器人大赛、全国机器人大和江苏省机器人大赛中获得冠军、亚军、季军各两项,一、二、三等奖多项,并受到苏州日报的登刊报道。
三、 结论
实践教学改革是培养应用型人才的必经之路,迫在眉睫,而机器人教育与竞赛能充分发挥学生的自主性和创新性,锻炼学生的综合实践能力。以机器人教育与竞赛为切入点探索实践教学改革的方向,必能培养出适应社会需求的高级应用型人才。
参考文献:
[1]刘映群.高职院校机器人教育探索与实践[J] .福建电脑,2013,(5)
[2]王成军,沈豫浙.开展机器人教育-培养创新能力[J].中国地质教育,2010,(1)
[3]万佑红,蒋国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2005,(8)
[4]张剑平,王益.机器人教育:现状、问题与推进策略[I].中国电化教育,2006,(12)
(作者单位:苏州科技学院机械工程学院 ,江苏 苏州 215009)