機器人控制技術(shù)課程教學改革的探索與實踐

1、    機器人控制技術(shù)課程教學改革的探索與實踐    摘  要：為了滿足國家與社會發(fā)展需求，自邁入21世紀后，各高校均不同程度地進行教學改革，也由此在教育領(lǐng)域掀起了一股改革熱潮，正是因為這股熱潮的興起，才引申出機器人控制技術(shù)課程教學改革，使得機器人控制技術(shù)課程教學改革成功更具可能性。就目前來看，機器人控制技術(shù)課程教學改革仍舊處于探索與實踐的初級階段，有必要對其進行研究和分析?；诖?，文章圍繞機器人控制技術(shù)課程教學改革進行深入的探索與實踐，提出改革各項建議，以供參考與借鑒。關(guān)鍵詞：機器人控制技術(shù)課程;教學改革;探索;實踐中圖分類號：g642

2、60;       文獻標志碼：a         文章編號：2096-000x（2021）21-0126-04abstract： in order to meet the needs of national and social development， since the beginning of the 21st century， various colleges and universities have carried out teaching reforms to varying degrees. as

3、 a result， there has been a wave of reforms in the field of education. it is precisely because of the rise of this wave that the rise the introduction of the robot control technology course teaching reform has made the robot control technology course teaching reform more possible. from the current p

4、oint of view， the teaching reform of the robot control technology course is still in the preliminary stage of exploration and practice， and it is necessary to research and analyze it. based on this， in this article， we will conduct in-depth exploration and practice around the teaching reform of the

5、robot control technology course， and put forward various suggestions for the reform for reference and reference.keywords： robot control technology course; teaching reform; exploration; practice機器人控制技術(shù)是一門集合電子、控制、機械等于一身的專業(yè)基礎課，這門課程比較有發(fā)展前景，也正因如此，才會吸引了越來越多的學生進行學習與實踐。想要讓教學質(zhì)量、育人水準跟上時代發(fā)展要求及標準，就需要從課程教學改革入手;想

6、要讓課程教學改革更科學、更合理，就需要進行系統(tǒng)研究、統(tǒng)籌分析。由此引申出本論文的研究主題，讓本論文的研究更具意義與價值。一、機器人控制技術(shù)課程教學現(xiàn)狀及教學改革實施方案制定（一）機器人控制技術(shù)課程教學現(xiàn)狀就目前來看，機器人控制技術(shù)課程教學中存在諸多問題，如重理論輕實踐、對學生創(chuàng)新精神和探索能力的培養(yǎng)不足等等，具體如下：1. 教學重理論輕實踐。這個問題和現(xiàn)狀在日常教學中體現(xiàn)得尤為明顯和突出，教師過多地將精力放在了動力學建模、傳感、動力學分析等理論知識教學上，輕視了實踐教學，長此以往，必然會導致高校學生的實踐能力逐步下降，會讓培養(yǎng)出來的人才呈現(xiàn)“眼高手低”的弊端，不利于被企業(yè)接受和認可。除此之外，

7、也不利于讓學生實現(xiàn)理論、實踐協(xié)調(diào)發(fā)展，對于學生創(chuàng)新能力和探索能力的培養(yǎng)，可謂是重要阻礙，將對學生一生造成影響。2. 學生興趣不濃郁。機器人控制技術(shù)課程是一門比較嚴謹、枯燥的課程，如果教師沒有落實趣味引導，必然會澆滅學生學習之初的熱情和興趣。除此之外，隨著學習的深入，學生接觸的復雜理論公式會越來越多，如果是在基礎未打牢的基礎上進行學習，很容易讓學生看不到學習希望，必然會導致學生的學習興趣大幅度下降，從而產(chǎn)生學習上的厭惡、抵觸等負面情緒，教學效果只會越來越差。3. 教學與實際脫節(jié)。如果教材內(nèi)容多年未做更新，是很容易出現(xiàn)這類問題的，只因社會在發(fā)展、科技在進步，教學內(nèi)容未做調(diào)整與改變，并不代表外在環(huán)境

8、與發(fā)展未發(fā)生改變，有時僅一年的時間，機器人相關(guān)領(lǐng)域研究就可獲得較大進展，如果高校學生長期接觸與學習那些滯后的知識與內(nèi)容，是不利于他們?nèi)蘸缶蜆I(yè)并體現(xiàn)個人價值的，無形中也會造成教學資源的嚴重浪費，急需改變。總的來看，目前機器人控制技術(shù)課程教學落實于機器人技術(shù)發(fā)展已是不爭的事實，只因機器人控制技術(shù)課程教學中還存在大大小小的問題，以上為教學中常見的問題，還有一些細微問題并未闡述，還需相關(guān)教師在解決課堂教學中問題的同時，制定完善與健全的課程教學改革實施方案，從而為機器人控制技術(shù)課程教學改革的成功提供有力支持。（二）機器人控制技術(shù)課程教學改革實施方案制定將機器人控制技術(shù)課程教學中的常見問題了解完畢后，切勿

9、急躁與盲目地開展機器人控制技術(shù)課程教學改革，當下最重要的任務，是將機器人控制技術(shù)課程教學改革實施方案制定周全與合理，以此來提升機器人控制技術(shù)課程教學改革的成功率。為制定更為詳盡、周全的教學改革實施方案，建議相關(guān)教師從教學方法、教學內(nèi)容、教學實踐等幾方面入手，做到全方位的改革與調(diào)整，進而使得機器人控制技術(shù)課程教學煥然一新，激發(fā)學生的學習興趣，從而帶動教學質(zhì)量與育人水準的提升。待實施方案制定完成后，要進行反復琢磨，還可與其他教師進行討論并積極汲取其他教師提出的建議和意見，確保制定的改革方案切實可行。在一些需要校方協(xié)助的方案中，更要與高校領(lǐng)導達成觀念上的一致并獲取實質(zhì)性的資源幫助，為今后培養(yǎng)優(yōu)秀的合

10、格人才做好鋪墊。二、機器人控制技術(shù)課程教學內(nèi)容改革教學內(nèi)容是改革的重點，只因教學內(nèi)容關(guān)乎學生的知識層次、后續(xù)實踐能力的高低，所以，才需要重點對待。有關(guān)機器人控制技術(shù)課程教學內(nèi)容改革，可從以下幾方面入手：（一）教學內(nèi)容的加“寬”與加“深”具體說來，機器人控制技術(shù)這門課程是一個涉及多種學科的課程，要想真正讓學生學透、學全，就需要將教學內(nèi)容有意識地加“寬”與加“深”。一方面，拓寬教學的基本理論知識范圍，可讓學生對該門課程有一個全方面的了解，而不是思維被局限在某一個狹小范圍內(nèi)，可有效提高學生的見識與認知。除此之外，還可利用寬泛知識的填充，進一步鞏固學生的知識基礎，從而為后續(xù)成長和進步奠定堅實基礎。所以

11、說，要在拓寬教學內(nèi)容過程中，融入動力學、運動學、坐標變換、機器人控制等多領(lǐng)域、多學科的知識;另一方面，要適當?shù)丶尤雽W科前沿最具代表性的研究結(jié)論，進一步增強機器人控制技術(shù)課程教學深度，以此來開闊學生的學習視野、探索范圍并培養(yǎng)學生的真知灼見，可有效激發(fā)學生的探索欲望、學習興趣，可讓高校學生的學習效率事半功倍。（二）教學內(nèi)容的更新教學內(nèi)容要定期進行更新，這是非常重要的。教學內(nèi)容就是學生成長與成才的“營養(yǎng)”，“營養(yǎng)”如果跟不上，很容易讓學生輸在起跑線上，建議教學內(nèi)容一年更新一次或兩年更新一次。值得注意的是，教學內(nèi)容的更新要涉及方方面面，如果動力學技術(shù)有了新的突破，需要將重點內(nèi)容納入到新的教材中;如果機

12、器人控制領(lǐng)域有了新的突破，就需要總結(jié)精華將其納入新的教材中等等，從而讓學生的思維與時俱進。除此之外，教學內(nèi)容的更新還需建立在不同學科、知識比例劃分清晰基礎上，要側(cè)重教學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)，控制好各個領(lǐng)域知識點的占比范圍，做到不同專業(yè)的不同側(cè)重。如針對機電類學生，就應該在教材內(nèi)容中傾向結(jié)構(gòu)設計，要更多涉及動力學、運動學內(nèi)容;針對自動化類學生，就需要在其教材內(nèi)容中傾向和側(cè)重控制系統(tǒng)設計、軌跡規(guī)劃算法等內(nèi)容。以此類推，切實做到具體問題具體分析，讓學生真正學好應該學好的知識。值得注意的是，教學內(nèi)容要更貼合實情、具有學習實際意義，不要將大量的篇幅和篇章用來描述概念化內(nèi)容，要多加入些更具實際應用的實踐內(nèi)容，確保學

13、生在畢業(yè)后能夠運用到實際工作中，大大提升學生學習的有效性。高校和相關(guān)專業(yè)教師都需在這方面加強關(guān)注和重視，切實讓學生覺得該專業(yè)的學習有意義、有價值。（三）注重教學內(nèi)容的趣味性教學內(nèi)容是學生學習的主要內(nèi)容，學生對于教材的依賴比重仍然明顯和突出，如果一味地在教材內(nèi)容中穿插難懂、枯燥的論點，過不了多久，學生就會失去學習興趣和學習新鮮感，即使是全身心投入學習的學生，也會大部分淪為學習的“奴隸”，而非真正愛學、想學。為了避免該問題的出現(xiàn)，教師要加強對教學內(nèi)容趣味性的重視程度，最好將重要論點與論據(jù)匹配更易讓學生感興趣的內(nèi)容，使得重要知識點能夠被學生充分“消化吸收”，也確保學生能夠越學越有興趣，激發(fā)培養(yǎng)學生的

14、學習熱情。與此同時，還要適當?shù)亟档徒虒W內(nèi)容的復雜性，使得改革后的教材更具吸引力，吸引學生主動、積極進行學習，相信學生的學習效率會大幅度提升。三、機器人控制技術(shù)課程教學方法改革課程教學方法關(guān)乎機器人控制技術(shù)課程教學質(zhì)量和學生學習成效，要多在機器人控制技術(shù)課程教學方法改革上下苦心，以此來為學生的創(chuàng)新精神與探索能力的培養(yǎng)提供助力和支持。（一）引進研討式教學方法實踐表明，傳統(tǒng)教學模式下的灌輸教學方法已經(jīng)被時代淘汰，已經(jīng)不能滿足當下學生的學習需求，也不能協(xié)助教師較好地完成教學任務，所以說，要摒棄這類傳統(tǒng)教學方法，引進更多的創(chuàng)新與有效的教學方法，研討式教學方法則是諸多創(chuàng)新教學方法中的一種。這種教學方法的實

15、施需要遵循一定的原則，且需要做好以下幾個方面的工作：首先，教師要對教學中涉及的各種理論進行提煉，這樣既可節(jié)約教學精力與時間，又可讓學生在最短的時間內(nèi)學到最多的東西，可謂一舉兩得。當然，在深入理論中進行探究與摸索，是擺在教師面前的一項艱巨任務，還需教師將這項任務完成得順利與圓滿。值得注意的是，教師切勿在理論教學完畢后迅速松懈下來，在學生群體中驗證學生的理解程度，也是非常重要的，確保學生能真正掌握基礎理論。其次，教師要適當?shù)鼐庉嬚硪恍C器人控制技術(shù)課程的重要參考文獻，作為學習的參考資料交給學生，讓學生的學習成果得到豐富和健全，并要求學生進行一定數(shù)量的課外閱讀，以此保證學生的學習效果處在合理范疇內(nèi)

16、。（二）開展課堂辯論式教學活動機器人控制技術(shù)一直是討論的熱點和爭議的焦點，在日常教學過程中難免牽扯出一些存有爭議的社會問題，如“alpha go zero以100：0的成績戰(zhàn)勝李世石等圍棋高手”這一現(xiàn)狀，就可引申出“智能機器人是否會超越人類并控制人類”的社會問題，一旦遇到這類問題，教師切不可浪費這一教學資源，應組織學生進行討論和辯論，讓學生真正切切地走進該領(lǐng)域，進而產(chǎn)生新的感悟，利于激發(fā)學生對機器人控制技術(shù)課程學習的興趣。另外，也可借此機會，逐步讓學生從被動學習過渡到主動學習，使得學生逐漸走出“死讀書”的學習格局，進而實現(xiàn)靈活學習，有利于激活學生思維并萌生新觀點。（三）強化實踐教學在以往較長一

17、段時期內(nèi)，機器人控制技術(shù)課程教學都處于“重理論輕實踐”的“包圍圈”中，這不利于學生日后就業(yè)并體現(xiàn)個人價值。為此，想要實現(xiàn)學生理論知識與實踐能力的協(xié)同發(fā)展，就需要強化實踐教學，有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和探索能力，也有助于挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛力并促進學生快速進步與成長。以下為強化實踐教學的具體手段：首先，要充分利用高校資源，創(chuàng)設機器人控制技術(shù)教學實驗基地。實驗基地的創(chuàng)設對于機器人控制技術(shù)專業(yè)學生而言有著重要意義，利于學生走出課堂加深對機器人外部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部系統(tǒng)的了解，利于學生邊實踐邊印證理論，也有利于學生在理論的指導下開展實踐，可有效增強學生的動手和實踐能力，好處不言而喻。與此同時，要購置教學與實踐所用

18、的機器人，構(gòu)建能同時滿足機器人課程實驗教學和教師從事機器人軌跡規(guī)劃算法研究的機器人綜合實驗平臺，這對培養(yǎng)及提高學生的動手實踐能力與創(chuàng)新能力有著諸多好處。但是，實驗基地的創(chuàng)設需要依托校方資源，需要獲得校方的鼎力支持，阻力較大，還需要相關(guān)教師竭力爭取。其次，可積極促成校外科研院所或機器人公司與高校的合作關(guān)系，為學生提供解決實際問題的機會。這是對社會資源的有效運用，需要建立在雙方互利的基礎上，可借鑒西方發(fā)達國家或知名高校在這方面的先進經(jīng)驗，從而在互惠互利的基礎上，為更多學生提供和打造實踐機會，確保學生的上升通道不被堵塞。最后，要調(diào)整教學安排和教學時長，為實踐教學騰出更多時間和空間，確保每一位學生都有

19、參與實踐活動的機會，利于學生發(fā)現(xiàn)個人特長及潛力，從而致力于問題的解決，進而達到學以致用的目的?？山M織與承辦各類學科競賽，鼓勵學生參加，將其所學知識運用到學科競賽中，以此培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)造能力。另外，要根據(jù)學生的興趣將實踐活動模塊化，使得學生有機會發(fā)揮自身特長，那么，實踐目的即可達成。（四）運用tbl提高實踐環(huán)節(jié)的教學質(zhì)量tbl最早可追溯到20世紀80年代，最早應用于醫(yī)學領(lǐng)域教學過程中，后續(xù)才逐漸成為備受推崇的教育方法。具體來說，tbl就是將簡單的問題上升到實際的專業(yè)任務，學生參與其中并致力于任務的完成，在這個過程中收獲知識、經(jīng)驗與靈感，實現(xiàn)對所學知識的驗證和鞏固，在機器人控制技術(shù)課程教學

20、中可起到積極的推動作用，可保障課堂教學質(zhì)量。為此，教師要合理地將tbl運用到實踐環(huán)節(jié)，讓學生的學習效率快速提升。tbl的核心理念是讓學生圍繞任務來進行學習，在機器人控制技術(shù)課程中運用是十分合理與合適的，但是在改革實踐過程中，需要關(guān)注到幾個關(guān)鍵問題：第一，教師的教學切勿脫離大綱，要結(jié)合大綱要求設計實踐環(huán)節(jié)中的教學任務，建議將全班學生進行分組，確保每位學生都有獲得親自實踐的機會;第二，每一小組在教師指導下，根據(jù)實踐教學任務編寫實驗方案，實現(xiàn)分配任務的目的，讓每一位學生都有事做、充分得到鍛煉，利于小組在充分的配合和合作下順利完成任務;第三，注重在實踐環(huán)節(jié)中成員協(xié)作能力的培養(yǎng)，這也是tbl教學法所重視

21、和強調(diào)的，進而確保課堂秩序合理與穩(wěn)定，更要確保學生在合作中收獲知識、經(jīng)驗和快樂;第四，注重實踐過程中的信息交流，教師需要做到密切觀察學生的一舉一動，更要注意到實踐過程中的信息交流，在必要的時候，可以進行引導和協(xié)助，確保小組任務順利完成，確保學生學習效率達到預期效果。四、機器人控制技術(shù)課程教學考評方式改革考評在以往備受忽視和冷落，大多會淪為形式化、表面化工作，也是造成機器人控制技術(shù)課程育人質(zhì)量遲遲得不到提高的重要原因。在全新時代，還需重點對機器人控制技術(shù)課程教學考評方式進行改革，以此形成學生進步與成才進程中的無形壓力和推動力，盡最大可能讓學生在該領(lǐng)域取得一定成績與成就。具體而言，就是改變傳統(tǒng)的閉

22、卷考試方式，調(diào)整為“以項目為中心的考試模式”，需要在第一節(jié)課堂中向?qū)W生闡述和介紹本學期的課程項目，項目的制作貫穿整個課程教學過程，課程結(jié)束時完成項目，并提交一份報告。報告撰寫需要遵循一定的規(guī)則和原則，如論文題目需要自擬，鍛煉學生的自主能力，并要求學生擬題貼合課程，切勿跑題。另外，可鼓勵學生結(jié)合自身興趣對某一方面進行深入探究，如機器人設計、機器人外觀、新型結(jié)構(gòu)等等。當然，也可結(jié)合自己未來的研究方向進行撰寫，撰寫權(quán)利充分賦予學生，但是在撰寫過程中，必要的框架和內(nèi)容必須存在，如前言、背景、研究意義、總結(jié)等，且報告的字符數(shù)要應超過3000字符，這是最基本的要求。在學生全身心投入報告撰寫前，相關(guān)教師要將

23、報告的評分標準告知學生，讓學生能夠在撰寫過程中更具傾向性、側(cè)重點。一般而言，評分標準如下：概念正確與合理，占10%;獨立完成內(nèi)容，占15%;論述的系統(tǒng)性、完善性，占25%;研究最后加入自己的見解與建議等，占50%?？山Y(jié)合這個標準，對學生的報告進行科學評分。與此同時，針對多個學生協(xié)作完成報告的情況，可加入面試環(huán)節(jié)，從而進一步確定各自完成的工作量并明確在團隊中的價值和作用，使得團隊中的每位成員的成績更具真實性和公平性。之后，課程總成績的判定可根據(jù)以下公式，即日常成績30%（出勤+作業(yè)=20%，實驗=10%）+報告70%。要清楚地明白，報告撰寫的目的是讓學生深入研究，并以此鞏固基礎知識、產(chǎn)生新感悟和

24、新體會。這個過程中，教師的幫扶是有限的，需要學生自己去翻閱和查找資料，需要自己進行總結(jié)和梳理，可將學生的被動學習轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W習，同時為下一階段的畢業(yè)設計論文撰寫打下基礎。當然，每年都會產(chǎn)生一批質(zhì)量較高的優(yōu)秀報告，還需學生進行借鑒、研究和學習，對學生學好機器人控制技術(shù)課程并撰寫更優(yōu)質(zhì)報告有著諸多好處。五、機器人控制技術(shù)課程教學實踐效果測評改革學期課程教學實踐效果測評也需進行適當?shù)母母?，以此來為日后教學工作的開展提供依據(jù)?？稍诿繉W期機器人控制技術(shù)課程結(jié)束后制定課程的調(diào)查問卷，明確參與評價的學生數(shù)量，讓學生參與到評價中，改掉以往由專業(yè)教師或領(lǐng)導進行評價的單一方式，進一步提升評測的真實性、公正性。參與該類課程的學生，要對教學內(nèi)容、教學方法、實踐效果等進行評價，鼓勵學生提出自身建議或意見。在調(diào)查問卷中，可將分數(shù)比例進行調(diào)整，整體可按照百分制來實施，最終總結(jié)與得出該學期的機器人控制技術(shù)課程教學實踐效果，以報告的形式呈報，為后續(xù)課程教學改革的實施提供重要依據(jù)，同時要做好相關(guān)報告的保管工作。教師要結(jié)合最終報告結(jié)果，分析該學期機器人控制技術(shù)課程教學中出現(xiàn)的問題，并著手進行解決，以此不斷提高教學效率、學生學習成效。六、結(jié)束語綜上所述，機器人控制技