在《機(jī)器人控制技術(shù)》課程中培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力

1、在機(jī)器人控制技術(shù)課程中培養(yǎng)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力摘要：在機(jī)器人控制技術(shù)課程的內(nèi)容設(shè)置上采用項(xiàng)目 教學(xué)法，課堂教學(xué)中采用案例教學(xué)法，任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，豐 富實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，突出對(duì)學(xué)生編程能力的培養(yǎng)。關(guān)鍵詞：機(jī)器人；教學(xué)方法；教學(xué)實(shí)踐；程序設(shè)計(jì)中圖分類號(hào)：g712文獻(xiàn)標(biāo)示碼：t機(jī)電一體化是一門新興的邊緣科學(xué)，是隨著電子技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的。機(jī)器人是典型的機(jī)電一 體化產(chǎn)品。目前機(jī)器人已經(jīng)走進(jìn)人民的生產(chǎn)生活，在很多領(lǐng) 域代替人類的勞動(dòng)，發(fā)揮著越來越重要的作用。伴隨著機(jī)器 人技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人編程已成為機(jī)器人技術(shù)的一個(gè)重要部 分，并且得到發(fā)展和完善。1培養(yǎng)程序設(shè)計(jì)能力程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)是一個(gè)逐步

2、遞進(jìn)的過程，不是一蹴 而就的。機(jī)電一體化專業(yè)不同于計(jì)算機(jī)專業(yè)，程序設(shè)計(jì)只是 一個(gè)應(yīng)用工具，因此不要求學(xué)生系統(tǒng)掌握程序設(shè)計(jì)知識(shí)，而 是打亂知識(shí)體系結(jié)構(gòu)，從應(yīng)用出發(fā)，以夠用為原則，將知識(shí) 點(diǎn)打散，分散到每個(gè)實(shí)際的案例中。通過具體案例的實(shí)現(xiàn)， 掌握案例中涉及的知識(shí)點(diǎn)，并通過拓展案例，達(dá)到舉一反三 的目的。學(xué)生按照閱讀程序、理解語法、編寫代碼、調(diào)試程 序、實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用、知識(shí)拓展的步驟，逐步學(xué)習(xí)掌握程序設(shè)計(jì)的 相關(guān)知識(shí)。1.1采用項(xiàng)目教學(xué)法進(jìn)行課程設(shè)置機(jī)器人控制技術(shù)課程在教學(xué)內(nèi)容的選取上采用項(xiàng)目 教學(xué)法：即將教學(xué)內(nèi)容拆分，融入到不同的項(xiàng)目中，分解任 務(wù)，逐步遞進(jìn)，降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 采

3、用機(jī)器人為平臺(tái)，學(xué)生編程可以馬上看到運(yùn)行效果，促進(jìn) 學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。具體項(xiàng)目包括：一、機(jī)器人走四邊形二、機(jī)器人避障三、機(jī)器人尋黑前進(jìn)四、綜合訓(xùn)練及考核（實(shí)操）五、單舵機(jī)”欄桿”組裝與測(cè)試六、雙舵機(jī)”機(jī)械手”組裝與測(cè)試七、半人形機(jī)器人組裝與調(diào)試八、人形機(jī)器人組裝與調(diào)試九、motoman機(jī)器人搬運(yùn)十、rbt-6t/s-01s教學(xué)機(jī)械手噴涂1.2培養(yǎng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高編程興趣學(xué)生學(xué)習(xí)，培養(yǎng)興趣是關(guān)鍵。在教學(xué)過程中，通過具體 的案例演示、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、競(jìng)賽項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的 興趣。在機(jī)器人平臺(tái)上運(yùn)行程序，實(shí)時(shí)看到效果，可以幫助 學(xué)生理解與掌握相關(guān)知識(shí)，并且隨時(shí)可與同學(xué)對(duì)戰(zhàn)，檢驗(yàn)程 序的優(yōu)劣，

4、提高學(xué)生編程的興趣。1.3案例驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，提高程序閱讀能力在項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的過程中，設(shè)計(jì)不同級(jí)別的案例和綜合練 習(xí)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，理論聯(lián)系實(shí)際。在實(shí)際案例的學(xué)習(xí)中， 學(xué)生通過閱讀案例代碼，理解機(jī)器人控制中相關(guān)程序設(shè)計(jì)的 基礎(chǔ)知識(shí)，了解和掌握基本的編程方法與技巧，提高程序閱 讀能力。1.4任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，提高編寫代碼能力在實(shí)施任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)方法過程中，注意將教學(xué)與學(xué)生的 認(rèn)知能力和編程風(fēng)格的培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來。激發(fā)學(xué)生的學(xué) 習(xí)熱情和主動(dòng)性，啟發(fā)和指導(dǎo)學(xué)生積極思維，閱讀學(xué)習(xí)經(jīng)典、 規(guī)范化的程序示例。鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)他們 運(yùn)用程序設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析問題和解決問題的能力，逐漸形 成自己良好的編程風(fēng)

5、格，從而提高學(xué)生編寫程序代碼的能 力。1.5豐富實(shí)踐教學(xué)，提高程序調(diào)試能力編程序不難，編好程序不易。機(jī)器人控制是實(shí)踐性很強(qiáng) 的課程，要安排豐富的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生實(shí)際動(dòng)手操作。 在實(shí)踐過程中，通過不斷的編程、調(diào)試，檢查、修改錯(cuò)誤， 最終讓程序正確執(zhí)行，達(dá)到控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的預(yù)期目標(biāo)，使 學(xué)生調(diào)試程序的能力得到充分的鍛煉與提升。1.6培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，強(qiáng)化程序設(shè)計(jì)能力程序設(shè)計(jì)能力對(duì)機(jī)器人控制的效果有重要作用。程序設(shè) 計(jì)是髙強(qiáng)度的腦力勞動(dòng)，是創(chuàng)造性的藝術(shù)，不是聽會(huì)的，其 真知灼見是從實(shí)踐中獲得的。程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，是通過 案例設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)興趣引導(dǎo)，通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)加強(qiáng)創(chuàng)造性思維培 養(yǎng)，通過項(xiàng)目訓(xùn)練提髙應(yīng)用

6、能力。鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與機(jī)器人 控制的實(shí)踐活動(dòng)，培養(yǎng)編寫機(jī)器人控制程序的能力。1.7培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)，提高協(xié)作能力機(jī)器人控制不是簡(jiǎn)單的任務(wù)，因此教師把學(xué)生分為若干 團(tuán)隊(duì)，通過相互協(xié)作來完成任務(wù)。每個(gè)團(tuán)隊(duì)34人，可以 學(xué)生自由組合，也可以老師指定。團(tuán)隊(duì)中的成員都要完成一 定的編碼量，以提高編程能力。團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)各自的特長(zhǎng)分 工學(xué)習(xí)，碰到問題時(shí)一起交流、討論。團(tuán)隊(duì)與團(tuán)隊(duì)之間可以 隨時(shí)進(jìn)行比賽，取長(zhǎng)補(bǔ)短。實(shí)踐證明，這種組織方式能提高 學(xué)生的協(xié)作學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力、包容能力和團(tuán) 隊(duì)意識(shí)，為走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)2.機(jī)器人控制技術(shù)項(xiàng)目實(shí)踐范例項(xiàng)目一：機(jī)器人走四邊形，學(xué)生4人一組，采用分組的 形式

7、進(jìn)行。2. 1案例展示如圖1所示，按照示意圖要求完成機(jī)器人走四邊形。圖1機(jī)器人走四邊形首先教師展示做好的案例，控制機(jī)器人走四邊形，讓學(xué) 生有感性認(rèn)識(shí)；其次，教師給出編好的程序代碼，解釋每個(gè) 語句的作用，幫助學(xué)生讀懂程序；最后結(jié)合代碼，講解涉及 到的知識(shí)點(diǎn)。2.2任務(wù)驅(qū)動(dòng)在走四邊形案例的基礎(chǔ)上引入分支結(jié)構(gòu)，讓機(jī)器人走正 方形；進(jìn)而引入循環(huán)結(jié)構(gòu)，讓機(jī)器人循環(huán)走正方形，培養(yǎng)學(xué) 生編寫代碼和調(diào)試代碼的能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)遞進(jìn)學(xué)習(xí)。2.3項(xiàng)目拓展編寫程序，完成如圖2所示的”走8字形”。圖2機(jī)器人走8字形通過這三步教學(xué)，使學(xué)生能學(xué)會(huì)qbasic軟件基本語句 格式及功能，明確本次課程涉及到的指令作用及用法，學(xué)會(huì)

8、機(jī)器人向前、后、左、右行走以及走四邊形仿真編程操作， 完成項(xiàng)目一的訓(xùn)練任務(wù)。3教學(xué)實(shí)踐效果通過考核學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和實(shí)際效果，證明程序設(shè)計(jì)類 課程的學(xué)習(xí)成績(jī)有明顯的提升，程序設(shè)計(jì)能力有明顯提高。通過競(jìng)賽和技能大賽，為學(xué)生提供了展示應(yīng)用程序設(shè)計(jì) 控制機(jī)器人的舞臺(tái)，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，并將技能大 賽內(nèi)容提煉轉(zhuǎn)化為課程教學(xué)改革項(xiàng)目，并反映到了教學(xué)過程 中去，促進(jìn)了課程教學(xué)改革，從而提高了教育教學(xué)質(zhì)量。4.結(jié)束語程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 有效提升學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力，促進(jìn)專業(yè)課 程的學(xué)習(xí)，進(jìn)而提升就業(yè)能力。因此程序設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)對(duì) 機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生具有重要作用。參考文獻(xiàn)1 張節(jié)蘭，姜亞民關(guān)于高職生程序設(shè)計(jì)能力的分析與 培養(yǎng)職教論壇2010 （2） 64-652 耿國(guó)華程序設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)模式的探索與實(shí)踐中國(guó)大 學(xué)教育2009年第3期30-3