賈翠玲 李宗學(xué) 郭長(zhǎng)青

摘 要：依據(jù)CDIO的項(xiàng)目培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐課程的特點(diǎn)，將課堂教學(xué)與項(xiàng)目教學(xué)有機(jī)結(jié)合，制定了符合高?，F(xiàn)狀的項(xiàng)目實(shí)施優(yōu)化方案；通過(guò)合理地組織、規(guī)劃和實(shí)踐，順利地完成了教學(xué)任務(wù)。實(shí)踐證明，該項(xiàng)目達(dá)到了CDIO的培養(yǎng)目標(biāo)，取得了良好的教學(xué)效果。為該課程基于項(xiàng)目式教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)并提供了物質(zhì)條件，為其他課程項(xiàng)目式教學(xué)的開(kāi)展提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；創(chuàng)新實(shí)踐；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）19015602

1 引言

隨著現(xiàn)代大型生產(chǎn)自動(dòng)化水平的日益加強(qiáng)，企業(yè)對(duì)人才需求尤其是工科類學(xué)生的要求也越來(lái)越高，不僅要求牢固掌握本專業(yè)相關(guān)知識(shí)，還要熟悉各種儀器設(shè)備的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)等相關(guān)技能。當(dāng)前，由于我國(guó)高等院校在傳統(tǒng)的教育模型下培養(yǎng)出的學(xué)生不能很快勝任所聘任的工作崗位，使得很多高校不得不對(duì)傳統(tǒng)的培養(yǎng)模式進(jìn)行大幅度的改革。為此，內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)在實(shí)訓(xùn)基地工程訓(xùn)練中心開(kāi)設(shè)了“機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐”這門實(shí)踐課程，引入了CDIO項(xiàng)目式教育培養(yǎng)模式。從目前的教學(xué)效果來(lái)看，隨著該課程的不斷深入和推廣，得到了很多學(xué)生和用人單位的好評(píng)和認(rèn)可。

CDIO的意思是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），最早是由美國(guó)麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學(xué)和瑞典林雪平大學(xué)共同建立的基于工程的教育改革模式。該項(xiàng)目式教學(xué)法主要鍛煉學(xué)生的個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、工程系統(tǒng)能力以及掌握基礎(chǔ)知識(shí)能力，使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)是該項(xiàng)目式教學(xué)法的主要目標(biāo)。CDIO項(xiàng)目式教學(xué)改革是為學(xué)生提供一種工程背景，在實(shí)際生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對(duì)產(chǎn)品從最初的構(gòu)思-產(chǎn)品設(shè)計(jì)-產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)-產(chǎn)品運(yùn)行的條件下，使學(xué)生能夠掌握扎實(shí)的工程基礎(chǔ)知識(shí)；自主研發(fā)新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與運(yùn)行；深刻理解工程技術(shù)的研究與發(fā)展對(duì)社會(huì)的重要性和戰(zhàn)略影響。

2 課程方案的制定及具體實(shí)施過(guò)程

2.1 課程方案的制定

為提高教學(xué)效果，授課教師事先了解各個(gè)專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，根據(jù)各班所學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件設(shè)施的現(xiàn)狀，對(duì)機(jī)器人課程教學(xué)大綱進(jìn)行了較大幅度的調(diào)整，將CDIO項(xiàng)目教學(xué)模式融入到課堂教學(xué)過(guò)程中。新舊大綱學(xué)時(shí)安排對(duì)比如表1所示。

由表1新舊大綱的對(duì)比可以看出，學(xué)時(shí)分配在教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行了很大的調(diào)整，在保證重點(diǎn)知識(shí)授課學(xué)時(shí)的基礎(chǔ)上，增加了學(xué)生項(xiàng)目制作時(shí)間和討論環(huán)節(jié)。這樣既有利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力又能給學(xué)生一定的思考空間，從而積累解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，保證項(xiàng)目的順利進(jìn)行且高質(zhì)量地完成。

為了達(dá)到預(yù)期的培養(yǎng)目標(biāo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性、積極性以提高授課質(zhì)量，結(jié)合機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐課程的特點(diǎn)制訂了具體的實(shí)施方案。具體項(xiàng)目流程如圖1所示。

圖1 課程實(shí)施步驟

2.2 課程實(shí)施過(guò)程

課程具體實(shí)施過(guò)程包括團(tuán)隊(duì)分組、項(xiàng)目確定、硬件搭建設(shè)計(jì)、軟件編程驅(qū)動(dòng)、調(diào)試運(yùn)行、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)。

（1）團(tuán)隊(duì)分組。由授課教師根據(jù)平時(shí)學(xué)生成績(jī)以及男女比例等進(jìn)行分組，通常3人為一個(gè)小組，每組選取一人作為組長(zhǎng)，主要負(fù)責(zé)項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

（2）項(xiàng)目確定。首先由教師介紹硬件作用、使用方法及注意事項(xiàng)；然后要求學(xué)生至少提出兩種方案的設(shè)計(jì)（包括硬件搭建的外形和將來(lái)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作）；最后由指導(dǎo)教師和學(xué)生共同確定最后的方案。

（3）硬件搭建設(shè)計(jì)。由教師提供硬件包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)控制器、配線以及必須的其它配件等，學(xué)生根據(jù)事先確定的設(shè)計(jì)方案自行搭建外形。本環(huán)節(jié)可以考察學(xué)生的動(dòng)手能力、整體構(gòu)思能力及團(tuán)隊(duì)合作能力等。

（4）軟件編程驅(qū)動(dòng)。對(duì)搭建出來(lái)的硬件進(jìn)行軟件編程驅(qū)動(dòng)，既可以檢驗(yàn)硬件安裝是否正確，也可以對(duì)搭建的項(xiàng)目進(jìn)行智能驅(qū)動(dòng)，設(shè)計(jì)有創(chuàng)意的動(dòng)作以及實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自動(dòng)控制。

（5）調(diào)試運(yùn)行。機(jī)器人套件搭建完成、軟件編制驅(qū)動(dòng)后，各組成員自行檢測(cè)、調(diào)試各自的項(xiàng)目，解決項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，教師在此過(guò)程中可以給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。

（6）項(xiàng)目驗(yàn)收。要求每組學(xué)生邊講解邊現(xiàn)場(chǎng)操作演示，指導(dǎo)教師給予綜合點(diǎn)評(píng)。

3 項(xiàng)目式教學(xué)法的研究意義

以項(xiàng)目為導(dǎo)向的機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方法的研究意義有如下幾條：

（1）以機(jī)器人技術(shù)為載體的項(xiàng)目式教學(xué)法對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)目的性，提高實(shí)踐和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有顯著的效果。

（2）對(duì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才提供了一個(gè)渠道，藉此可以總結(jié)、遴選出有效措施和方法，以利于傳統(tǒng)高校對(duì)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案的堅(jiān)持和推廣。

（3）開(kāi)拓了一條對(duì)探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新途徑和新渠道，能借此尋找出一種新思路、新方法，有利于推動(dòng)創(chuàng)新人才培養(yǎng)工作能夠更上一個(gè)新臺(tái)階。

4 總結(jié)

CDIO項(xiàng)目式教學(xué)在“機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐”課程中的應(yīng)用和推廣，能夠很好地解決了傳統(tǒng)教學(xué)模式與實(shí)際生產(chǎn)企業(yè)用人需求脫節(jié)的問(wèn)題。由于在教學(xué)過(guò)程中加入了實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中項(xiàng)目制作的因素，很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和人與人之間的溝通能力。實(shí)踐證明，該項(xiàng)目式教學(xué)方法推動(dòng)和促進(jìn)了機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐課程的改革，具有重要的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

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