劉 瓊，王洪新，榮 莉，曹昌勇

（皖西學(xué)院 機械與車輛工程學(xué)院，安徽 六安 237012）

目前，工業(yè)機器人在汽車制造、機械制造、電子器件、集成電路、塑料加工等企業(yè)中均有廣泛的應(yīng)用，隨著中國制造業(yè)產(chǎn)業(yè)升級速度加快，工業(yè)機器人應(yīng)用也將會越來越普及。據(jù)統(tǒng)計，全球每銷售5臺機器人，就有一臺在中國安裝。因此，社會對掌握工業(yè)機器人技術(shù)的人才需求會非常旺盛。作為應(yīng)用型大學(xué)的皖西學(xué)院面向機械專業(yè)學(xué)生也開設(shè)了機器人技術(shù)相關(guān)課程。為了適應(yīng)企業(yè)對工業(yè)機器人相關(guān)技術(shù)能力的要求，須以強化培養(yǎng)學(xué)生的工業(yè)機器人工程應(yīng)用與實踐能力為首要目標(biāo)，以突出針對性、實用性、實踐性的實踐性教學(xué)為重要途徑，使學(xué)生在實驗?zāi)芰Α邮植僮髂芰?、觀察分析能力和自主探索與創(chuàng)新能力方面都能得到訓(xùn)練和提高。為此我院針對《工業(yè)機器人》實踐教學(xué)的目標(biāo)，總結(jié)現(xiàn)有實踐教學(xué)中存在的問題和困難，提出了基于開放實驗室的《工業(yè)機器人》實踐教學(xué)改革的新思路并進(jìn)行了探索與實踐。

1《工業(yè)機器人》實踐教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)

《工業(yè)機器人》實踐教學(xué)是在學(xué)生完成工業(yè)機器人理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，以工程應(yīng)用、工程實踐能力為主要的培養(yǎng)目標(biāo)，理論聯(lián)系實際，在實踐中深入理解自動控制、運動控制、過程控制等相關(guān)課程的理論知識，使學(xué)生能夠根據(jù)工業(yè)機器人的使用說明書安全熟練的使用示教儀編制控制程序，對工業(yè)機器人進(jìn)行示教；二是能夠根據(jù)工業(yè)機器人實際工況的任務(wù)要求規(guī)劃工業(yè)機器人的運動軌跡并進(jìn)行控制程序的編寫；三是能夠?qū)I(yè)機器人進(jìn)行簡單的維護和保養(yǎng)，對工業(yè)機器人使用過程中常見的故障有一定的處理能力。

2《工業(yè)機器人》實踐教學(xué)中存在的問題

在目前本科院校工業(yè)機器人實踐教學(xué)過程中，老師們都在努力的做著一些改革嘗試，如采用軟件模擬的方式對工業(yè)機器人進(jìn)行仿真，加深學(xué)生對工業(yè)機器人基礎(chǔ)知識和基本概念的理解，采用微課教學(xué)和在學(xué)課程的方式方便學(xué)生課后的學(xué)習(xí)，采用機器人模型進(jìn)行操作訓(xùn)練。但是實踐教學(xué)需要在實際操作中進(jìn)行能力提高，以上做法難以達(dá)到提升能力的要求。從教學(xué)的實際反映來看，目前存在如下主要問題。

2.1 工業(yè)機器人實驗設(shè)備不足

由于工業(yè)機器人價格較高，一般高校很難有足夠的經(jīng)費采購大批量的工業(yè)機器人進(jìn)行教學(xué)活動，即使采購了幾臺工業(yè)機器人設(shè)備，由于害怕?lián)p壞以及有些工業(yè)和機器人會優(yōu)先滿足科研需求，學(xué)生真正能夠在校內(nèi)實訓(xùn)的時間很少，很難達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

2.2 工業(yè)機器人實驗訓(xùn)練相對不足

由于培養(yǎng)方案中《工業(yè)機器人》課程中實驗課時安排相對較少，難以實現(xiàn)規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)，因此，目前工業(yè)機器人的實驗只能停留在認(rèn)識階段，通過驗證性、演示性實驗完成教學(xué)環(huán)節(jié)，加上設(shè)備不足，

學(xué)生在實驗過程中不能直接有效參與進(jìn)去，導(dǎo)致實驗過程走過場，甚至出現(xiàn)代替簽到、應(yīng)付了事的現(xiàn)象，非常不利于實踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.3 工業(yè)機器人實踐教學(xué)內(nèi)容難以激發(fā)創(chuàng)新能力

傳統(tǒng)的工業(yè)機器人的實驗項目主要是學(xué)生按實驗指導(dǎo)書的要求按步操作，實驗過程中學(xué)生很少進(jìn)行思考，也發(fā)現(xiàn)不了新的問題，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，抑制了學(xué)生主動參與實驗的積極性。

3 工業(yè)機器人實驗室開放探索與實踐

針對上述工業(yè)機器人實踐教學(xué)中存在的問題，我院將工業(yè)機器人實驗室建成為開放實驗室，以提高教學(xué)效果，具體做法如下：

3.1 制定機器人開放實驗室管理制度

與普通實驗室相比，開放實驗室的實驗人員組成更復(fù)雜，開設(shè)的實驗項目也更豐富，需要一套行之有效的管理制度保障開放實驗規(guī)范運行。我院已經(jīng)制定了《機器人實驗室開放實驗室管理辦法》和《學(xué)生實驗助理管理辦法》，使開放實驗室有章可循，有制可依，保證開放實驗項目安全有效地進(jìn)行。

3.2 通過選聘學(xué)生實驗助理進(jìn)行實驗室的日常管理

在機器人實驗室開放后，僅依靠教師難以對學(xué)生進(jìn)行全天、全面的指導(dǎo)。因此，對部分學(xué)生進(jìn)行選拔、培訓(xùn)、考核后聘用為學(xué)生實驗助理，輔助教師完成工業(yè)機器人日常檢查和維護工作，對設(shè)備的使用進(jìn)行完整的記錄，指導(dǎo)其他學(xué)生的實驗項目，保證機器人實驗室的正常運行。

3.3 鼓勵學(xué)生在機器人實驗室中進(jìn)行創(chuàng)新性、研究性的實驗項目

在機器人實驗室中學(xué)生可以自主申請實驗項目或課題，這些項目或課題具有創(chuàng)新性、設(shè)計性和研究性，學(xué)生通過文獻(xiàn)查閱、選題、制定實驗方案，能夠很好的鍛煉獨自開展實驗研究和科學(xué)研究的能力以及論文寫作的能力，也能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生主動參與實驗的積極性。同時，學(xué)院會給予一定的實驗經(jīng)費支持，對在機器人開放實驗獲得獨創(chuàng)性成果的學(xué)生給予獎勵措施，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，提升學(xué)生參與開放實驗獲得的成就感和榮譽感。

4 工業(yè)機器人實驗室開放成效與反思

通過開放機器人實驗室對《工業(yè)機器人》實踐教學(xué)進(jìn)行改革和探索，不僅完成了實踐教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生具備較高的工業(yè)機器人的工程應(yīng)用能力和實踐能力。還能夠很好地解決現(xiàn)有的資金短缺、設(shè)備數(shù)量少、師資力量不足、場地面積有限等一系列問題。同時，開放性實驗也激發(fā)了學(xué)生的主動性、創(chuàng)新性。機器人實驗室開放兩年來，學(xué)生獲得與機器人技術(shù)相關(guān)的國家級、省級、校級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目10余項，獲得國家級、省級比賽獎勵5項，取得了良好的教學(xué)效果。