機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論跨專業(yè)選修課程教學(xué)改革與實(shí)踐

　　摘  要 針對(duì)應(yīng)用型本科院校對(duì)機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論課程的教學(xué)需求，對(duì)本課程作為跨專業(yè)選修課的教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行改革探索。經(jīng)過一系列具體的改革，在教學(xué)實(shí)踐過程中取得較好效果，培養(yǎng)了學(xué)生思考問題、解決問題的能力，提升了外專業(yè)學(xué)生對(duì)機(jī)器人行業(yè)的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，為有志于從事機(jī)器人行業(yè)的跨專業(yè)學(xué)生奠定良好的基礎(chǔ)。
　　關(guān)鍵詞 跨專業(yè)選修課;機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論;教學(xué)改革;機(jī)器人技術(shù)
　　中圖分類號(hào)：G642.0    文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1671-489X（2018）20-0072-03
　　Teaching Reform and Practice of Introduction to Robotics as a
　　Cross-professional Elective Course//ZHANG Ying， QIAO Gui-fang， HUANG Jiacai
　　Abstract The teaching method and evaluation mode of Introduction to Robotics as a cross-professional elective course has been refor-med and explored， according to the teaching requirements of the course in application-oriented institutes and universities. A series of specific reform measures has been applied in the process of teaching practice， and a better effect is obtained. After studying this course， the abilities of students to think and solve problems are cultivated better. The professional knowledge reserve of robot industry is im-proved， which lays a good foundation for the cross-disciplinary stu-dents to engage in robot industry.
　　Key words cross-professional elective courses; introduction to robo-
　　tics; teaching reform; robotics technology
　　1 引言
　　在《中國(guó)制造2025》[1]中提出的戰(zhàn)略任務(wù)和重點(diǎn)中，大力推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域突破發(fā)展，其中一個(gè)方向是推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展。從機(jī)電汽車到軍工特種行業(yè)，從醫(yī)療康復(fù)到服務(wù)娛樂行業(yè)，機(jī)器人已經(jīng)全面進(jìn)入人們的日常生活，在不同領(lǐng)域滿足著應(yīng)用需求。因此，國(guó)家大力支持機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，鼓勵(lì)研發(fā)新產(chǎn)品，以促進(jìn)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化發(fā)展，突破機(jī)器人關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)制造等技術(shù)瓶頸。
　　機(jī)器人是多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物，傳統(tǒng)上將機(jī)器人作為研究生的研究方向。我國(guó)自2016年于東南大學(xué)設(shè)立機(jī)器人工程專業(yè)以來，于2017年在25所院校設(shè)置該專業(yè)，2018年又?jǐn)U展到另外的60所院校[2]。可以看出，目前機(jī)器人專業(yè)正在本科教育中擴(kuò)展開來，包括東南大學(xué)、東北大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等“雙一流”院校。南京工程學(xué)院自2013年開始建設(shè)自動(dòng)化（機(jī)器人）專業(yè)方向，是國(guó)內(nèi)首個(gè)為本科生設(shè)立此方向的院校，專業(yè)建設(shè)近五年時(shí)間，已經(jīng)培養(yǎng)了第一批畢業(yè)生，人才培養(yǎng)體系已經(jīng)完善。
　　依據(jù)學(xué)校人才培養(yǎng)方案及專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)定位和綜合素質(zhì)培養(yǎng)要求，以打通專業(yè)、拓寬基礎(chǔ)、提升人才培養(yǎng)質(zhì)量為原則，結(jié)合學(xué)生需求、實(shí)施情況反饋等信息，南京工程學(xué)院要求2015級(jí)及以后各專業(yè)須完成四個(gè)學(xué)分的跨專業(yè)選修課程才能通過畢業(yè)審核。在此背景下，自動(dòng)化學(xué)院面向全校開設(shè)機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論這一跨專業(yè)選修課，總共32學(xué)時(shí)。
　　2 課程特點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo)
　　機(jī)器人工程專業(yè)以工程實(shí)際為背景，以機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)控制、可編程控制、微處理器應(yīng)用、機(jī)器人控制技術(shù)與系統(tǒng)集成及編程應(yīng)用、能力培養(yǎng)為主線，培養(yǎng)在工業(yè)自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及相關(guān)控制系統(tǒng)領(lǐng)域從事系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)、技術(shù)集成及系統(tǒng)安裝、運(yùn)行、維護(hù)和技術(shù)管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才。
　　機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論是一門介紹機(jī)器人學(xué)的專業(yè)課程，是自動(dòng)化、機(jī)器人工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程開設(shè)的目的和任務(wù)是使本專業(yè)學(xué)生從總體上了解工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展概況及相關(guān)技術(shù)，包括工業(yè)機(jī)器人基本概念、機(jī)器人技術(shù)的基本原理及機(jī)器人控制的基本思路、方法與特點(diǎn)，并了解在制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)與工程中工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用實(shí)例，使學(xué)生對(duì)工業(yè)機(jī)器人從基本概念到應(yīng)用有一個(gè)大致的了解，同時(shí)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)起到引導(dǎo)作用。
　　機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論課程包含機(jī)械學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)的內(nèi)容，還包含控制器、傳感器、驅(qū)動(dòng)器等多方面的內(nèi)容。本課程的先修課程包括電路、大學(xué)物理、機(jī)械基礎(chǔ)等基礎(chǔ)課程。作為跨專業(yè)選修課，機(jī)器人學(xué)導(dǎo)論著重介紹有關(guān)技術(shù)工程發(fā)展史及其特點(diǎn)、學(xué)科前沿、科技新成果以及工程項(xiàng)目應(yīng)用等方面的知識(shí)，弱化了對(duì)具體專業(yè)技能的掌握和應(yīng)用。
　　3 課程改革措施
　　本課程面向三年級(jí)學(xué)生開設(shè)，共有38個(gè)專業(yè)的138名學(xué)生選修，除了應(yīng)用型工科院校常見的主流工科類專業(yè)，還包括文、哲、管理、經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)等學(xué)科門類的專業(yè)。學(xué)生的專業(yè)背景差異很大，對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)和理解參差不齊，很多學(xué)生不具備相關(guān)的專業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備，有的學(xué)生的專業(yè)與機(jī)器人工程專業(yè)相差甚遠(yuǎn)，這些因素會(huì)直接影響學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)實(shí)踐中主要對(duì)教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行改革。

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