機器人學導論跨專業(yè)選修課程教學改革與實踐
發(fā)布時間:2019-08-07 來源: 散文精選 點擊:
摘 要 針對應用型本科院校對機器人學導論課程的教學需求,對本課程作為跨專業(yè)選修課的教學方法和考核方式進行改革探索。經(jīng)過一系列具體的改革,在教學實踐過程中取得較好效果,培養(yǎng)了學生思考問題、解決問題的能力,提升了外專業(yè)學生對機器人行業(yè)的專業(yè)知識儲備,為有志于從事機器人行業(yè)的跨專業(yè)學生奠定良好的基礎。
關鍵詞 跨專業(yè)選修課;機器人學導論;教學改革;機器人技術
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:B
文章編號: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《中國制造2025》[1]中提出的戰(zhàn)略任務和重點中,大力推動重點領域突破發(fā)展,其中一個方向是推動機器人技術發(fā)展。從機電汽車到軍工特種行業(yè),從醫(yī)療康復到服務娛樂行業(yè),機器人已經(jīng)全面進入人們的日常生活,在不同領域滿足著應用需求。因此,國家大力支持機器人技術的發(fā)展,鼓勵研發(fā)新產(chǎn)品,以促進機器人標準化、模塊化發(fā)展,突破機器人關鍵零部件及系統(tǒng)集成設計制造等技術瓶頸。
機器人是多學科交叉融合的產(chǎn)物,傳統(tǒng)上將機器人作為研究生的研究方向。我國自2016年于東南大學設立機器人工程專業(yè)以來,于2017年在25所院校設置該專業(yè),2018年又擴展到另外的60所院校[2]。可以看出,目前機器人專業(yè)正在本科教育中擴展開來,包括東南大學、東北大學、北京航空航天大學等“雙一流”院校。南京工程學院自2013年開始建設自動化(機器人)專業(yè)方向,是國內首個為本科生設立此方向的院校,專業(yè)建設近五年時間,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)學校人才培養(yǎng)方案及專業(yè)人才培養(yǎng)目標定位和綜合素質培養(yǎng)要求,以打通專業(yè)、拓寬基礎、提升人才培養(yǎng)質量為原則,結合學生需求、實施情況反饋等信息,南京工程學院要求2015級及以后各專業(yè)須完成四個學分的跨專業(yè)選修課程才能通過畢業(yè)審核。在此背景下,自動化學院面向全校開設機器人學導論這一跨專業(yè)選修課,總共32學時。
2 課程特點及教學目標
機器人工程專業(yè)以工程實際為背景,以機器人機械結構、運動控制、可編程控制、微處理器應用、機器人控制技術與系統(tǒng)集成及編程應用、能力培養(yǎng)為主線,培養(yǎng)在工業(yè)自動化、工業(yè)機器人技術及相關控制系統(tǒng)領域從事系統(tǒng)設計與開發(fā)、技術集成及系統(tǒng)安裝、運行、維護和技術管理等方面工作的高級工程技術人才。
機器人學導論是一門介紹機器人學的專業(yè)課程,是自動化、機器人工程等專業(yè)的專業(yè)基礎課。本課程開設的目的和任務是使本專業(yè)學生從總體上了解工業(yè)機器人技術的發(fā)展概況及相關技術,包括工業(yè)機器人基本概念、機器人技術的基本原理及機器人控制的基本思路、方法與特點,并了解在制造業(yè)自動化系統(tǒng)與工程中工業(yè)機器人的應用實例,使學生對工業(yè)機器人從基本概念到應用有一個大致的了解,同時提升學生的學習興趣,為后續(xù)專業(yè)課程的學習起到引導作用。
機器人學導論課程包含機械學與運動學的內容,還包含控制器、傳感器、驅動器等多方面的內容。本課程的先修課程包括電路、大學物理、機械基礎等基礎課程。作為跨專業(yè)選修課,機器人學導論著重介紹有關技術工程發(fā)展史及其特點、學科前沿、科技新成果以及工程項目應用等方面的知識,弱化了對具體專業(yè)技能的掌握和應用。
3 課程改革措施
本課程面向三年級學生開設,共有38個專業(yè)的138名學生選修,除了應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、藝術等學科門類的專業(yè)。學生的專業(yè)背景差異很大,對機器人的認識和理解參差不齊,很多學生不具備相關的專業(yè)知識儲備,有的學生的專業(yè)與機器人工程專業(yè)相差甚遠,這些因素會直接影響學生對本課程的學習效果。在教學實踐中主要對教學方法和考核方式進行改革。
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