RobotStudio在信息化教學(xué)中的應(yīng)用探索

呂玉蘭

（山西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長治 046000）

信息化教學(xué)，是指以現(xiàn)代教學(xué)理念為指導(dǎo)，以信息技術(shù)為支持，應(yīng)用現(xiàn)代教學(xué)方法促進(jìn)“教與學(xué)”的一種教學(xué)模式[1]。近年來，包括中小學(xué)、職業(yè)教育、高等教育等各個領(lǐng)域的教育工作者們都在積極探索并將信息化教學(xué)植入到日常教學(xué)活動中。微課、慕課、動畫、視頻等各類信息化教學(xué)手段方興未艾，其中，仿真軟件的使用是信息化教學(xué)的一大重要元素和手段，本文將探索RobotStudio在《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》這門課程的信息化教學(xué)過程中的重要作用。

1 教學(xué)分析

1.1 課程背景

《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》是高職工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的專業(yè)核心課、專業(yè)必修課，本課程是一門綜合性、實踐性較強的課程[2-3]，在學(xué)完本課程后，學(xué)生要根據(jù)任務(wù)工單，編制工業(yè)機器人（ABB）的應(yīng)用程序，能夠利用RobotStudio仿真驗證程序的合理性，并能對機器人進(jìn)行簡單的維修和維護(hù)。這將為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，以及為將來走上社會成為應(yīng)用型人才和高技能人才奠定基礎(chǔ)。

1.2 學(xué)情分析

本課程在大二上學(xué)期開設(shè)，青春年少的學(xué)生們思維活躍，喜歡新鮮事物，熱衷于網(wǎng)絡(luò)和手機，且對工業(yè)機器人興趣十足，動手操作的積極性很高。但他們理論基礎(chǔ)薄弱，實操缺乏規(guī)范性，不喜歡一言堂式的“填鴨式”教學(xué)，理論學(xué)習(xí)效果不佳[4]。針對上述特點，《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程通過信息化教學(xué)方式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和對知識與技能的掌握能力。

2 RobotStudio在信息化教學(xué)中的應(yīng)用

在本門課中，機器人基本運動指令的使用是重點也是難點，但實際操作真實的工業(yè)機器人作業(yè)具有一定的危險性，尤其是對于初學(xué)者而言，操作不當(dāng)容易對人身和設(shè)備造成傷害，加之實訓(xùn)成本較大，“學(xué)生多設(shè)備少”是大多數(shù)學(xué)校的現(xiàn)狀，學(xué)生難以有充分的時間進(jìn)行練習(xí)。而且，信息化教學(xué)不只針對課堂教學(xué)，還包括課前準(zhǔn)備和課后提升的階段[5]，在課前和課后學(xué)生主要通過自主學(xué)習(xí)進(jìn)行知識和能力的掌握及提升，這兩個階段難以合理組織學(xué)生進(jìn)行實操練習(xí)，所以，利用RobotStudio進(jìn)行仿真操作是非常有效的手段。本文以“工業(yè)機器人動作路徑規(guī)劃”為例，分析RobotStudio在信息化教學(xué)中的重要應(yīng)用。

2.1 課前準(zhǔn)備

教師通過網(wǎng)絡(luò)平臺將本次課的學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)資料發(fā)放給學(xué)生，學(xué)生接收到的學(xué)習(xí)任務(wù)包括利用RobotStudio建立的工作站和任務(wù)書兩項，學(xué)習(xí)資料包括微課、課件、視頻等，學(xué)生根據(jù)任務(wù)書，自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，自行完成工作站的任務(wù)（如圖1所示），并完成學(xué)習(xí)效果調(diào)查問卷，教師收集調(diào)查問卷并對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，再次梳理本次課的教學(xué)重難點。

圖1 在Robot Studio中建立的仿真工作站

2.2 課堂開展

本次課的任務(wù)是“工業(yè)機器人動作路徑規(guī)劃”，即利用MOVJ和MOVL指令完成工業(yè)機器人末端執(zhí)行器沿“五角星”形工件的路徑運動。教師利用課件、視頻和動畫等形式展示教學(xué)內(nèi)容，利用“微助教”進(jìn)行課堂互動，包括簽到、答題和討論等形式檢測學(xué)生學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師使用RobotStudio演示MOVJ和MOVL指令的使用，并通對指令參數(shù)設(shè)置不同數(shù)值來解釋指令參數(shù)的含義，學(xué)生更容易理解和掌握指令的使用。

2.3 課后提升

課后，教師布置新的任務(wù)，以期進(jìn)一步提升學(xué)生能力。提升任務(wù)相比較課堂教學(xué)任務(wù)，難點在于五角星形狀的圓角過渡，需要學(xué)生理解MOVJ和MOVL指令中的轉(zhuǎn)角半徑參數(shù)，并合理進(jìn)行設(shè)置，以達(dá)到沿著路徑進(jìn)行運動的目的。課后作業(yè)以利用RobotStudio錄制仿真視頻的形式通過信息化教學(xué)平臺提交，方便教師進(jìn)行評閱。

通過調(diào)查與統(tǒng)計結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在使用了RobotStudio以后，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣有了明顯提高，知識點和技能點的掌握顯著增強，學(xué)生更樂于使用各種信息化教學(xué)手段豐富自己的學(xué)習(xí)過程，也更加喜歡與教師進(jìn)行互動。

3 結(jié)語

本文通過案例分析了RobotStudio在《工業(yè)機器人技術(shù)基礎(chǔ)》課程信息化教學(xué)中的應(yīng)用，包含了信息化教學(xué)的課前、課中和課后的全階段，結(jié)果顯示RobotStudio對該課程的信息化教學(xué)起到了良好的促進(jìn)作用。

[1]張一春.教師教育技術(shù)能力建構(gòu)——信息化環(huán)境下的教師專業(yè)發(fā)展[M].南京：南京師范大學(xué)出版社，2007：56-58.

[2]張杰峰，劉傳勝.離線編程示教的工業(yè)機器人教學(xué)研究[J].裝備制造技術(shù)，2014，（10）：222-224.

[3]隋欣.《ABB工業(yè)機器人仿真》教學(xué)設(shè)計——基于RobotStudio[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2016，37（31）：167-168.

[4]姚鋼.信息化教學(xué)設(shè)計在高職《工業(yè)機器人操作》課程中的應(yīng)用[J].時代農(nóng)機，2017，44（1）：164-166.

[5]王春媚，李云梅，張杰.信息化教學(xué)大賽成果向課堂教學(xué)的轉(zhuǎn)化探究[J].職業(yè)教育（中旬刊），2017，16（1）：56-59.