工業(yè)機(jī)器人雙語(yǔ)模塊化系統(tǒng)教學(xué)研究

譚華 付小全 張玉勛 劉延星

摘 要 工業(yè)機(jī)器人雙語(yǔ)模塊化系統(tǒng)教學(xué)結(jié)合特色學(xué)院學(xué)生科技英語(yǔ)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)參差不齊的現(xiàn)象，將“工業(yè)機(jī)器人”復(fù)雜多樣的專業(yè)知識(shí)模塊化，使得學(xué)生能夠依據(jù)自身興趣和基礎(chǔ)自主選擇學(xué)習(xí)的側(cè)重點(diǎn)。同時(shí)教學(xué)改革融入雙語(yǔ)學(xué)習(xí)環(huán)境，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率和增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力。教學(xué)改革后期再通過(guò)制定系統(tǒng)學(xué)習(xí)方案掃除學(xué)生前期根據(jù)自身興趣和基礎(chǔ)選擇留下的學(xué)習(xí)漏洞。

關(guān)鍵詞 工業(yè)機(jī)器人 雙語(yǔ)教學(xué) 模塊化教學(xué) 系統(tǒng)教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2020.07.069

Abstract Systematic teaching on bilingualism and modularization of industrial robot， combining with the phenomenon of more gaps are found in students' scientific English and professional foundation knowledge of characteristic colleges， complex and diverse professional knowledge of industrial robot has been modularized. Students independently choose their learning focuses depend both on the students' interests and bases. The teaching reform blends students in a bilingual learning environment simultaneously， which promoting learning interest， improving learning efficiency and enhancing self-study ability of students. At the end of the teaching reform， systematic learning plan was made to clear the previous remaining holes caused by the choices based on students' interests and bases.

Keywords industrial robot; bilingual teaching; modularized teaching; systematic teaching

0 引言

目前我國(guó)基本掌握了工業(yè)機(jī)器人的軌跡規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)學(xué)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造、控制系統(tǒng)硬件和軟件等技術(shù)，形成了工業(yè)機(jī)器人部分關(guān)鍵元器件的規(guī)?；a(chǎn)能力。焊接、裝配、搬運(yùn)和噴涂等機(jī)器人已在多家企業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線上獲得了規(guī)模應(yīng)用，其中，弧焊機(jī)器人也已廣泛應(yīng)用于汽車制造廠的焊裝線上。雖說(shuō)我國(guó)在工業(yè)機(jī)器人研發(fā)方面取得了一定進(jìn)展，但其工程應(yīng)用水平和技術(shù)開發(fā)與國(guó)際相比差距仍較大。主要體現(xiàn)在：（1）創(chuàng)新能力弱，核心技術(shù)和核心關(guān)鍵部件受制于人，尤其是高精度的減速器長(zhǎng)期需要進(jìn)口，缺乏自主研發(fā)產(chǎn)品，影響機(jī)器人總體產(chǎn)業(yè)發(fā)展;（2）產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，市場(chǎng)滿足率低，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)體系建設(shè)明顯滯后。中國(guó)工業(yè)機(jī)器人企業(yè)雖然形成了自己的部分品牌，但不能與國(guó)際知名品牌形成有力競(jìng)爭(zhēng);（3）行業(yè)歸口，產(chǎn)業(yè)規(guī)劃需要進(jìn)一步明確。因此，融入國(guó)際化工業(yè)機(jī)器人開發(fā)大環(huán)境，學(xué)習(xí)行業(yè)領(lǐng)先技術(shù)，成為培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人人才的核心要領(lǐng)。[1]

國(guó)際化工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)首先要提升學(xué)生專業(yè)英語(yǔ)能力。從我國(guó)英語(yǔ)人才的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)，基本都是單一的普通英語(yǔ)人才，同時(shí)具備相關(guān)專業(yè)和技術(shù)的英語(yǔ)人才甚少，此種情況對(duì)學(xué)習(xí)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)及交流帶來(lái)了極大盲區(qū)。而現(xiàn)代企業(yè)正處于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際化日趨明顯。國(guó)內(nèi)外企業(yè)在專業(yè)技術(shù)交流中，大都帶著英語(yǔ)專業(yè)人員做翻譯，盡管翻譯人員外語(yǔ)很熟練，但因不懂技術(shù)，涉及到技術(shù)細(xì)節(jié)時(shí)便無(wú)能為力;而往往這成為技術(shù)的核心、談判的關(guān)鍵，如果把握不當(dāng)，將會(huì)使得企業(yè)錯(cuò)失良機(jī)、造成經(jīng)濟(jì)損失。[2-5]因此，實(shí)施工業(yè)機(jī)器人雙語(yǔ)化教學(xué)，使學(xué)生更好的學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人國(guó)際前沿知識(shí)，開拓國(guó)際視野，快速有效的吸收國(guó)際先進(jìn)科技與創(chuàng)新理念，為我國(guó)培養(yǎng)工業(yè)機(jī)器人專業(yè)國(guó)際化人才成為工業(yè)機(jī)器人教學(xué)改革的核心方向之一。[6-10]

其次，傳統(tǒng)的“工業(yè)機(jī)器人”課程主要講授工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)，同時(shí)涉及到力學(xué)、矩陣?yán)碚?、?jì)算機(jī)軟硬件等多學(xué)科知識(shí)，內(nèi)容繁多。大多數(shù)高校在“工業(yè)機(jī)器人”課程教學(xué)過(guò)程中采用多媒體教學(xué)，這種教學(xué)方式雖在一定程度上減輕了授課教師理論推導(dǎo)和公式書寫負(fù)擔(dān)，但并沒有從本質(zhì)上解決學(xué)生學(xué)習(xí)“工業(yè)機(jī)器人”課程的困難：繁瑣的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)、內(nèi)容抽象的講解、傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué);側(cè)重知識(shí)傳授，忽略自主能力培養(yǎng)，使得學(xué)生的學(xué)習(xí)僅局限于理論推導(dǎo)與設(shè)計(jì)方法學(xué)習(xí)，沒有注重應(yīng)用能力和綜合分析問(wèn)題能力的提升，容易造成學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣。為解決上述問(wèn)題，本課程改革在雙語(yǔ)的基礎(chǔ)上，同時(shí)采用模塊化系統(tǒng)教學(xué)，將傳統(tǒng)的理論知識(shí)先模塊化，分組激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;然后系統(tǒng)綜合學(xué)習(xí)。模塊化系統(tǒng)教學(xué)更貼合特色學(xué)院學(xué)生水平參差不齊的情況，模塊化交流討論有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，好生帶動(dòng)差生，好生相互促進(jìn)，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，做到學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題，解決問(wèn)題。系統(tǒng)學(xué)習(xí)又可教學(xué)后期掃除學(xué)生前期模塊化學(xué)習(xí)留下的漏洞和不足。

1工業(yè)機(jī)器人雙語(yǔ)環(huán)境培育

在教改進(jìn)行前配備了具有精通科技英語(yǔ)的“工業(yè)機(jī)器人”教師，讓老師留足了充裕時(shí)間進(jìn)行教學(xué)準(zhǔn)備和備課，提升了教師熟練運(yùn)用科技英語(yǔ)對(duì)學(xué)生進(jìn)行通俗易懂教學(xué)的能力。課堂上教師通過(guò)專業(yè)英語(yǔ)及漢語(yǔ)相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行面對(duì)面授課并交流。同時(shí)考慮到學(xué)生英語(yǔ)水平參差不齊，首先對(duì)學(xué)生的科技英語(yǔ)水平進(jìn)行了調(diào)查與初步了解，然后科學(xué)合理的排課和分班，防止學(xué)生由于英語(yǔ)水平不同而產(chǎn)生的厭學(xué)情緒，及學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的兩極分化現(xiàn)象，為課程后期教學(xué)排除了隱患。

通過(guò)雙語(yǔ)教學(xué)將學(xué)生的專業(yè)知識(shí)、英語(yǔ)水平進(jìn)一步強(qiáng)化，相互滲透，促使了學(xué)生學(xué)習(xí)用英語(yǔ)模式思考“工業(yè)機(jī)器人”專業(yè)知識(shí)并解決相關(guān)問(wèn)題的能力。

2模塊化系統(tǒng)教學(xué)

新教學(xué)模式將“工業(yè)機(jī)器人”復(fù)雜多樣的知識(shí)劃分為兩類模塊進(jìn)行教學(xué)，相比之前的傳統(tǒng)教學(xué)模式對(duì)專業(yè)教師提出了更高要求。教改過(guò)程中教師不僅要熟悉教學(xué)新模塊，同時(shí)要練習(xí)對(duì)模塊進(jìn)行相互銜接和快速轉(zhuǎn)換的能力。模塊化的教學(xué)方式有利于學(xué)生對(duì)復(fù)雜知識(shí)分散簡(jiǎn)化學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠根據(jù)自身情況和個(gè)人喜好選擇適合自己的模塊學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

針對(duì)課程前期的改革研究，學(xué)生因?yàn)檫x擇模塊側(cè)重點(diǎn)不同難免會(huì)在學(xué)習(xí)后期出現(xiàn)知識(shí)漏洞，對(duì)課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生不利影響。因此，改革研究后期針對(duì)前期可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了查漏補(bǔ)缺，通過(guò)系統(tǒng)化教學(xué)，進(jìn)行歸類、整理或加工，使學(xué)生從后期系統(tǒng)化學(xué)習(xí)中一目了然的找到了前期學(xué)習(xí)遺漏的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)取長(zhǎng)補(bǔ)短，學(xué)生更加全面地掌握了“工業(yè)機(jī)器人”的系統(tǒng)知識(shí)。

通過(guò)課程模塊化及后期的系統(tǒng)教學(xué)，使學(xué)生更好地理解和吸收專業(yè)知識(shí)，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

3具體施教環(huán)節(jié)

3.1 實(shí)施方案

教改過(guò)程中先建立了若干個(gè)教學(xué)改革學(xué)科試點(diǎn)班級(jí)，優(yōu)先選用“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)進(jìn)行試點(diǎn)，初步形成了教學(xué)新模式案例。接著通過(guò)對(duì)案例的比較研究與探索、認(rèn)真總結(jié)與改進(jìn)，最后形成了以“提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力，符合學(xué)生學(xué)習(xí)情況”為特征的高效課堂教學(xué)新模式。其中兩類模塊化教學(xué)方案如圖1所示。

3.2 實(shí)施步驟

3.2.1 籌劃準(zhǔn)備階段

（1）成立教改研究小組，以項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成員為主力，結(jié)合不同學(xué)院機(jī)械專業(yè)教學(xué)實(shí)際情況，制定了科學(xué)合理的教改實(shí)施方案;（2）組織了相關(guān)專業(yè)教師討論、分析，制定了合理的教學(xué)計(jì)劃大綱;（3）對(duì)實(shí)施教改的專業(yè)學(xué)生進(jìn)行了興趣問(wèn)卷調(diào)查，根據(jù)學(xué)生意向和基礎(chǔ)進(jìn)行了分組排課教學(xué)。

3.2.2 實(shí)施發(fā)展階段

教師提前完成了每節(jié)課的備課任務(wù)，盡量做到良好處理突發(fā)事件。在教師上課期間教改研究小組不定時(shí)間進(jìn)行了教學(xué)觀摩與考察。在課后教師記錄了課堂出現(xiàn)的及以后可能出現(xiàn)的問(wèn)題，且每半個(gè)月進(jìn)行了一次教學(xué)歸納總結(jié)。教改研究小組定期查看了教師課堂記錄和課程總結(jié)，并召開研討會(huì)討論交流了是否達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果，做到了計(jì)劃與實(shí)施同步，實(shí)時(shí)了解了教師與學(xué)生教與學(xué)的實(shí)際情況。

3.2.3 總結(jié)提升階段

教改研究小組進(jìn)行了階段性總結(jié)，做出了項(xiàng)目階段性成果的科學(xué)分析與統(tǒng)計(jì)，并作了總結(jié)報(bào)告?？偨Y(jié)了已有的經(jīng)驗(yàn)、反思存在的問(wèn)題，打造了特色學(xué)院“工業(yè)機(jī)器人”雙語(yǔ)模塊化系統(tǒng)教學(xué)新模式，形成了完善有效的教學(xué)管理體系，推動(dòng)了教學(xué)活動(dòng)的創(chuàng)新發(fā)展。同時(shí)開設(shè)了教師學(xué)生研討會(huì)，讓廣大教師學(xué)生暢所欲言。通過(guò)教師學(xué)生間的交流，探討了教改的成效及存在的問(wèn)題，并形成成果，繼續(xù)推動(dòng)了特色學(xué)院“工業(yè)機(jī)器人”教學(xué)改革向縱深方向發(fā)展。

3.3 實(shí)施方法

為了適應(yīng)不同學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)和英語(yǔ)水平，滿足不同層次學(xué)生的發(fā)展及未來(lái)更好的適應(yīng)社會(huì)和國(guó)際環(huán)境，采用了雙語(yǔ)和國(guó)際化教學(xué)原則，兩類模塊因材施教，最后系統(tǒng)化查漏補(bǔ)缺，促進(jìn)了“工業(yè)機(jī)器人”教學(xué)整體優(yōu)化，構(gòu)建了科學(xué)的、合理的、完善的工業(yè)機(jī)器人人才培養(yǎng)雙語(yǔ)模塊化系統(tǒng)教學(xué)新模式。

4結(jié)論

本改革面向特色學(xué)院機(jī)械工程系“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專業(yè)學(xué)生，同時(shí)可拓展到機(jī)械工程學(xué)院相關(guān)專業(yè)。對(duì)“工業(yè)機(jī)器人”高校國(guó)際化人才培養(yǎng)展開了全面深入教改研究，所獲得的經(jīng)驗(yàn)和成果可在其他專業(yè)課的相關(guān)教學(xué)改革中全面推廣。

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