机器人学导论跨专业选修课程教学改革与实践

　　摘  要 针对应用型本科院校对机器人学导论课程的教学需求，对本课程作为跨专业选修课的教学方法和考核方式进行改革探索。经过一系列具体的改革，在教学实践过程中取得较好效果，培养了学生思考问题、解决问题的能力，提升了外专业学生对机器人行业的专业知识储备，为有志于从事机器人行业的跨专业学生奠定良好的基础。
　　关键词 跨专业选修课;机器人学导论;教学改革;机器人技术
　　中图分类号：G642.0    文献标识码：B
　　文章编号：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《中国制造2025》[1]中提出的战略任务和重点中，大力推动重点领域突破发展，其中一个方向是推动机器人技术发展。从机电汽车到军工特种行业，从医疗康复到服务娱乐行业，机器人已经全面进入人们的日常生活，在不同领域满足着应用需求。因此，国家大力支持机器人技术的发展，鼓励研发新产品，以促进机器人标准化、模块化发展，突破机器人关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。
　　机器人是多学科交叉融合的产物，传统上将机器人作为研究生的研究方向。我国自2016年于东南大学设立机器人工程专业以来，于2017年在25所院校设置该专业，2018年又扩展到另外的60所院校[2]。可以看出，目前机器人专业正在本科教育中扩展开来，包括东南大学、东北大学、北京航空航天大学等“双一流”院校。南京工程学院自2013年开始建设自动化（机器人）专业方向，是国内首个为本科生设立此方向的院校，专业建设近五年时间，已经培养了第一批毕业生，人才培养体系已经完善。
　　依据学校人才培养方案及专业人才培养目标定位和综合素质培养要求，以打通专业、拓宽基础、提升人才培养质量为原则，结合学生需求、实施情况反馈等信息，南京工程学院要求2015级及以后各专业须完成四个学分的跨专业选修课程才能通过毕业审核。在此背景下，自动化学院面向全校开设机器人学导论这一跨专业选修课，总共32学时。
　　2 课程特点及教学目标
　　机器人工程专业以工程实际为背景，以机器人机械结构、运动控制、可编程控制、微处理器应用、机器人控制技术与系统集成及编程应用、能力培养为主线，培养在工業自动化、工业机器人技术及相关控制系统领域从事系统设计与开发、技术集成及系统安装、运行、维护和技术管理等方面工作的高级工程技术人才。
　　机器人学导论是一门介绍机器人学的专业课程，是自动化、机器人工程等专业的专业基础课。本课程开设的目的和任务是使本专业学生从总体上了解工业机器人技术的发展概况及相关技术，包括工业机器人基本概念、机器人技术的基本原理及机器人控制的基本思路、方法与特点，并了解在制造业自动化系统与工程中工业机器人的应用实例，使学生对工业机器人从基本概念到应用有一个大致的了解，同时提升学生的学习兴趣，为后续专业课程的学习起到引导作用。
　　机器人学导论课程包含机械学与运动学的内容，还包含控制器、传感器、驱动器等多方面的内容。本课程的先修课程包括电路、大学物理、机械基础等基础课程。作为跨专业选修课，机器人学导论着重介绍有关技术工程发展史及其特点、学科前沿、科技新成果以及工程项目应用等方面的知识，弱化了对具体专业技能的掌握和应用。
　　3 课程改革措施
　　本课程面向三年级学生开设，共有38个专业的138名学生选修，除了应用型工科院校常见的主流工科类专业，还包括文、哲、管理、经济、艺术等学科门类的专业。学生的专业背景差异很大，对机器人的认识和理解参差不齐，很多学生不具备相关的专业知识储备，有的学生的专业与机器人工程专业相差甚远，这些因素会直接影响学生对本课程的学习效果。在教学实践中主要对教学方法和考核方式进行改革。

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