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  • 关于机器人项目应用于中职机械基础教学的探索

    来源:www.shuoshisheng.net 发布时间:2019-11-07

    机械基础是中等职业机械和电气专业学生的专业基础课程。它提供专业的技术课程和实践培训课程。它也是学生职业发展和继续教育必不可少的基础。该课程理论上很强,内容很多。实施有效而有效的创新教学是困难的。教学主要采用以教师为中心的教学方法,效果难以达到。以“质量为本,技能为本,道德为本,发展为导向”为目标,将机器人项目引入机械基础教学中,探索创新教学方法。

    1传播CDIO的高级概念

    1.1什么是CDIO

    麻省理工学院和瑞典皇家技术学院等大学获得了基金的资助,探索并创立了CDIO工程教育概念,并于2004年成立了CDIO组织。中国的许多大学都加入了该组织,例如工业工程系。清华大学。作者在清华国培期间与CDIO联系。 CDIO代表构思,设计,实施和操作。 CDIO概念不仅继承和发展了欧洲20多年来的工程教育改革概念,更重要的是,它还提出了系统的能力发展和全面的实施指南(包括培训计划,教学方法,学生评估和学习)框架)。对这十二项标准执行检查。 CDIO培训计划将工程专业毕业生的能力分为四个层次:工程基础知识,个人能力,人际团队能力和工程系统能力。它要求全面的培训方法,以使学生能够在这四个级别上实现预期目标。

    1.2中等职业学校应学习CDIO工程教育理念和教育模式

    CDIO的主要目的是培养具有专业技能,社会意识和企业家敏锐度的工程师,这比中等职业学校的培训目标要高得多。但是,许多概念和模型也适用于中等职业学校:1)在实践中强调“中学”。 2)要求进行综合教学,以使学生获得专业知识,同时培养自己的能力,团队合作精神和构建产品和系统的能力; 3)要求建立和发展课程之间的联系,使专业目标成为多门课程的共同支持。此外,随着对技术人员的继续教育改革(例如目前招募的高职学生),越来越多的中等职业毕业生将通过继续教育或持续发展加入工程团队。因此,中等职业学校也必须处于中等水平。具有特殊功能的CDIO。

    2机器人项目教学过程的实施

    尝试综合集成教学,对学生进行项目培训,以分析产品,设计并考虑设计师的社会责任。同时,在一年级下学期末,加强课际关系,机械基础结合机械制图,车削,钳工等,以实施该项目,作为对本课程的主要作业或实践考试。这些课程,也可以用作学生的工程开发培训。该学校的一年级学生每学期接受约6周的培训(普通车辆和装配工)。他们可以进行简单的处理和维修,并且具有基于计算机的简单操作,可以在线搜索和学习新软件。该项目以学生为中心,主要采用基于项目的项目教学方法,采用角色扮演法和头脑风暴法等教学方法。

    2.1根据项目教学方法的过程进行教学

    1)分组。该项目以团队扩展的方式进行,学生分为几组,每组约10人。教师设定任务和进度,不告诉学生答案,学生可能会犯错,然后开始新的程序;每个小组都致力于创新设计并消除窃。

    2)项目任务要求。 1提供有限的标准零件,其他必需的零件以从培训中心寻求培训,设计和制造机器人,通过具有Android2.3操作系统的手机完成远程控制,完成笔直,上坡,下台阶,转弯,起爆和携带炸弹到爆炸点的一系列动作; 2绘制机器人装配图和零件图; 3写出项目开发报告,技术报告和团队建设报告三份报告。实验室提供的标准零件包括手机,直流电动机,转向器,电池,光轴,电子控制零件以及各种轴承和螺钉。对于本项目的特殊物品,学生可以自行加工,例如轮子,托架,车身面板等;无法加工的,请教培训中心的老师安排加工,例如齿轮,架子等。

    3)项目实施。每个小组根据指定项目的进度安排,并计划和分工进行。在实施过程中,整个班级定期报告,每组显示阶段结果,例如思维导图,机器人草图等。报告后,每个小组都进行了分享和对比,这可以激发小组之间的文明竞争:快速,良好和新颖。

    项目实施的进度可以分为以下步骤。 1团队建设:名称,口号,海报制作,团队划分。 2概念:集思广益,绘制思维导图,主要涉及结构设计,功能运动分析等,不需要控制电路设计。 3设计:确定计划,绘制图片并设置材料。 4.生产,调试:领料,切割,零件生产,局部调试,改进,整机组装和调试。 5调试,竞争,报告和防御。

    4)过程控制。每个团队都配备一名教练(培训老师),并且由全班级的总教练控制整体情况。每组教练使用Q组或交流软件来跟踪学生的任务进度和心理变化,并在适当的时候提高士气。教练不参与解决任务问题,不评论程序的优缺点,并指导学生积极参与和独立解决问题。教练指导学生自由构思,设计应严格,比较和分析所有方案,挑选出最佳设计,并避免组间完全相似。学生不可避免地要考虑问题,使学生能够在生产过程中犯错误并发现和纠正错误。

    例如,机械手的传动方案具有螺杆驱动器,曲柄滑块机构,齿条齿轮传动器等。使用哪种驱动器?教练指导学生从处理,控制和移动速度方面进行选择。 1个螺杆驱动,考虑到重量问题,螺杆直径受到限制,例如,选择Tr12×3梯形驱动螺纹,将其中一个加工成问题,速度为。音调小,速度慢。 2曲柄滑块机构,易于加工并且具有快速返回的特性,不能快速使用,曲柄转动一圈,滑块上下运动,机器人运动控制困难。 3.齿条齿轮机构,传动合理,易于控制,易于切削加工。学生可能无法考虑这些问题。例如,某些小组机器人使用螺丝刀。将机器连接到电机时,测试太慢,必须放弃。其他组使用齿条齿轮传动。另一种方法是使用转向器来驱动机器人旋转。

    5)评估。以小组参与的形式,按比例计算机器人结构过程和爆炸练习比赛的结果,三份报告的结果,图纸的平均分以及报告和防御的结果,以确定排名。教练应提醒学生进行自我评估:排名不是最重要的,重要的是掌握知识并提高各种能力。

    2.2头脑风暴,开花,自由飞翔的思想分析

    头脑风暴是完成项目构思任务的最佳选择。首先,教练宣布纪律:自由发言,禁止评估。学生们下定决心参加战斗。通过横向思考和突破性思考,他们可以在机械结构设计和功能动作方面获得尽可能多的想法。例如,当机器人抓走炸弹时,其移动可以采取多种形式,例如转动,移动,旋转和移动。过去,以两种形式的锻炼为例来展示头脑风暴的效果。

    1)机器人旋转。首先,可以通过伺服或电机直接驱动动力驱动器。伺服驱动器可从180°,90°或其他角度中选择。根据装配高度和机器人的运动极限位置来估算设计。通常带有减速系统的电动机驱动器可以是齿轮传动,皮带传动,链传动。然后选择机器人旋转的中心轴:X轴,Y轴,Z轴。

    2)机器人移动。从电动机的旋转到操纵器的运动,可以使用的机构或传动装置是螺旋驱动器,曲柄滑块机构,齿条和小齿轮驱动器等。

    2.3运用角色扮演方法实现良好的道德教育

    为了增加兴趣并培养学生的爱国主义,社会责任感和团队意识,小组在项目的实施中发挥了一定的作用。角色设置由学生自己完成,团队名称,团队徽标,海报,分工和相应的团队管理保持一致。例如,装备有现代技术的维和部队:世界尚未和平,恐怖组织潜伏,等待机会,人民的生命受到威胁,必须立即清除炸弹,上坡是陡峭的,下坡是危险,隧道漆黑,城市森林道路是十个八弯路,长时间抬兵,动用士兵一会儿,出发,控制我们开发和制造的机器人,我们是和平卫士!

    3将机器人项目引入机械基础教学的重要性

    3.1学生掌握专业知识和专业技能

    该项目增加了学生学习的兴趣,并提高了辛勤工作后的成就感。同时,理论与实践相结合,使学生可以牢固地掌握机械基础的三个主要部分:机械机构,机械传动和轴系部分。学校使用的《机械基础》教科书有6个培训模块。学校没有安排,内容也不合理。变速箱的拆装模块已经包括其他模块在螺纹,键,齿轮和轴承上的培训。学生参加了本书中安排的培训,但他们只知道连接和组装,没有练习各种机构的动作和各种传动装置,其他方面的质量也没有提高。此外,该项目与其他学科一起实施,学生进一步提高了对机械制图,钳工和车削的了解,并认识到每门课程的相关性。

    3.2提高和培训学生的关键就业技能

    CDIO工程专业的毕业生需要四个水平的能力:工程基础知识,个人能力,人际团队能力和工程系统能力。接下来的几层可视为可使用性。除专业知识和专业技能外,中等职业学生还应具有就业技能(可就业性)。目前尚无就业技能的标准定义。不难得出结论,各行各业对就业技能的要求对于CDIO的三项核心技能是必不可少的:沟通技能,团队合作技能,解决问题的技能。该项目分为多个小组,整个小组必须团结协作。在此期间,学生必须彼此有效沟通以进行合作,而老师仅起到指导作用。所有学生都必须完成自己的工作,检查材料,构思,设计,加工和组装。使用各种软件可以培养学生的综合沟通能力,沟通能力,团队合作能力和解决问题的能力。

    3.3以防雷防爆为主题,培养学生的爱国主义和社会责任感

    中等职业学生在和平时期成长,接受九年义务教育,职业学校免费,他们变得太容易,缺乏感激,缺乏爱国主义和社会责任感。本项目的教学本着“质量为本,道德仍在”的精神,及时融入德育工作中,以培养学生的爱国主义和社会责任感。

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