1 Medidas de reforma y resultados prácticos
1.1 Construcción de una plataforma experimental
Para fortalecer la práctica de los robots en los estudiantes, primero es necesario para construir una plataforma experimental de robots. En la enseñanza en el aula, a los estudiantes se les permite comprender la composición básica y los principios de funcionamiento de los robots, y el análisis integral de los estudiantes y sus habilidades de resolución de problemas sólo pueden ejercitarse y mejorarse a través de la práctica. Los estudiantes comprenden la composición básica y los principios de funcionamiento de los robots a través de la enseñanza en el aula y mejoran su análisis integral y sus habilidades de resolución de problemas a través de la práctica. Basándonos en los recursos del Centro de Enseñanza Experimental Básica de Mecánica de la Universidad Xi'an Jiaotong, integrando los recursos de robots docentes experimentales existentes, construimos una plataforma de enseñanza experimental de robots, que incluye: robots domésticos sólidos y de alta calidad con código fuente abierto, como robots industriales; como Motoman-SK 16 y Kawasaki RS10N, fabricados en Japón, hay una caja portátil de enseñanza que se puede combinar y utilizar después del desarrollo secundario; En la enseñanza experimental con robots se proporcionan recursos didácticos suficientes para la práctica de los estudiantes.
1.2 Reformar el sistema de enseñanza experimental y enriquecer el nivel experimental.
En la actualidad, la mayoría de los sistemas de enseñanza experimental permiten que los profesores experimentales lleven a cabo una enseñanza experimental sobre un punto determinado. Pero el robot en sí tiene las características de una gran practicidad y una amplia integración de disciplinas. Los experimentos con robots ya no pueden respaldarse con un solo experimento y requieren la integración de estructura mecánica, planificación de trayectorias, control de sistemas, sensores y otras tecnologías. Actualmente, los experimentos de robótica tienden a centrarse en un aspecto. Los diferentes profesores a menudo se centran en sus propias direcciones debido a diferentes direcciones de investigación personales o restricciones profesionales. Sin embargo, en la enseñanza de pregrado, se debe prestar atención a la ampliación del conocimiento de los estudiantes. Los estudiantes deben tener una comprensión integral de todos los aspectos y ampliar sus horizontes. Por lo tanto, es necesario ampliar los experimentos con robots. El experimento con robots a nivel de sistema es una nueva forma experimental que integra análisis de estructuras mecánicas, modelado, tecnología de sensores, control mecánico y otras disciplinas. Durante la implementación del proyecto experimental, los estudiantes realizaron experimentos en forma de equipos con una clara división del trabajo, lo que les proporcionó una plataforma para aplicar conocimientos de múltiples disciplinas y cultivó sus habilidades de innovación y trabajo en equipo. En la parte estructural, se desmontaron y modelaron los pequeños robots de la serie Bosera y se construyó un robot modelo de pez. En el experimento de estructura del robot, los estudiantes pueden construir libremente de 2 a 6 grados de libertad en un modular desmontable de 6 grados de libertad; Plataforma de robot tándem. Un sistema de robot con 5 combinaciones de grados. La estructura interna de cada articulación del robot se diversifica, utilizando varios métodos de transmisión, como transmisión por correa dentada síncrona, transmisión de reducción armónica, transmisión de reducción planetaria, transmisión de engranajes cónicos, transmisión de engranajes helicoidales, etc. Cada módulo está encapsulado de manera transparente, lo que le permite ver directamente la estructura de transmisión interna y la forma de movimiento, y se puede desmontar hasta el nivel del tornillo. El experimento de desmontaje y montaje del cuerpo del robot puede mejorar la comprensión intuitiva de los estudiantes de varios principios de transmisión en el mecanismo, ejercitar las habilidades de montaje de los estudiantes, comprender la tecnología de procesamiento y las características de las piezas y mejorar la capacidad de operación práctica de los estudiantes en la práctica. de las formas de movimiento del mecanismo. El modelo de pez inteligente es un conjunto de productos electromecánicos compuestos por componentes mecánicos, sensores y componentes de control. En la parte de control, los instrumentos experimentales existentes se dividen en robots comerciales y robots desarrollados por empresas científicas y educativas. La tecnología de robots comerciales es madura y confiable, pero el código fuente de control no es abierto; el código fuente de los robots desarrollados por empresas científicas y educativas es abierto, pero la confiabilidad del equipo es deficiente. Por lo tanto, es necesario ajustar los contenidos experimentales para superar sus respectivas deficiencias y complementarse para formar una formación integral de los estudiantes. Después de que los estudiantes utilicen robots comunes en la industria de maquinaria existente, los cabezales de las máquinas de la industria pueden ser operados directamente por los estudiantes, con igual énfasis en la enseñanza de la teoría y la práctica industrial. Al controlar el uso de robots y comprender la planificación básica de trayectorias de los robots, los estudiantes pueden centrarse directamente en las cuestiones principales de los experimentos robóticos. El código fuente del robot desarrollado por la empresa de ciencia y educación es abierto y los estudiantes pueden realizar un desarrollo secundario cuando tienen tiempo libre para estudiar. La tecnología de control del robot y la tecnología de sensores se combinan para mejorar el interés de los estudiantes y cultivar su innovación. capacidad.
Reforma 1.3 métodos de enseñanza para mejorar el interés de los estudiantes.
Los robots son ampliamente utilizados en diversos campos industriales. Las piezas mecánicas y de enseñanza experimental incluyen bielas, engranajes, motores, turbinas, etc. Las piezas necesarias para la fabricación de maquinaria de construcción en general se pueden encontrar en el modelo. Las piezas del modelo se pueden insertar y quitar en poco tiempo, dando a los estudiantes alas a su imaginación. Después de desmontar el robot real, puede construir su propio robot, lo que aumentará el interés de los estudiantes y mejorará su comprensión del conocimiento de transmisión. Las aplicaciones de ingeniería están interconectadas y son inseparables.
Tomando como ejemplo el sistema de fabricación flexible de Googol en el laboratorio, los robots desempeñan el papel de almacenamiento, carga y descarga en el medio, realizando un control totalmente automático. Por lo tanto, en el desarrollo de experimentos con robots, es necesario contactar con experiencia en ingeniería para mejorar el interés de los estudiantes. El sistema experimental incluye experimentos de cinemática de robots comunes, experimentos de análisis dinámico y experimentos de planificación de trayectorias. Los estudiantes deben comprender la composición de cada parte de la máquina. Por lo tanto, en la enseñanza experimental, los profesores de control y los profesores de diseño mecánico deben desarrollar conjuntamente experimentos con robots para permitir a los estudiantes aplicar los conocimientos aprendidos en el curso a los experimentos y fortalecer la combinación de teoría y práctica. En el uso de los estudiantes, los estudiantes pueden primero darse cuenta de que los robots se utilizan ampliamente en diversos campos industriales desde el sistema de fabricación flexible, y luego desmontar el robot para comprender los diversos componentes del robot, y luego controlar la trayectoria de movimiento del robot y planificar la trayectoria de movimiento. . Una vez que los estudiantes comprendan completamente el conocimiento de los robots, en el experimento integral, los estudiantes pueden elegir experimentos de estructura local, como el uso de modelos de arenque para construir robots, también pueden elegir experimentos de control parcial, como el desarrollo de sistemas de visión de robots; combinarse para diseñar nuevas estructuras y sistemas robóticos. Este es un proceso desde la comprensión hasta la práctica, que está en consonancia con las leyes generales de la comprensión humana. La tecnología robótica se caracteriza por actualizaciones rápidas. Como docente, no solo debemos brindar orientación técnica a los estudiantes, sino también prestar atención a cultivar la comprensión de los estudiantes sobre la tendencia de desarrollo de la robótica, cultivar la conciencia de los estudiantes sobre la innovación y permitirles participar en todos los aspectos del experimento tanto como sea posible. posible y aumentar la iniciativa subjetiva de los estudiantes, incluyendo plantear preguntas experimentales, determinar el robot experimental, diseñar el programa experimental (ruta) y analizar y resumir. Sólo en el proceso experimental se puede cultivar el espíritu de equipo, la capacidad de innovación y la capacidad práctica de los estudiantes.
1.4 Reformar los métodos de evaluación y resaltar el cultivo de las habilidades de los estudiantes.
La evaluación actual de los estudiantes es relativamente simple y solo se evalúan los resultados experimentales finales de los estudiantes. No sólo no insta a los estudiantes a realizar análisis razonables de los resultados experimentales, sino que también ignora las operaciones de los estudiantes en el experimento, lo que hace que la evaluación de los experimentos con robots sea irrazonable. Como curso práctico, no existe una respuesta única y definitiva al experimento de robótica. Los experimentos de análisis estructural de robots pueden cultivar la imaginación espacial y la atención a los detalles de los estudiantes. La planificación de trayectorias de robots implica la capacidad de aplicar las matemáticas en la vida real, y la programación de software implica capacidades de planificación. Refleja la imaginación espacial y la capacidad de planificación de los estudiantes, su sensibilidad hacia cosas nuevas y su capacidad de ejecución para completar tareas. Por tanto, es necesario reformar el sistema de evaluación experimental de los estudiantes. Los métodos de evaluación razonables no sólo pueden permitir a los estudiantes dominar los conocimientos relacionados con los robots, sino también proporcionar orientación para investigaciones posteriores sobre robots. En la actualidad, el problema pendiente en la evaluación del desempeño de la enseñanza experimental con robots es que el experimento con robots, como proyecto, no debe estipular el alcance de la investigación de los estudiantes en el sistema de evaluación de los estudiantes, sino que debe examinar la capacidad integral de los estudiantes, lo que requiere métodos de evaluación diversificados y estandarizados. En el experimento con robots, los estudiantes cooperan entre sí en grupos, y la evaluación del proceso de los estudiantes durante el experimento debe ocupar una posición muy importante en el proceso de examen. Para evitar la influencia subjetiva de los profesores, los estudiantes deben evaluarse entre sí e incorporar sus propias evaluaciones al método de evaluación.
2 Conclusión
Después de la reforma de la enseñanza experimental con robots, los estudiantes en general respondieron bien y aumentaron su capacidad práctica. La reforma de la enseñanza experimental con robots es un proceso que requiere acumulación y profundización a largo plazo. Es necesario mejorar la calidad general de la enseñanza a través de la exploración continua. En la enseñanza práctica, es necesario centrarse en los vínculos prácticos, estimular la iniciativa de aprendizaje de los estudiantes, cultivar el interés de los estudiantes en la investigación y el desarrollo y el espíritu de innovación científica, estimular el pensamiento innovador y cultivar la capacidad de los estudiantes para resolver problemas prácticos e innovar en el diseño.
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