基于自制“机器人学”实验设备的虚实融合实验教学实践

摘要

机器人技术是制造业皇冠顶端的“明珠”,也是“卓越工程师培养计划2.0”中培养学生工程能力和创新能力的核心技术之一。“机器人学”是一门多学科交叉的工学课程,但是目前国内高校“机器人学”课程实验教学与工程产业前沿技术不匹配,特别是缺乏面向该领域培养的实验教学条件,造成了学生实践能力培养环节有所欠缺,严重制约了学生综合能力的培养水平。以课程培养目标为导向的自制实验设备开发是解决上述问题的有效途径。“机器人学”自制实验设备主要包括精密传动和驱动控制两部分组成,开发出的自制实验设备与机制、机电和智能制造专业的课程有着良好的契合度。以两个典型“机器人学”实验“数字化建模仿真及装配”与“关节运动控制与仿真”为例,阐明了实验过程及重点知识点,给出了虚实融合实验模式改革方案。在此基础上,深入剖析了以自制实验设备开发为契机对教材修订、本科毕设、本创竞赛、成果转化的推进作用,提出了课程改革、产教融合、以赛促学、产学研用的具体路径和策略,为“机器人学”等工科课程的教学实践改革提供一定的借鉴参考。