1、通過塑造優(yōu)質(zhì)課程、提升課程領(lǐng)導(dǎo)力，不斷提升教師專業(yè)知能機(jī)器人課題研究參與者：趙光霞李燁 施琴 石鑫目錄：第一章 塑造優(yōu)質(zhì)課程的意義 第二章 優(yōu)質(zhì)課程的塑造機(jī)器人項(xiàng)目第三章 機(jī)器人項(xiàng)目研發(fā)中的課程領(lǐng)導(dǎo)第四章 機(jī)器人項(xiàng)目的研發(fā)帶來的教師專業(yè)知識(shí)收獲通過塑造優(yōu)質(zhì)課程、提升課程領(lǐng)導(dǎo)力，不斷提升教師專業(yè)知能是江蘇省教育科學(xué)“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)課題職業(yè)學(xué)校課程領(lǐng)導(dǎo)研究（課題編號(hào)為：B-b/2006/01/017）的子課題。 以實(shí)踐為導(dǎo)向的新一輪職業(yè)教育課程改革，立足于構(gòu)建以能力為本位、以職業(yè)實(shí)踐為主線、以項(xiàng)目課程為主體的模塊化專業(yè)課程體系，從課程改革理念、課程開發(fā)技術(shù)到課程體系結(jié)構(gòu)以及課程的組織與實(shí)施等都提

2、出了全新的變革要求。本課題為案例分析，力求通過具體課程文化的構(gòu)建與分析，努力探求職業(yè)學(xué)校如何塑造課程文化，塑造課程文化如何提升課程相關(guān)人員水平、促進(jìn)職業(yè)學(xué)校課程共同體建立的問題。第一章 塑造優(yōu)質(zhì)課程的意義進(jìn)入21世紀(jì)，中國(guó)教育發(fā)生的最大變化，莫過于高等教育開始大眾化、普及化。如此發(fā)展的教育形式，給我們帶來了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。作為高職學(xué)校的鎮(zhèn)江機(jī)電高等職業(yè)學(xué)校，只有正確面對(duì)新形式、新問題，才能有效地促進(jìn)學(xué)校的發(fā)展。 企業(yè)的生命在于產(chǎn)品，學(xué)校的發(fā)展取決于課程。首先，課程是學(xué)生的精神食糧,課程內(nèi)容的質(zhì)量直接影響乃至決定學(xué)生智力,品格,體質(zhì)的發(fā)展,學(xué)生是民族的希望,國(guó)家的未來,課程質(zhì)量的優(yōu)劣因此被提高到關(guān)系

3、國(guó)民素質(zhì)和國(guó)家未來競(jìng)爭(zhēng)能力這樣的高度來認(rèn)識(shí)。世界各發(fā)達(dá)國(guó)家都注重通過優(yōu)質(zhì)課程來提高一代新人的素質(zhì)。其次，課程是實(shí)施培養(yǎng)目標(biāo)的藍(lán)圖;課程是組織教育教學(xué)活動(dòng)的最主要的依據(jù)。課程在學(xué)校教育體系中居于核心地位,具有牽一發(fā)而動(dòng)全身的作用。（1）在一所職業(yè)學(xué)校里，如何營(yíng)造課程文化氛圍,如何創(chuàng)造高品質(zhì)的課程,也就自然成為其研究的重要目標(biāo)。作為一種特殊的文化型式，課程是文化主流的體現(xiàn)者。其主要特征在于：課程是從人類文化總體中摘取出來的需要學(xué)生掌握的“文化集萃”，而課程特別是教材在呈現(xiàn)知識(shí)的方式上和組織方式上，有別于其他文化材料。一般地說，課程總是體現(xiàn)一定社會(huì)或社會(huì)群體的主流文化的，是以社會(huì)主流文化的代言人的形

4、象出現(xiàn)的。它將社會(huì)主流文化轉(zhuǎn)化為適合學(xué)生接受的方式，使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)及與教師的日常交往中，就有意無意地、或多或少地習(xí)得了這些文化。課程成為主流文化的代言人主要借助于：教材出版內(nèi)部決策過程、外部市場(chǎng)的發(fā)行過程、教材編寫與審查以及教師對(duì)教材的選擇，來得以實(shí)現(xiàn)。課程的文化屬性使其具有亞文化特征，因而任何課程的建立、變動(dòng)、完善都依托文化的發(fā)展，所以課程文化的研究刻不容緩。課程文化不以學(xué)校中的任何群體為載體，而是以群體間的關(guān)系和活動(dòng)為載體。課程文化是教師與學(xué)生雙方互動(dòng)的產(chǎn)物。課程文化所指的課程包括學(xué)生在學(xué)校情景中獲得的一切經(jīng)驗(yàn)的過程。成熟的課程文化，是積極推進(jìn)課程改革的精神氣候。它能夠給實(shí)際深入進(jìn)行的課

5、程改革，提供一種良好的心理氛圍和潛在的精神動(dòng)力。（2）課程的精神文化，對(duì)課程設(shè)計(jì)來說，是課程觀和人才觀應(yīng)當(dāng)考慮的主導(dǎo)價(jià)值取向；對(duì)學(xué)校來說，是學(xué)校成熟發(fā)展、提高育人品位的深厚底蘊(yùn)和靈魂，也是學(xué)校品牌建設(shè)的核心。如何依靠課程文化塑造高品質(zhì)的課程？課程領(lǐng)導(dǎo)力、統(tǒng)整力和執(zhí)行力是一所學(xué)校鑄就高品質(zhì)課程的必備條件。順延展開，校長(zhǎng)應(yīng)該是課程建設(shè)的領(lǐng)導(dǎo)者；教研組組長(zhǎng)應(yīng)該是課程建設(shè)具體落實(shí)的領(lǐng)導(dǎo)者，教師應(yīng)該是課程的開發(fā)者和落實(shí)者。其中，校長(zhǎng)能采取主動(dòng)積極的引導(dǎo)風(fēng)格，是課程有效實(shí)施得以保證的重要原因。引導(dǎo)風(fēng)格包括以下態(tài)度和行為：有清楚的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)；對(duì)學(xué)生有高期望，也能傳達(dá)與修正這項(xiàng)期望的做法；試圖改變學(xué)區(qū)課程和政策

6、方針；能吸納教師的意見，且能作出明快的決策。（3）鎮(zhèn)江機(jī)電高職校以這樣的認(rèn)識(shí)來指導(dǎo)自己的工作，力求做到促進(jìn)學(xué)校發(fā)展、提升教師知能、提高教學(xué)質(zhì)量，更好的滿足鎮(zhèn)江地方和江蘇省內(nèi)人才培養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要，并力求將自身影響力輻射華東地區(qū)。事實(shí)上，鎮(zhèn)江機(jī)電高職校以綠色校園、書香校園為核心的校園文化體系，以充滿職業(yè)特色的課程文化，以培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)為目的的課程改革，三位一體，層層推進(jìn)，極大的提高了自身綜合實(shí)力，讓高職院校從經(jīng)濟(jì)邊緣逐步走向經(jīng)濟(jì)中心，打響了品牌，提升了辦學(xué)實(shí)力,提高教學(xué)質(zhì)量,擴(kuò)大社會(huì)影響， 使教師的知識(shí)水平和實(shí)踐動(dòng)手能力有大的提升。第二章 優(yōu)質(zhì)課程的塑造機(jī)器人項(xiàng)目、 學(xué)校高品質(zhì)課程的建立與機(jī)

7、器人項(xiàng)目立項(xiàng)確定學(xué)校高品質(zhì)課程要注重兩點(diǎn)：一、要服從服務(wù)于教育目的，二、要將目的與學(xué)科和學(xué)習(xí)方案結(jié)合起來。所以高品質(zhì)的課程標(biāo)準(zhǔn)基本上要體現(xiàn)契合身心、熟練科技的要求。智能機(jī)器人是信息技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，是一門具有高度綜合滲透性、前瞻未來性、創(chuàng)新實(shí)踐性的學(xué)科，蘊(yùn)涵著極其豐富的教育資源。該項(xiàng)目開發(fā)的目的正是充分認(rèn)識(shí)它的潛力，創(chuàng)新中小學(xué)信息技術(shù)教育的載體和模式，為專業(yè)教學(xué)、研究提供一個(gè)平臺(tái)，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)（科學(xué)探究過程、方法與能力；科學(xué)知識(shí)與技能；科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀；科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系）和探究能力、創(chuàng)新能力作一些探索。因此以機(jī)器人項(xiàng)目為抓手，開展科研和學(xué)習(xí)有助于學(xué)校高品質(zhì)課程的形成。、

8、常規(guī)課程統(tǒng)整為高質(zhì)課程依賴于機(jī)器人項(xiàng)目學(xué)校課程建設(shè)的關(guān)鍵是“結(jié)構(gòu)化”，避免“單獨(dú)（stand-alone）科目的學(xué)習(xí)”。為此，構(gòu)建課程對(duì)話平臺(tái)，基本形成了各領(lǐng)域與學(xué)科的統(tǒng)整，構(gòu)筑了領(lǐng)域、系列、學(xué)科和模塊課程系統(tǒng)是學(xué)校課程建設(shè)的當(dāng)務(wù)之急。鎮(zhèn)江機(jī)電高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校的教育工作者在校長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下，決定了課程統(tǒng)整的范圍和內(nèi)容。鎮(zhèn)江機(jī)電高職校以機(jī)械、電子專業(yè)見長(zhǎng)。智能機(jī)器人可以有效地統(tǒng)整目前學(xué)校開設(shè)的自動(dòng)控制理論、機(jī)電一體化、數(shù)控原理、通訊原理、伺服系統(tǒng)教學(xué)、傳感器教學(xué)等教學(xué)課程。具體整合情況如下：（1）系統(tǒng)理論教學(xué) 現(xiàn)代機(jī)電產(chǎn)品是一種系統(tǒng)的集合，講授機(jī)電產(chǎn)品就是講授集合的原理、集合的目的、集合的方法、集合

9、中各元素的特性以及各元素的功能，還有系統(tǒng)中各元素的規(guī)定性等。機(jī)電產(chǎn)品無論是過去還是將來都是一種集合。過去到現(xiàn)在的發(fā)展，現(xiàn)在到未來的發(fā)展，只不過是這種集合在發(fā)生改變。集合目的在變，集合元素在變，系統(tǒng)對(duì)各元素的規(guī)定性在變，未來的機(jī)電設(shè)備不外乎是這種集合元素會(huì)更先進(jìn)。比如過去用的控制器是Z80后來發(fā)展成8031再后來是8098，還有集控制器與接口為一體的控制塊，還有專用控制塊體積小，沒有冗余結(jié)構(gòu)。也許未來的控制器怎樣，現(xiàn)在還不可預(yù)見。隨著各分支學(xué)科的發(fā)展，給系統(tǒng)集成提供了更廣泛的選擇，可以產(chǎn)生更優(yōu)秀的元素。系統(tǒng)理論的教學(xué)過程應(yīng)是：理論，觀擦，設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)。 現(xiàn)在的系統(tǒng)設(shè)計(jì)教學(xué)，一直是解剖現(xiàn)在機(jī)電設(shè)備系

10、統(tǒng)功能與組成元素。教具只不過是一個(gè)可供解剖的實(shí)體，但是組態(tài)是不可變的或是靈活性較差的，是否有一種設(shè)備可以靈活的根據(jù)系統(tǒng)要求來組態(tài)呢？探索者有這個(gè)功能。 原有的單片機(jī)教學(xué)系統(tǒng)有以上功能，但是硬件變化不容易，軟件編程也不容易，都受到繁雜的分之學(xué)科的限制，因此不能簡(jiǎn)捷、清晰的反應(yīng)系統(tǒng)思想。探索者采用模塊方式搭建，硬件就是積木，軟件采用交互式編程，不涉及單片機(jī)匯編語言與機(jī)器碼編程。這就是系統(tǒng)理論教學(xué)，擺脫了單片機(jī)語言，電路結(jié)構(gòu)微機(jī)接口等分支學(xué)科的束縛，更可貴的是可以直接根據(jù)系統(tǒng)要求，組態(tài)并展示系統(tǒng)功能。讓學(xué)生主動(dòng)體現(xiàn)設(shè)計(jì)思想，理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，修正錯(cuò)誤理解 。 目前學(xué)校開設(shè)的自動(dòng)控制理論、機(jī)電一體化、

11、數(shù)控原理、通訊原理等教學(xué)是以系統(tǒng)為研究對(duì)象，用探索者展示系統(tǒng)原理是最好的選擇。 （2）傳感器教學(xué) 傳感器是機(jī)電設(shè)備中一個(gè)不可缺少的元件。傳感器教學(xué)，一方面要講述其自身的原理：怎樣把一個(gè)物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚娏鳌㈦妷?、開關(guān)信號(hào)），另一方面要講其在系統(tǒng)中的作用，演示包含傳感器的系統(tǒng)在系統(tǒng)功能上有何表現(xiàn)。 對(duì)于自身原理的教學(xué)，現(xiàn)在都用通用儀器示波器、萬用表等為演示，對(duì)于功能與應(yīng)用的演示都是根據(jù)實(shí)例來演示，這種實(shí)例往往只包括一種傳感器的一個(gè)特定的機(jī)電設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室能否根據(jù)學(xué)生自己的想法和設(shè)計(jì)，很方便地構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng)來展示傳感器的應(yīng)用呢？原有教學(xué)實(shí)驗(yàn)方式很難實(shí)現(xiàn)。探索者具有多種傳感器，選用不同的傳感器，可組成

12、光控，聲控設(shè)備，還可以使機(jī)器人自動(dòng)識(shí)別道路。比如，選用紅外接近傳感器，當(dāng)遇到障礙時(shí)，可發(fā)出信號(hào)，通過編程，可讓其發(fā)出聲音，可讓其改變運(yùn)行方向，自動(dòng)繞過障礙。 教學(xué)中可根據(jù)自己的想法應(yīng)用傳感器，比如用光敏傳感器構(gòu)成自動(dòng)門，門衛(wèi)計(jì)數(shù)器（記錄進(jìn)門人數(shù)）防盜報(bào)警器等等。減少了在傳感器應(yīng)用中，相關(guān)學(xué)科知識(shí)應(yīng)用中的繁瑣部分，以便突出重點(diǎn)，使思路簡(jiǎn)化。 （3）伺服系統(tǒng)教學(xué) 伺服系統(tǒng)是機(jī)電設(shè)備中的受控動(dòng)力部分，各動(dòng)力傳動(dòng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，一般由電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)等組成，現(xiàn)在的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，是用解剖特定設(shè)備的方法，組合新的設(shè)備，需要進(jìn)行機(jī)械加工，由于探索者的機(jī)械結(jié)構(gòu)也是模塊化，積木式結(jié)構(gòu)這可以比較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)學(xué)

13、生的設(shè)計(jì)思想。3、機(jī)器人項(xiàng)目的實(shí)質(zhì)支持類課程 機(jī)器人項(xiàng)目的實(shí)質(zhì)就是支持類課程，它作為支持課程的資源，具有以下的優(yōu)勢(shì)：（1） 技術(shù)的綜合性。智能機(jī)器人集成了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、電子、材料、能源、計(jì)算機(jī)硬件、軟件、人工智能等眾多領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)知識(shí)，沒有一種技術(shù)平臺(tái)比智能機(jī)器人更綜合。 （2） 技術(shù)的先進(jìn)性。智能機(jī)器人是技術(shù)前沿之一，集成了許多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。 （3） 技術(shù)的自我更新性。智能機(jī)器人發(fā)展的終極目標(biāo)是類人機(jī)器人，需要人類幾十年的努力，在此發(fā)展過程中，智能機(jī)器人能自主吸收眾多技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)展，從而在本質(zhì)上保證了智能機(jī)器人作為技術(shù)教育平臺(tái)能持續(xù)走在時(shí)代前列，而大多數(shù)技術(shù)平臺(tái)無良好

14、的技術(shù)自我更新性。 （4） 自主體驗(yàn)性。智能機(jī)器人非常便于設(shè)計(jì)各種項(xiàng)目或比賽，學(xué)生在實(shí)施智能機(jī)器人項(xiàng)目的自主體驗(yàn)過程中培養(yǎng)動(dòng)手能力、創(chuàng)新力、綜合能力、協(xié)作能力和進(jìn)取精神等各種能力。 （5） 興趣激發(fā)性。智能機(jī)器人項(xiàng)目或比賽富有挑戰(zhàn)性，趣味盎然，有效激發(fā)學(xué)生對(duì)技術(shù)的興趣。其中（4）、（5）兩項(xiàng)特性和新的自主體驗(yàn)教育模式吻合。其實(shí)，智能機(jī)器人作為新的技術(shù)教育裝備本質(zhì)上支持自主體驗(yàn)教育模式，也只有采用自主體驗(yàn)教育模式，教育智能機(jī)器人才能體現(xiàn)真實(shí)的教育價(jià)值。 （6）智能機(jī)器人和技術(shù)教育知識(shí)上的吻合性。以高中技術(shù)課程新標(biāo)準(zhǔn)為例： “信息技術(shù)基礎(chǔ)”、”算法與程序設(shè)計(jì)”、”人工智能初步”、”技術(shù)與設(shè)計(jì)”、”

15、電子控制技術(shù)”、”簡(jiǎn)易機(jī)器人制作”等6個(gè)模塊的知識(shí)和智能機(jī)器人的知識(shí)吻合，有將近50的吻合度，智能機(jī)器人的技術(shù)綜合性不言而喻。第三章 機(jī)器人項(xiàng)目研發(fā)中的課程領(lǐng)導(dǎo)機(jī)器人項(xiàng)目的研發(fā)過程以及由此帶來的教學(xué)變化，集中體現(xiàn)了課程領(lǐng)導(dǎo)的作用。首先確定研發(fā)任務(wù)。年月前，學(xué)校市場(chǎng)調(diào)研，尋求合作伙伴（技術(shù)）。最終確定開發(fā)產(chǎn)品（機(jī)器人項(xiàng)目）對(duì)象主要是位于中小學(xué)信息技術(shù)應(yīng)用。由此設(shè)定學(xué)校新課程目標(biāo)與計(jì)劃。即將機(jī)器人作為計(jì)算機(jī)語言（程序設(shè)計(jì)）學(xué)習(xí)平臺(tái)，可用于五年制高職C語言學(xué)習(xí)的工具。五年職高職C語言是一門必修課，探索者C語言編程，與標(biāo)準(zhǔn)C語言通用，強(qiáng)大的交互式功能，可大大提高教學(xué)的趣味性和教學(xué)效果。 其次，從年元月

16、至年月新產(chǎn)品試制及推廣。學(xué)校解決產(chǎn)品定型、配件采用、生產(chǎn)文件、生產(chǎn)組織、模具設(shè)計(jì)制作、特種材料的選型等。并由教育局教研部門組織推廣。年月至年月產(chǎn)品小批量生產(chǎn)（中學(xué)版）。報(bào)送檢驗(yàn)、制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，合法上市，試銷售。并組織開發(fā)實(shí)驗(yàn)比賽項(xiàng)目。通過管理機(jī)器人的研發(fā)和生產(chǎn)過程來發(fā)展學(xué)校教育方案。將程序設(shè)計(jì)提升到更重要的地位。程序是智能機(jī)器人的靈魂，讓中學(xué)生通過為機(jī)器人編程序來學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的知識(shí)是程序設(shè)計(jì)教學(xué)入門的最好方法。在學(xué)習(xí)為機(jī)器人編寫程序的過程中學(xué)生會(huì)獲得成功的喜悅、會(huì)建立成功的信心，從而取得程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的興趣。將智能機(jī)器人作為程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的載體，會(huì)從根本上解決目前程序設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題。并由此輔

17、導(dǎo)教學(xué)方案的改進(jìn)，智能機(jī)器人使程序設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)與信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域緊密的結(jié)合在一起。通過這個(gè)平臺(tái)，還可以打破中學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的神秘感，改變現(xiàn)有程序設(shè)計(jì)教學(xué)的傳統(tǒng)模式。適用于信息類專業(yè)的專業(yè)教學(xué)、其他理工類專業(yè)的信息技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)、數(shù)控類學(xué)生的程序設(shè)計(jì)教學(xué)（數(shù)控類學(xué)生通過對(duì)程序的了解和編寫、試驗(yàn)等，可以培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，為今后學(xué)習(xí)編寫數(shù)控程序打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)）。再次，作為培養(yǎng)學(xué)生綜合能力與評(píng)量學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的平臺(tái)。機(jī)器人項(xiàng)目的成功使得教學(xué)成果更加直觀化。學(xué)習(xí)為智能機(jī)器人編寫程序是以智能機(jī)器人為平臺(tái)的學(xué)習(xí)內(nèi)容之一，在編程序的過程中學(xué)生要了解智能機(jī)器人的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理，并根據(jù)需要機(jī)器人完成的任務(wù)來編寫程

18、序。學(xué)習(xí)者要了解機(jī)器人的各種傳感器，并通過編程序來控制傳感器，使機(jī)器人感知外界的環(huán)境信息，并對(duì)感知的信息做出決策和響應(yīng)，以使機(jī)器人完成規(guī)定的任務(wù)。學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中始終感受著失敗的遺憾和成功的喜悅，對(duì)遺憾和喜悅的感受必然形成學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣。探索者硬件具有很好的可擴(kuò)充性和可塑性，適合學(xué)習(xí)有關(guān)的硬件知識(shí)，便于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。第四，作為專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。機(jī)器人項(xiàng)目的研究成功，可應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)、傳感器原理、微機(jī)原理、機(jī)電一體化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等多學(xué)科演示與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，極大的發(fā)展教師專業(yè)能力。（1）系統(tǒng)理論教學(xué)的具體化 原有的單片機(jī)教學(xué)系統(tǒng)有以上功能，但是硬件變化不容易，軟件編程也不容易，都受到繁

19、雜的分之學(xué)科的限制，因此不能簡(jiǎn)捷、清晰的反應(yīng)系統(tǒng)思想。探索者采用模塊方式搭建，硬件就是積木，軟件采用交互式編程，不涉及單片機(jī)匯編語言與機(jī)器碼編程。這就是系統(tǒng)理論教學(xué)，擺脫了單片機(jī)語言，電路結(jié)構(gòu)微機(jī)接口等分支學(xué)科的束縛，更可貴的是可以直接根據(jù)系統(tǒng)要求，組態(tài)并展示系統(tǒng)功能。讓學(xué)生主動(dòng)體現(xiàn)設(shè)計(jì)思想，理解系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理，修正錯(cuò)誤理解 。 目前學(xué)校開設(shè)的自動(dòng)控制理論、機(jī)電一體化、數(shù)控原理、通訊原理等教學(xué)是以系統(tǒng)為研究對(duì)象，用探索者展示系統(tǒng)原理是最好的選擇。 （2）傳感器教學(xué)的直觀化 傳感器是機(jī)電設(shè)備中一個(gè)不可缺少的元件。傳感器教學(xué)，一方面要講述其自身的原理：怎樣把一個(gè)物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏浚娏鳌㈦妷?、開關(guān)信號(hào)

20、），另一方面要講其在系統(tǒng)中的作用，演示包含傳感器的系統(tǒng)在系統(tǒng)功能上有何表現(xiàn)。原本單一的教學(xué)被多樣化、系統(tǒng)化的教學(xué)所取代。探索者具有多種傳感器，選用不同的傳感器，可組成光控，聲控設(shè)備，還可以使機(jī)器人自動(dòng)識(shí)別道路。比如，選用紅外接近傳感器，當(dāng)遇到障礙時(shí)，可發(fā)出信號(hào)，通過編程，可讓其發(fā)出聲音，可讓其改變運(yùn)行方向，自動(dòng)繞過障礙。減少了在傳感器應(yīng)用中，相關(guān)學(xué)科知識(shí)應(yīng)用中的繁瑣部分，以便突出重點(diǎn)，使思路簡(jiǎn)化。 （3）伺服系統(tǒng)教學(xué)的經(jīng)濟(jì)化 伺服系統(tǒng)是機(jī)電設(shè)備中的受控動(dòng)力部分，各動(dòng)力傳動(dòng)及機(jī)械結(jié)構(gòu)部分，一般由電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)等組成，現(xiàn)在的教學(xué)實(shí)驗(yàn)中，是用解剖特定設(shè)備的方法，組合新的設(shè)備，需要進(jìn)行機(jī)械加

21、工，由于探索者的機(jī)械結(jié)構(gòu)也是模塊化，積木式結(jié)構(gòu)這可以比較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)學(xué)生的設(shè)計(jì)思想。最后，年月至今機(jī)器人項(xiàng)目系列產(chǎn)品開發(fā)、配套應(yīng)用軟件的開發(fā)。首先是由中學(xué)版單層機(jī)型發(fā)展到中學(xué)版雙層機(jī)型，直至拓展版；（見圖一、圖二、圖三） 圖一 中學(xué)版單層機(jī)型 圖二 中學(xué)版雙層機(jī)型 圖三 中學(xué)版拓展機(jī)型然后，推出系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大的大學(xué)版機(jī)型 圖四 大學(xué)版機(jī)型 接著，推出各種功能的機(jī)器人（圖五至圖九）固定支架蝸桿傳動(dòng)裝置彈力調(diào)節(jié)裝置電機(jī)方向調(diào)節(jié)裝置彈簧投擲臂圖五”投籃機(jī)器人”圖六為探索者滅火機(jī)器人圖七為探索者走軌跡機(jī)器人圖八為探索者走迷宮機(jī)器人圖九為探索者足球機(jī)器人機(jī)器人項(xiàng)目系列成功由中學(xué)版開發(fā)到大學(xué)版，單片機(jī)由位

22、直接升級(jí)位。并成功研發(fā)圖形化編程軟件。教師的專業(yè)水平大幅度提升，課程內(nèi)容不斷更新，由此我校成功的實(shí)現(xiàn)了課程文化的可持續(xù)性發(fā)展。第四章 機(jī)器人項(xiàng)目的研發(fā)帶來的教師專業(yè)知能收獲（一）機(jī)器人工程對(duì)學(xué)校課程改革和人才培養(yǎng)方案的推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合促進(jìn)了課程設(shè)置的改革和教學(xué)內(nèi)容的更新。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步引起了社會(huì)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和對(duì)人才需求的變化，如對(duì)畢業(yè)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、工作適應(yīng)能力、協(xié)調(diào)組織能力、知識(shí)的更新及創(chuàng)新能力等都提出了新的要求。高等教育為適應(yīng)這種變化和需求。必須調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，比如刪除陳舊教學(xué)內(nèi)容，增添新內(nèi)容，將理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)緊密地結(jié)合起來，以增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)后的適應(yīng)能力?？梢哉f，機(jī)器人工程為教學(xué)內(nèi)容的更新和

23、課程設(shè)值的改革開拓了一條新路子。（二）教師知能的具體成長(zhǎng)（1）對(duì)先進(jìn)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握探索者教學(xué)機(jī)器人項(xiàng)目啟動(dòng)于2004年，學(xué)校和南京航空航天大學(xué)合作，開始了該項(xiàng)目的研發(fā)。項(xiàng)目主要包括了機(jī)器人機(jī)械部分的構(gòu)建、控制電路板的設(shè)計(jì)與制作、機(jī)器人控制程序與應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)與編寫三個(gè)子項(xiàng)目。其中機(jī)器人的控制芯片采用的是國(guó)際流行的摩托羅拉mc68hc11芯片，因此數(shù)控教研室教師下載了該芯片的匯編語言和roboIC語言的原版資料，從翻譯開始，一步一步的進(jìn)行。2004年12月開始，花了2個(gè)多月的時(shí)間，終于完成了原版資料的翻譯工作。開始設(shè)計(jì)編寫機(jī)器人控制的操作系統(tǒng)界面。在南航喬斌教授的指導(dǎo)下，教師對(duì)芯片的匯編語言與

24、roboIC語言的接口操作界面進(jìn)行編寫，經(jīng)過大家不懈的努力，無數(shù)遍的調(diào)試，在05年初完成了“探索者”機(jī)器人操作系統(tǒng)的初步版本。鎮(zhèn)江機(jī)電高職校教師一遍遍地進(jìn)行修改調(diào)試，不斷的完善操作系統(tǒng)，對(duì)于操作系統(tǒng)的源代碼和實(shí)用性編程有了全面的掌握。（2）拓展性研究探索者1.0智能機(jī)器人是為教學(xué)實(shí)驗(yàn)、研究開發(fā)和實(shí)施機(jī)器人項(xiàng)目而提供的一個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)。利用這個(gè)基礎(chǔ)平臺(tái)，我校教師結(jié)合機(jī)器人能開展的走迷宮、走軌跡、投籃、跨欄、踢足球等三十多種活動(dòng)項(xiàng)目進(jìn)行系統(tǒng)編程，有針對(duì)性的編寫每一種項(xiàng)目的應(yīng)用程序。在原型機(jī)的基礎(chǔ)之上，先后研發(fā)拓展出中學(xué)版單層機(jī)型、中學(xué)版雙層機(jī)型、中學(xué)版拓展機(jī)型、大學(xué)版機(jī)型、投籃機(jī)器人、探索者滅火機(jī)器人

25、、探索者走軌跡機(jī)器人、探索者走迷宮機(jī)器人、為探索者足球機(jī)器人等多品種、多系列機(jī)型。在拓展性研究中，教師學(xué)習(xí)和掌握機(jī)器人有關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)了通過自己動(dòng)手裝配、實(shí)驗(yàn)、編程和實(shí)施機(jī)器人動(dòng)能擴(kuò)展的能力。并通過這一系列活動(dòng)，接觸到工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感器、計(jì)算機(jī)和人工智能等諸多領(lǐng)域的知識(shí)和先進(jìn)技術(shù)。極大的提升了教師知能水平。（3）教師知能的培養(yǎng)探索者教學(xué)機(jī)器人包括開放式的硬件和軟件開發(fā)平臺(tái)，開放式硬件包括機(jī)械裝置、電子裝置、傳感器裝置及機(jī)器人的外形設(shè)計(jì)；軟件開發(fā)平臺(tái)包含交互式C語言編程環(huán)境和圖形化編程環(huán)境。以電子裝置這一模塊內(nèi)容的開發(fā)為例，來尋求教師知能成長(zhǎng)的軌跡。電子裝置的設(shè)計(jì)涵蓋了很多小的設(shè)計(jì)模塊，在

26、機(jī)器人成為產(chǎn)品之前，教師在選片、設(shè)計(jì)過程中遇到了很多問題，在解決問題的過程中，有太多的收益。）考慮成本和實(shí)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)開始選用的是89C51系列的單片機(jī)，是考慮到89C51系列單片機(jī)的輸入輸出接口有32個(gè)，可滿足機(jī)器人對(duì)外部裝置要求多輸入輸出口功能。但因?yàn)閿?shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換（傳感器接收模擬信號(hào)，而89C51的32個(gè)輸入輸出口是數(shù)字口，單片機(jī)要正確接收到模擬信號(hào)必須增加AD模數(shù)轉(zhuǎn)化器）以及由此帶來的附件添加和機(jī)型變大問題。單片機(jī)的選型中最終選擇了M68HC11系列（由摩托羅拉公司出產(chǎn)，帶8個(gè)模擬信號(hào)輸入口、24個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入輸出口）的單片機(jī)。）關(guān)注方便使用與性能穩(wěn)定：探索者教學(xué)機(jī)器人，機(jī)器人

27、要能平穩(wěn)的走，而且行駛的速度要可調(diào)，行駛的距離能可測(cè)或者說機(jī)器人能按照要求行駛多遠(yuǎn)的距離，并且誤差不能超過10cm。最初選用步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的專用T8435H，但因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)對(duì)電壓、電流的要求較高，帶來了對(duì)它的控制及電源的要求高的弊端，所以基本放棄步進(jìn)電機(jī)的采用。而直流電機(jī)無論從控制方式、編程方法，還是經(jīng)濟(jì)角度上，都比進(jìn)電機(jī)更方便，更容易，而且更穩(wěn)定，更經(jīng)濟(jì)。然而，直流電機(jī)沒有步進(jìn)電機(jī)的定位精度高，例如讓步進(jìn)電機(jī)行走1000cm，步進(jìn)電機(jī)誤差很小最多在10cm的范圍內(nèi)，而直流電機(jī)對(duì)行走距離無法直接控制，為彌補(bǔ)這一缺陷，最終決定采用光電編碼器配合直流電機(jī)的方法來替代步進(jìn)電機(jī)，這樣一來，不僅解決了電