以競賽為導(dǎo)向的機(jī)器人技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)改革研究

張博

[摘 要] 科技突飛猛進(jìn)的今天，人工智能的迭代為科技社會(huì)發(fā)展注入新動(dòng)能，機(jī)器人已經(jīng)開始融入人們的工作生活，機(jī)器人競賽也受到越來越多的關(guān)注，各高校就機(jī)器人競賽促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革，有利于創(chuàng)新性人才培養(yǎng)。

[關(guān) 鍵 詞] 機(jī)器人競賽；課程實(shí)踐；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）17-0042-01

《智能制造發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》的發(fā)布讓我們看到信息技術(shù)與制造業(yè)深度結(jié)合，更展現(xiàn)了國家培養(yǎng)新型創(chuàng)新科技人才的決心，智能化成為發(fā)展焦點(diǎn)，為達(dá)到發(fā)展目標(biāo)，普及機(jī)器人教育，并以競賽為導(dǎo)向進(jìn)行課程實(shí)踐教學(xué)改革勢在必行且意義重大。這有利于學(xué)生創(chuàng)新工程思維的形成；有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)與實(shí)踐能力；有利于促進(jìn)我們在人才培養(yǎng)建設(shè)方面的發(fā)展創(chuàng)新，提升學(xué)術(shù)研究價(jià)值；有利于實(shí)現(xiàn)多學(xué)科技術(shù)融合。

一、我國機(jī)器人教育實(shí)踐教學(xué)中的不足

首先，缺乏教學(xué)資源。通過世界級機(jī)器人競賽可以看到，我國高校機(jī)器人教育還處于初級階段，很多實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)環(huán)節(jié)缺少案例，大部分教學(xué)課件都是參考國外大學(xué)。近幾年，一些高校開始自己設(shè)計(jì)教學(xué)課件，通過教學(xué)委員會(huì)編撰教材，但這些努力還不足以撐起一個(gè)世界級的先進(jìn)機(jī)器人教育，資源基礎(chǔ)亟待完善。

其次，師資匱乏。歐美地區(qū)對機(jī)器人的研究較早，成果頗多，我國起步較晚，盡管近年來在諸多比賽中力拔頭籌，但專業(yè)機(jī)器人技術(shù)人才仍處于短缺階段，很多高校機(jī)器人課程教育師資是由電子或通信技術(shù)教師兼任，這不利于機(jī)器人技術(shù)專業(yè)化發(fā)展。

再次，場地限制。近年來，隨著機(jī)器人專業(yè)的學(xué)生越來越多，雖然有練習(xí)場及各類競賽為學(xué)生提供平臺(tái)，但擴(kuò)招讓許多學(xué)校以各種理由占用機(jī)器人訓(xùn)練場，教學(xué)實(shí)踐受到限制，不利于機(jī)器人教育實(shí)踐課程開展。

最后，教育目的不夠突出。機(jī)器人競賽是機(jī)器人教育的一部分，并不是主要目的，隨著機(jī)器人競賽不斷增多，很多商業(yè)元素開始參與進(jìn)來，影響了我們的教育目的。

二、機(jī)器人技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)改革策略

（一）堅(jiān)定科技人才培養(yǎng)目標(biāo)

科技信息時(shí)代，高校教學(xué)改革應(yīng)在大時(shí)代特色背景下，結(jié)合專業(yè)教學(xué)特點(diǎn)，堅(jiān)持以人為本。機(jī)器人制造明顯具備工程屬性，高校機(jī)器人技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)改革首先應(yīng)讓學(xué)生明白，機(jī)器人只是載體，解決問題不能一味因循守舊，要有工程科技意識(shí)，教學(xué)改革能最大限度提升學(xué)生的創(chuàng)新與實(shí)踐能力。意識(shí)是基本素質(zhì)，學(xué)生借助工程思維，獨(dú)立思考，這是自我完善更是教學(xué)的根本目的。

（二）規(guī)劃課程內(nèi)容合理教學(xué)

從課程改革角度看，我國高校自身的機(jī)器人教學(xué)課程很少，課程內(nèi)容相對傳統(tǒng)，部分高校設(shè)置《機(jī)器人概論》課程，學(xué)生在本科學(xué)習(xí)過程中很難對機(jī)器人有較深的了解，到碩士研究生時(shí)才能接觸到《高級機(jī)器人學(xué)》這類課程，可以說這是一個(gè)毫無準(zhǔn)備的過渡、基礎(chǔ)薄弱的過渡，在本科階段還是要多樣化地設(shè)置一些機(jī)器人相關(guān)課程，采用必修或選修的方式激發(fā)學(xué)生的熱情，為研究生階段的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

（三）滿足多層次需求

教學(xué)體系改革實(shí)際上滿足了學(xué)生在理論、實(shí)踐、能力、素質(zhì)等多方面的需求，以競賽為導(dǎo)向的機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)改革更是依次從簡易入門、穩(wěn)步提升、創(chuàng)新競賽、深化研究等多個(gè)層次出發(fā)，為學(xué)生提供軟件、硬件等實(shí)踐條件，滿足多層次需求。入門階段即在大一年級，通過對機(jī)器人的初步了解，打下基礎(chǔ)；提升階段，以單片機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)作為重點(diǎn)，要求學(xué)生對理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；競賽階段，要求完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，參加競賽，一邊訓(xùn)練創(chuàng)新思維一邊拓展加深專業(yè)知識(shí)；研究階段，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，為學(xué)生提供更好的研究環(huán)境和研究平臺(tái)。

（四）強(qiáng)化師資隊(duì)伍建設(shè)

機(jī)器人教育涵蓋課程設(shè)計(jì)、程序開發(fā)等課程，對教師有很高的專業(yè)要求，目前高校改革更應(yīng)注重教師的教育教學(xué)理念更新，給予更多的工程實(shí)踐機(jī)會(huì)，通過更多競賽平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作，教師在傳授理論知識(shí)體系的同時(shí)，加強(qiáng)對外交流，不斷提升自身的能力，才能從根本上完善教學(xué)改革，帶來更多的創(chuàng)新發(fā)展。

（五）持續(xù)服務(wù)產(chǎn)學(xué)研

實(shí)踐教學(xué)需持續(xù)加強(qiáng)建設(shè)，高校實(shí)驗(yàn)中心對機(jī)器人技術(shù)為核心的教學(xué)探索是必須的，尤其在機(jī)器人競賽背景下，為學(xué)生準(zhǔn)備模擬場景與訓(xùn)練場地能更好地消化專業(yè)課程，創(chuàng)造優(yōu)異競賽成績；實(shí)踐教學(xué)需持續(xù)提升科研，教學(xué)向科研延伸，有利于科研結(jié)果轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，惠及各個(gè)方面；實(shí)踐教學(xué)需堅(jiān)持產(chǎn)業(yè)化，將機(jī)器人技術(shù)推向市場，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升平臺(tái)品質(zhì)，這些都將獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，有利于區(qū)域發(fā)展。多方面的效益形成多贏局面，給機(jī)器人教育帶來更大動(dòng)能，社會(huì)受益才是創(chuàng)新發(fā)展的最終目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]李輝，李坤全.應(yīng)用型本科機(jī)器人技術(shù)相關(guān)課程探索與改革[J].時(shí)代教育，2017（2）：167.

[2]孫伏，侯紅玲.機(jī)器人技術(shù)課程教學(xué)改革與探索[J].裝備制造技術(shù)，2017（2）：207-208，212.