機器人技術教育與創新型人才培養策略探討

胡星星

【摘 要】當代高校學生都有競爭欲和表現欲，要為他們的學習營造寬松學習環境，這才能培養他們創造性思維，從而為國家培養大批專業型、創新型人才。本文首先分析了機器人技術教育教學背景與人才培養的意義，接著從注重實踐課程的開展等方面提出了機器人技術教育與創新型人才培養策略。

【關鍵詞】機器人；技術教育；創新型人才

中圖分類號： TP242-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）13-0202-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.094

創新型人才的特點是基礎理論扎實，具備較強的創造能力，綜合素質過硬。機器人教育是信息技術教育的重要分支之一，是機械學、電子學、計算機技術以及人工智能的重要載體，屬于知識創新的重要平臺，也是培養學生創新能力與動手能力的學科。在市場經濟條件下，機器人技術要進行創新。因為不管是站在產品的性能角度，還是站在審美的角度，機器人產品都是以良好的設計作為提高競爭力的重要因素。在我國素質教育改革深入的今天，創造型人才工程技術人才需求越來越大，高等院校開始注重培養既有動手能力又有創新能力的新型人才。要加速機器人技術教育的成效，就要明確教學背景與創新難點，制定有效措施來培養創新型工程技術人員的實踐創新能力。

1 機器人技術教育教學背景

歐美國家在很早以前就非常重視學生的動手能力與創新能力，制定了相應的學業發展規劃。比如，在美國，這個國家就看到了機器人教育在基礎教育中的地位，開設了機器人課程，組織機器人相關的課外活動，還組織機器人主題的夏令營，通過這些方式來培養學生的創新能力。越來越多的美國高等院校在工程類一年級階段就已經開展機器人公開課程。作為課程學習的重要平臺與載體，機器人已經開始在其他課程中得以應用。

日本的機器人教育水平比較高，機器人文化普及也很高。在這個國家，每一所大學都有相應的機器人研究會，還會定期舉辦機器人創新設計賽事。通過這樣的比賽，使日本的機器人技術普及的越來越快，培養了大批的創新型人才。韓國也認識到了機器人教育的重要性，逐步加大了機器人教育方面的投資與研究。與此同時，新加坡、香港以及臺灣等地也在機器人教育方面取得了很大的進展。在國內，也有一些知名高校研發出了成型的機器人教學研究設施，像清華大學、上海交大等。我們以上海交大為例，以國際和國內的機器人競技比賽作為平臺，建立開放式的學生創新教育基地，規劃了發現式的教學實驗室，為學生發揮自身的創造能力提供了重要平臺。隨著國家科技部門對重點實驗室建設的指導，結合機器人技術的發展勢頭，圍繞機器人技術這個主題，越來越多的高校開始建立國家重點實驗室。總之，要通過建設機器人創新機制，以自主創新研究為基礎，提升機器人技術自主創新能力，成為創新型人才培養的重要手段。因此，探究機器人技術教育與創新型人人才的培養策略具有重要的現實意義。

2 機器人技術教育與創新型人才培養的意義

機器人技術教育主要內涵就是創造性思維，因為創新型人才培養就是強調創造、強調革新，而機器人技術教育是系統性的創造，要全面考慮各項因素，需要把人的需要跟環境有機結合起來，進行全面而系統的教育。創新型人才培養需要突破舊的思維的限制與束縛，打破傳統的觀念，合理處理舊的觀念與新的技術之間的矛盾，屬于復雜性的創造性活動。隨著市場競爭變得越來越激烈，新的產品層出不窮。高校是培養創新型人才的搖籃，要明確培養學生創造性思維的重要性，這樣的人才才是市場需求的人才，才能設計出具備很強的時代感的產品。培養創新型人才是教師的重要職責，也是時代對其的要求。著名的教育雪茄伊頓曾經提出，教師要能夠保護學生創造奇跡的能力，并把這種思想貫穿教育始終。高校師資力量雄厚，具備很強的專業性，也有把機器人作為教學平臺的經驗，要把握教學中培養學生創造性思維的策略。站在社會層面來說，通過突破傳統思維定勢培養創新型人才，讓發散思維發揮積極的作用，這些能力對學生以后的工作和生活都有很大的益處。

3 機器人技術教育與創新型人才培養策略

3.1 注重實踐課程的開展

實踐性教學包含的有科研活動、產品創新以及課程設計等，主要目標就是培養學生的創造性思維理念與社會實踐能力。跟傳統教學模式相比，實踐教學模式特點如下：表現在教學目標上，主要是“以機器人為教育平臺，以提高各專業學生實踐創新能力為主線，以培養出社會急需的創新型人才為目標”；表現在教學內容上主要是把理論知識與實踐有機結合；表現在教學方法方面，就是打破傳統填鴨式教學的束縛，把任務驅動模式、案例教學模式等結合起來，還要實現理論與實踐的結合；表現在評價機制方面，就是體現評價的動態性與開放性，注重實踐能力的評價。在機器人教育教學中進行實踐課程開發有著重要的意義，不但是提高學生專業能力的要求，也是社會進步的需要，更是學校發展與學生以后就業的保證。實踐課程要遵循“實用為主”的原則，強調打好理論基礎和實踐應用能力并重，積極培養學生的創新型思維模式，提高他們的專業技能。在實驗課中，鼓勵學生“大膽實踐”，自己動手，從而加深對機器人技術涉及的多學科門類的了解。

3.2 注重學生收斂性思維的培養

發散性思維屬于一種直覺式思維，這只是成功的開始，在機器人技術教育教學中，不能只是關注學生提出問題和發現問題，還需要解決問題。跟發散思維相對而言的是收斂思維，這是定向思維的一種，基本條件就是設計原理，還有學生提出的設計方案與選題，通過討論、證明，確定其功能性是不是能夠實現，還要確定技術等是否可行，設計出來的機器人外觀是不是新穎好看等，通過這些問題的論證來得出最佳的解決方案。體現了機器人設計要素，能夠讓學生把理論知識學習跟設計實踐結合在一起，提高其解決問題的能力。事實上，在進行收斂性思維訓練的時候，教師要注重其主導作用的發揮，運用理論知識引導學生。不能因為學生的想法比較幼稚就立刻給出最優解決方案，這是一種代替的方式，不利于學生創造性思維的發揮。

3.3 充分發揮集體智慧來激發創造型思維

優秀的機器人設計是集體努力的成果，因為設計的環節比較多，需要很多人工作和創造。這個特點正好跟機器人教育教學的群體性相一致。在進行設計的時候，要培養學生的創造性思維，就要激發學生的群體智慧，讓這個群體的主觀能動性充分發揮。提出以智能機器人為開發平臺的相關設計課題，根據學生各自的特點，可分成機構設計組、功能擴展組、軟件設計組，幾個組相互協調，齊頭并進，讓小組逐個去演示自己的設計思路與方案，其他同學參與討論，大家運用學到的知識進行思想交鋒，不管是贊成或者反對都要說出理論，提出問題解決的方案，學生設計出來的方案就是通過這個過程趨向成熟。畢竟個人思維有限，集思廣益才是最佳的選擇。

3.4 鼓勵學生參與科技競賽

根據機器人技術涉及學科門類多、知識領域廣的特點，同時也為了使更多的同學了解機器人科學，讓學生參與科技競賽是培養其創造性思維的一種重要策略。高校可以組織學生聽一些專題化的機器人知識講座，為學生創造國際設計交流的平臺，學生積極參與科技競賽也能夠培養其國際化的視野。因為科技競賽具備很強的學術性與權威性，其吸引力很大。科技大賽的主辦方也會對作品設置相應的獎項，包括獎金以及相應的榮譽，這些都能夠強化創造性思維的培養效果。比賽體現了對創造型人才的鼓勵，對多樣性的接納，讓參賽人員獲得心理上的滿足感，進而激發其創造潛能。學校要為機器人愛好者開辟一個發表思想見解的平臺，培養參賽者思維與表現力，培養既具有設計能力，也具備現代意識的新型學生，為學生展示自我、發展設計空間提供交流平臺。

4 結論

綜上所述，我們所生活的時代是一個知識的時代、信息的時代，是全世界共同迎接新時代挑戰的時代。要不斷深化教育改革，注重機器人技術教育，建設一批具有時代精神的教師，這樣才能培養出具有創新型精神的學生。

【參考文獻】

[1]董愛梅.以機器人為平臺大學生實踐創新能力培養體系的研究與實踐[J].中外教育研究，2015（5）.

[2]張煒.21世紀青少年機器人創新教育[J].機器機技術與應用，2016（09）.

[3]趙祥麟，王承緒編譯.杜威教育論著選[M].上海：華東師范大學出版社，1981：21.