以機器人比賽為依托的高職學生綜合實踐能力培養模式研究

◆摘? 要：本文分析國內外機器人比賽的發展現狀、作用，總結我國職業教育在高職學生綜合實踐能力培養方面的現狀與不足，提出以機器人比賽為依托的高職學生綜合實踐能力培養模式，探索新形勢下學生綜合實踐能力的培養方法。本模式對培養學生的綜合實踐能力有較好的促進作用，同時可以有效提高教師的業務能力。

◆關鍵詞：機器人比賽;職業教育;綜合實踐能力

2021年全國職業教育大會會議指出，職業教育是我國教育領域的短板，要加快構建現代職業教育體系。而職業教育更加注重的是實踐能力的培養，必須在實踐中學習、磨煉，要求改善教學方法，加強實訓基地建設，讓學生在實際勞動中增長才智、提升技能。本文嘗試研究一種以機器人比賽為依托的高職學生綜合實踐能力培養模式，希望對職業教育改革有所幫助。

1機器人比賽的發展現狀

隨著人工智能、大數據的快速發展，機器人越來越多的出現在人類的生活當中，機器人技術也成為各個行業研究的重點。為了推動機器人技術的發展，培養學生創新能力，在全世界范圍內相繼出現了一系列的機器人競賽。

1.1國外機器人比賽現狀

在歐美國家和日本，從基礎教育階段就已經開始普及機器人相關知識，通過機器人比賽的方式開展實踐或教學活動。在日本，每年都舉行機器人設計和制作大賽，通過比賽普及機器人知識，為高校機器人教育提供豐富的素材資源，培養了大量的創新人才，同時也刺激了大量機器人產品的產生。

世界機器人大賽是目前國內外極具影響力的機器人領域賽事，自舉辦起共吸引了全球20余個國家近8萬名選手參賽，被贊譽為機器人界的“奧林匹克”。其發展是一個從無到有、從單一到綜合、從簡單到復雜的過程，比賽規模不斷擴大、項目不斷完善、影響力不斷增強，同時也了推動技術的進步、促進了學校的教育。

1.2國內機器人比賽現狀

目前在全國高校間舉辦的機器人大賽有很多，其中全國大學生機器人大賽規模和影響較大，其中包括RoboCon、RoBoCup、RoBoTac賽項，RoBoTac賽項為面向高職學生參賽賽項。在機器人大賽的同期，組委會會通過論壇、培訓等提供交流平臺和學習平臺，為機器人及其相關技術的發展以及機器人在娛樂、教育、服務等各領域的應用起到推動作用。

1.3機器人比賽對培養學生實踐能力的作用

機器人技術融合了多學科、多專業的知識內容，是培養大學生綜合實踐能力的良好平臺。以RoBotac比賽為例，在備賽的過程中需要進行競賽題目分析、設計解決方案、搭建機器人模型、編寫程序、反復不斷的調試程序，優化程序和機器人結構，使機器人能夠完成挑戰賽的任務。在這個過程中，參賽選手要想完成任務，需要自學非本專業的知識內容，需要上網搜集資料等，在學習新知識的同時，也提高了他們的自主學習能力;在有了一定的知識儲備之后，學生還要將理論知識應用于實踐，針對實際情況不斷發現問題、分析問題、解決問題;設計制作一臺完整的機器人需要同學間的相互合作、也需要花費大量的時間和精力，可以培養學生的團隊合作能力與吃苦耐勞的精神。

2綜合實踐能力培養方式研究

2.1我國職業教育在培養大學生綜合實踐能力方面的現狀和存在的主要問題

隨著職業教育改革的推進，我國高職院校大學生綜合實踐能力的培養也有新的嘗試，比如“1+X證書”的實施，學分銀行、產教融合、校企融合的推行以及課程思政的全面開展，這些都對大學生綜合實踐能力的培養有很好的促進作用，但同時也存在著些許問題。

2.1.1學生自身方面

一是學生在學習的時間上投入不夠，現在的學生更表現在將時間用在打游戲、刷短視頻上面，而在專業實踐能力的提高是需要大量的時間和精力的投入。二是現在的學生吃苦能力不強，沒有恒心和毅力，往往是知難而退。三是學生安于現狀，進取心不強，學生沒有明確的目標，想不勞而獲的思想較重，不利于實踐能力的培養。

2.1.2學校方面

一是學校比較注重知識的傳授，而忽視對學生思想觀念的引導。二是實習實訓設備投入不夠，學生參與實踐的機會少。三是缺乏能夠帶領學生進行實踐能力的提升的實踐創新團隊等。

2.2以機器人比賽為依托的高職學生綜合實踐能力培養模式思路

高職學生學制一般為三年，可將本培養模式分為三個階段。

2.2.1基礎階段

在學生入學的第一年為學生興趣培養和基礎能力培養階段。從入學初期做好以參加機器人比賽提高學生實踐能力為目標導向的宣傳工作，通過參觀實訓基地，觀看歷年比賽影像，關注公眾號等形式，引導教育學生對未來的學習內容有初步的認識和了解，可以將其作為課程思政的內容融入到教學過程中。在課程設置上，除思政課程以外，開設機械基礎、電工電子技術、編程語言等專業基礎課程，充分利用國家金課、慕課、微課等網絡教學資源，學生自主選擇適合于自己學習的課程，培養學生的自學能力。在本階段的學生中征集志愿者服務相關比賽，使他們近距離接觸和了解機器人比賽，激發學生的興趣。

2.2.2備賽階段

在學生掌握了一定的基礎知識的前提下，指導學生以歷年比賽賽題為參考展開備賽。這一階段需要將所學到的理論知識應用到實踐當中，并在實踐中繼續學習和拔高。老師可以將賽題進行拆分處理，設置成不同的任務由學生逐一完成，最后進行整合。比如Robotac比賽當中某車體結構的制作，可以設置成測繪-草圖設計-三維仿真-實體制作幾個任務來完成，通過這一系統的參與，學生的實踐能力會有很大的提升。對于學習能力比較強的同學，老師可以將賽題進行變體，由學生對機器人進行修改，以鍛煉他們的應變能力。

2.2.3參賽階段

大三的學生在經過備賽階段的學習和訓練，可以報名參加比賽。比賽過程不同于備賽過程，比賽過程鍛煉的不只是學生的實踐能力，更是學生心理素質和團隊協作能力的鍛煉。在Rototac比賽中，需要多位選手配合操作不同的機器人進行對抗，在這一過程中，團隊競賽顯得尤為重要，需要一定的默契。

無論比賽的輸贏，最后經過這樣一輪的實踐后，對于學生來說都是贏家，實實踐表明，參加比賽的同學，他們的綜合實踐能力要強于其他同學。

2.3培養方式

在上述的培養模式中，打破了現有的常規教學模式，傳統教學以教師知識傳授為主，而本教學模式則是以學生的學為主，強調自主學習，老師起導向作用。

教師按照比賽中所涉及的課程內容設計、制作任務書。積極采用線上線下混合式教學，線下指引學生接受任務→查閱資料→思考關鍵問題，線上教師指導→解決難點→完成任務→展示成果→檢測評價實施教學。

課程評價采用過程性評價和結果性評價相結合的形式。過程性評價主要通過完成具體的學習（工作）項目的實施過程來進行評價;結果性評價主要考核學生對課程知識的理解和掌握，合理選用操作演示、匯報、答辯、考試、實操等多種考核評價方法與手段，全面、客觀檢查學生實際能力，激發學習興趣，提升教學效果。

3總結

依托機器人比賽開展教學可以促進各專業的融合，培育綜合型人才;教師不斷積累專業知識，組建優秀創新教學團隊;更重要的是對學生綜合工程實踐能力的培養，專業知識與實際應用相結合的能力以及協調管理能力的培養有很明顯的作用。但是由于職業教育資源的不平等性，以及各地區職業院校發展水平，機器人比賽規模的限制，經費限制等，實施過程有一定的困難，新形勢下的教改還需進一步探討。

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作者簡介

張玉（1992-），男，吉林鐵道職業技術學院助教，研究方向：機械電子工程。

吉林省教育科學“十三五”規劃2020年度一般課題《高職院校機器人教學模式研究--以電類專業為例》編號：GH20564