

機器人大賽是創新人才和企業的孵化地,今天的參賽者可能就是未來的創新人才或者創新企業的創始人。如果能清楚地了解參賽者身上的特質和能力,就等于登上了一輛培養孩子創新能力的直通車。
全國大學生機器人大賽(ROBOCON)是在理工科院校中最具影響力的賽事之一,也是大學生創新能力的一次考驗和展示。在眾多參賽隊伍中有一支明星隊伍,曾代表學校獲得過兩次冠軍、5次亞軍、3次季軍及多次一等獎的優異成績,在今年第二十屆全國大學生機器人大賽中獲得了亞軍,并將在年底代表中國參加ROBOCON亞太地區國際賽,這支明星隊伍就是北科大MEI競技機器人隊。今天我們非常榮幸邀請到了這個團隊的指導老師張希琛,同時他也是2015屆和2016屆的MEI隊員,請他分享一下具有創新精神的MEI隊員具備哪些特質,是如何培養起來的。
機器人大賽是創新人才和創業者的孵化地
有很多學生報考北科大就是沖著要加入MEI競技機器人隊的目標來的,除了在機器人大賽中成績優異,MEI隊員的畢業發展前景也相當樂觀。截至目前,MEI團隊往屆的成員共創辦了16家機器人領域相關企業,其中5家獲得了A輪以上的融資。在今年北科大的一次展覽中,有一面墻是用來專門展示創新創業優秀校友的,在這些校友的介紹中,有很多人都有過參與MEI團隊的經歷。在MEI團隊中先后有2名成員獲得“中國青少年科技創新獎”,4名同學獲得“校長獎章”。
放寬到整個大學生機器人大賽,這個比賽可謂是創新人才和企業的孵化地,已經孵化了100多家企業,其中最著名的要數我們熟知的無人機品牌大疆的創始人汪滔,他就是靠在機器人比賽中的經驗和課題研究的成果創業成功的,當年他隸屬于香港科技大學機器人團隊,并擔任隊長。
優秀的MEI成員具備的特質
是什么造就了MEI隊員和其他團隊參賽隊員的成功呢?通過我的觀察發現,優秀的MEI隊員身上具備以下幾種特質:
會思考問題
在某一個問題上花費時間并不一定就是思考,真正地思考問題是堅持不懈地探究,目標是一定要把問題搞清楚。另外,在和其他人討論的時候,MEI隊員一般不會問任務完成了嗎,而是對別人做事的思路和想法更加關注。
敢于突破原有的方法,敢于說出自己的想法
實現創新的一個關鍵因素就是新,而MEI隊員的想法確實會比較多,而且敢于突破以前的方案,提出和別人不一樣的答案,同時有勇氣表達自己不同的思路。
敢于實踐
機器人大賽本質上是一個工程創新實踐的項目,所以最終的結果是生產一個機器人實體,如果不實踐,只停留在腦海里,是沒有意義的。當產生了新的想法和思路以后,MEI隊員會聚焦于如何解決問題,最終研制出成果,而不是一遇到困難就放棄。
創新特質養成記
熱愛和興趣是前提
在每年的MEI隊員納新的時候,我都會去做宣講,我強調的第一條標準就是熱愛,即熱愛機器人,熱愛機器人團隊,這是最基本的也是最重要的原則。沒有興趣,沒有熱愛,很難推進一些事情,尤其是需要投入很多精力和時間的事情。MEI隊員除了參與學習正常的活動,其他的時間可能都泡在實驗室里,所以熱愛和興趣是最重要的動力。
培養反思能力
吸納新隊員的時候,我會讓學生分享自己遇到過的挫折,希望通過他的分析,了解到他做事的態度和反思的能力。比如有同學說比賽失敗是因為前一天晚上電路板燒壞了,接下來我希望聽到的是他是如何應對和補救的,事后是如何反思的,即使是細節上的操作,比如在電線上寫標簽提醒自己做區分,也是反思能力的體現。
以學生為主導,給學生充分發揮的空間
每一個機器人團隊都會有指導老師,在備賽的過程中,老師扮演的角色和發揮的作用對比賽的結果會產生至關重要的影響。如果以老師為主導,最終的成績會更有保障,但是對學生來說,鍛煉的就是實踐動手的能力,對創新能力的激發不夠。如果反過來,以學生為主導,學生的創新能力就會得到充分激發,但最終的成績可能會有起伏。北科大MEI團隊一直以來的傳統就是以學生為主導,給學生充分發揮的空間,老師更多的是啟發和糾偏。通常的操作是,由學生討論出幾種可行的方案,然后老師帶學生一起分析每一種的可行性、存在的問題等,激發學生進一步思考和完善方案。我希望學生都能帶著思考或者方案來找我,而不是等我去告訴他們答案,也許討論后發現這些方案都不可行,大家還可以一起討論新的方案,但是我覺得前期的思考是很重要的,對激發學生的創造力也大有裨益。
掌握系統解決問題的能力
機器人大賽是一次工程創新實踐,但歸根到底是要通過發揮學生的創新能力解決一個問題。雖然每年都有不同的比賽主題,但基于北科大20多年的參賽經驗,形成了一套科學解決問題的辦法體系。從拿到賽題到參賽前,我們一般會做4項工作。
研究規則和題目
拿到題目之后,我們面臨的第一個任務就是研究題目和規則,弄清楚每一條規則的詳細解釋。研究好規則,就是為了提出更多的解決方案。比如在今年的比賽中,機器人進場要經過內場和外場,參賽者可以選擇讓機器人繞路,走平地,也可以選擇直接翻護欄,在規則的解釋范圍內,這兩種方式是可以的,參賽隊伍可以根據自己的情況選擇。
確定目標
無論哪一場比賽,我們肯定都是奔著冠軍去的,所以我們會先假設冠軍應該達到的標準是什么樣的,然后再按照這個目標去努力。如果是競速式的比賽,我們會確定完成時間,并做好細化,確定每個步驟應該分配多長時間。如果考核的是命中率指標,我們會確認命中率的目標,比如在90%以上。
分析關鍵技術,制定方案
在這個階段,我們鼓勵學生的發散性思維,盡可能地提出更多有效的方案。這里就是認真思考和敢于思考發揮作用的階段了。隨著經驗的增加,隊員抓住問題本質的能力會得到提升,也會建立問題分類意識,知道不同的情況下應該對應著哪幾種解決方式,在此基礎上進一步創新。
實施方案
因為只有把一個方案做到極致,才可能會取得成功。但考慮到人力、時間等因素的影響,發散思維也需要及時地剎車,選擇一個“性價比”最高的方案,以便給后續的優化留下充足的時間。方案確定后,就要開始實施,并不斷地優化。另外,我認為在團體協作中,要優先關注到某個人,而不是他所做的事。比如當隊員沒能完成任務時,我們首先要想到他是不是遇到困難了,是否需要幫助,是不是生病了。如果能從這個角度關注到人,那么溝通和協作就能更好。
從MEI談兒童創新
做好科學啟蒙
我對機器人的興趣應該可以追溯到小時候對科學的興趣。我記得小時候最著迷的是家里的一本全國青少年兒童百科全書,毫不夸張地說,這本書真的是被我翻爛了。除此之外,我小時候看過的《比克曼的科學世界》《四驅兄弟》《高智能方式賽車》等,也是我的科學啟蒙老師。我記得當時全家人一起看電視時,我和表姐經常因為搶奪電視遙控器而發生“戰爭”。
從小培養的反思總結能力
在MEI隊員培養中,我特別看重反思能力,我認為這是激發創新能力的重要前提和基礎。在我上三年級的時候,有一次考試成績特別不理想,我本來以為老師會批評我,但出乎意料的是,當天數學老師單獨把我叫出來,對我說:“我覺得你的能力不是現在這樣的,你要好好分析一下這次考試,找一找原因,看看哪些是因為馬虎,哪些是通過檢查可以避免的錯誤。”從此以后,我都會在自己出錯的題目旁邊寫上錯誤的原因,至少在小學階段,這個方法是很管用的。可能就是從這個時候開始,我的反思總結能力培養起來了。
重視實踐教育
我在研究生學習時上過一門課,至今依然記憶猶新,在我們學習完航天系統課程之后,老師要求我們以小組為單位,設計一個衛星系統,只要能讓老師對我們設計的衛星系統感興趣,并且認為是可以實施的,就算成功。我記得那次完成作業的過程特別愉快,而且頗有收獲,因為是從發現問題開始,真正地全流程實踐,最后也沒有人糾結得了多少分,都還沉醉于是否真的能讓自己的設計真正實現。我覺得應該從小加強孩子的這種實踐教育,讓孩子主動去發現生活中的問題,并且試著自己找答案,展開探究。