王 凡， 范慶春， 劉路路

（合肥師范學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，安徽 合肥 230601）

0 引言

隨著高等教育的發(fā)展及教育體制改革的逐步深入，創(chuàng)新教育越來越受到高等教育的重視，《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》明確提出建設(shè)創(chuàng)新型國家的重大戰(zhàn)略目標(biāo)，并強(qiáng)調(diào)要“深化教育改革，加快教育發(fā)展，推進(jìn)素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育，為建設(shè)創(chuàng)新型國家培養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理、素質(zhì)優(yōu)良的各級各類人才?！备咝？萍紕?chuàng)新平臺是國家創(chuàng)新體系建設(shè)中的重要組成部分，也是高校提高科技自主創(chuàng)新能力，落實(shí)“人才強(qiáng)國”和“人才強(qiáng)?！睉?zhàn)略的重要措施［1］。

在我國高校普遍重視校舍建設(shè)、師資隊(duì)伍建設(shè)、學(xué)科建設(shè)的同時，作為培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才重要手段的實(shí)踐教學(xué)改革創(chuàng)新卻相對滯后，已成為提高我國高等教育質(zhì)量的一個軟肋。高校科技創(chuàng)新平臺是為了將學(xué)科建設(shè)、人才建設(shè)與科技發(fā)展統(tǒng)一起來，實(shí)現(xiàn)人才和資源的充分共享，繼而形成一種新的、交叉的、重要的科研組織運(yùn)行模式。創(chuàng)新教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，動手實(shí)踐能力、科學(xué)研究能力的重要手段。因此，創(chuàng)新教育對高等專業(yè)人才的培養(yǎng)是至關(guān)重要的。作者近年來一直在本校從事一線教學(xué)和科研工作，多次指導(dǎo)學(xué)生參加機(jī)器人相關(guān)各級科技創(chuàng)新競賽，現(xiàn)結(jié)合多年教學(xué)和科研經(jīng)驗(yàn)，對本科生的創(chuàng)新教育做一探討。

1 機(jī)器人足球

機(jī)器人足球的最初想法，首先是由加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的Alan Mackworth教授在1993年出版的計(jì)算機(jī)視覺——理論、方法與應(yīng)用文集中提出［2］，最終目標(biāo)是經(jīng)過五十年左右的研究，使機(jī)器人足球隊(duì)能戰(zhàn)勝人類足球冠軍隊(duì)。機(jī)器人足球比賽，顧名思義，就是訓(xùn)練和制造機(jī)器人進(jìn)行足球比賽，就是通過體育競技的形式來提高人工智能領(lǐng)域、機(jī)器人領(lǐng)域的研究水平。由于它是以競賽的形式開展，因此引起了越來越多的學(xué)者特別是廣大青年學(xué)生的興趣［3］。

作者指導(dǎo)的合肥師范學(xué)院機(jī)器人代表隊(duì)參加了2009－2011年的中國機(jī)器人大賽暨RoboCup公開賽，均取得較好成績，最高曾獲國家級一等獎。本文結(jié)合近年來實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對機(jī)器人競賽對大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的影響進(jìn)行探討。

2 機(jī)器人足球競賽促進(jìn)教學(xué)改革

近年來，為了發(fā)揮機(jī)器人足球競賽在本科教學(xué)中的促進(jìn)作用，我們不斷探索以實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為目標(biāo)的新型本科人才培養(yǎng)模式，并致力于構(gòu)建以機(jī)器人創(chuàng)新競賽為平臺的大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)教學(xué)培養(yǎng)模式。我們結(jié)合學(xué)?！皯?yīng)用型”人才培養(yǎng)的辦學(xué)定位，以“知識傳授和能力培養(yǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)統(tǒng)籌兼顧”為原則，堅(jiān)持“以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神為目標(biāo)，以高水平學(xué)科平臺為依托，夯實(shí)基礎(chǔ)，強(qiáng)化綜合，倡導(dǎo)創(chuàng)新”的教學(xué)理念，形成了較為科學(xué)的培養(yǎng)體系——創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力培養(yǎng)相結(jié)合，切實(shí)提高計(jì)算機(jī)系本科生的創(chuàng)新素質(zhì)。

2.1 理論教學(xué)模式的改革

我們在教學(xué)過程中采取“案例啟發(fā)式”和“團(tuán)隊(duì)法”兩種形式相結(jié)合的課堂教學(xué)模式。在相關(guān)課程學(xué)習(xí)時，將競賽中的實(shí)際案例貫穿課堂教學(xué)始終，在課堂教學(xué)中將基礎(chǔ)理論知識講解完畢后，繼續(xù)對競賽案例相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行講解，整個課程下來給學(xué)生完整的競賽項(xiàng)目開發(fā)的印象。同時，課堂教學(xué)之余，組織學(xué)生以競賽小組為單位，開展組內(nèi)例會活動，對所學(xué)的知識進(jìn)行討論，不斷進(jìn)行階段性學(xué)習(xí)總結(jié)，并制定后繼學(xué)習(xí)計(jì)劃。通過理論教學(xué)模式的改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)的意識，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2.2 實(shí)踐教學(xué)模式的改革

我們在教學(xué)過程中積極嘗試“項(xiàng)目驅(qū)動”教學(xué)法。在應(yīng)用型人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中，“項(xiàng)目驅(qū)動”教學(xué)法極大的調(diào)動了學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，使學(xué)生明確理論應(yīng)用于實(shí)踐的學(xué)習(xí)目的，從而學(xué)習(xí)過程由被動變?yōu)橹鲃?，由后臺走向前臺。學(xué)生在學(xué)習(xí)了理論知識以后，如何能夠在實(shí)踐中掌握并使用所學(xué)到的開發(fā)方法和技能，是一個值得關(guān)注的問題。結(jié)合各競賽項(xiàng)目，將課程實(shí)踐從單純的“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)為“驗(yàn)證性與開發(fā)研究性實(shí)驗(yàn)”相并重的教學(xué)方式，合理設(shè)置實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，增設(shè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，完善實(shí)驗(yàn)教材，打造一個開放式的專業(yè)實(shí)踐場所。將參加科技競賽活動、產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目作為提高學(xué)生能力的一個重要載體，以參加各項(xiàng)國家級省級大賽作為創(chuàng)新成果檢驗(yàn)平臺，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、科學(xué)思維能力和綜合分析能力。

2.3 結(jié)合競賽設(shè)置各類開放性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

我們根據(jù)不同競賽活動的特點(diǎn)，有針對性地進(jìn)行開放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)中有意識地加大綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，給大學(xué)生參加各類創(chuàng)新競賽創(chuàng)造了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)。通過設(shè)置和開展具體的針對性的實(shí)驗(yàn)，大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識和動手能力，同時，此類實(shí)驗(yàn)的開放性給與了學(xué)生高度的自主性，充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

3 機(jī)器人足球競賽促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)

3.1 培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力

當(dāng)前大學(xué)生思維敏捷，想象力豐富，且隨著學(xué)習(xí)的深入，其知識和經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，他們的創(chuàng)新動機(jī)和創(chuàng)新意識逐漸增強(qiáng)，期待在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生新思維、新理念、新方法。但是，由于知識面窄、視野不夠開闊、經(jīng)驗(yàn)缺乏、思維單一等原因，他們在學(xué)習(xí)中難免會出現(xiàn)閉門造車走彎路的現(xiàn)象。所以，在重視加強(qiáng)知識學(xué)習(xí)的同時，更應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。通過機(jī)器人足球競賽的平臺，充分的發(fā)揮了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動自覺性，也更好的對他們?nèi)找娉砷L的創(chuàng)新思維進(jìn)行了有效的引導(dǎo)，極大的發(fā)揮了個人創(chuàng)造力，培養(yǎng)了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和綜合應(yīng)用能力。

3.2 培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)體意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

團(tuán)體意識和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力是當(dāng)代計(jì)算機(jī)專業(yè)畢業(yè)生必備的就業(yè)素養(yǎng)，是走上工作崗位和步入社會應(yīng)具備的基本素質(zhì)［5］。機(jī)器人足球競賽項(xiàng)目的體系相對較大，其設(shè)計(jì)、開發(fā)、測試等環(huán)節(jié)均需要多人協(xié)同配合完成，通過長期的優(yōu)化磨合，團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)造力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于個人的單兵作戰(zhàn)。我們通過老隊(duì)員協(xié)助新隊(duì)員、定期的技術(shù)交流例會、小組內(nèi)部討論等方式，進(jìn)行團(tuán)隊(duì)建設(shè)，由于不同隊(duì)員的思維方式、解決問題的方法都不盡相同，所以良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作促進(jìn)了隊(duì)員之間相互學(xué)習(xí)、相互尊重。

3.3 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新科研能力

創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)離不開科研能力的培養(yǎng)，機(jī)器人足球競賽是多種新技術(shù)新成果綜合的應(yīng)用，是一個很好的結(jié)合了創(chuàng)新教育和前沿研究的平臺。我們在建設(shè)教學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐平臺的同時，以各類機(jī)器人足球競賽項(xiàng)目為基礎(chǔ)，將學(xué)科的前沿理論和最新成果運(yùn)用到創(chuàng)新教學(xué)中，通過教師指導(dǎo)的方式，讓學(xué)生參與到科研過程中來。通過機(jī)器人足球競賽平臺，使學(xué)生改變了學(xué)習(xí)觀念、拓寬了專業(yè)視野、增強(qiáng)了創(chuàng)新意識、激勵了創(chuàng)新思維，更為學(xué)生開展科研活動奠定了良好的基礎(chǔ)。

4 應(yīng)用情況

經(jīng)過幾年的實(shí)踐，我們以大學(xué)生機(jī)器人足球競賽為平臺，嘗試進(jìn)行教學(xué)改革并開展各類創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)活動，取得良好效果。我們設(shè)置的各類開放性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目共有15項(xiàng)獲得了合肥師范學(xué)院開放實(shí)驗(yàn)資助項(xiàng)目立項(xiàng)，其中獲得重點(diǎn)立項(xiàng)7項(xiàng)。已有4名本科生在教師指導(dǎo)下成功申報了三項(xiàng)2011－2012學(xué)年合肥師范學(xué)院大學(xué)生學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目，并順利結(jié)題。近兩年來，我們積極培養(yǎng)本科生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)并參加了一系列比賽，共獲得國家級獎項(xiàng)25項(xiàng)，其中一等獎6項(xiàng)，二等獎13項(xiàng)，三等獎5項(xiàng)。

5 總結(jié)

通過我校的近幾年的實(shí)踐，說明了在大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)中，機(jī)器人足球競賽是一個良好實(shí)踐平臺。所以，在應(yīng)用型本科院校中開展機(jī)器人足球競賽，可以調(diào)動大學(xué)生的積極性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神，可以促進(jìn)本科教學(xué)模式改革，為創(chuàng)新教育的全面開展提供了良好的平臺。

［1］張安富.高教強(qiáng)國視閾下我國高等教育質(zhì)量與水平前瞻［J］.清華大學(xué)教育研究，2011，32（1）：33－39.

［2］A.Mackworth.On Seeing Robots［C］.In Computer Vision：Systems，Theory，and Applications.Singapore：World Scientic Press，1992：1－13.

［3］洪炳熔.機(jī)器人足球比賽－發(fā)展人工智能的里程碑［J］.電子世界，2004，（4）：4－5.

［4］徐建斌，徐濤.以教學(xué)水平評估為契機(jī)，推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2008，27（2）：144－145.

［5］張潤梅，龔劍.基于機(jī)器人足球的大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)的探索與實(shí)踐［J］.計(jì)算機(jī)教育，2009，（2）：22－23，29.