結(jié)合中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室實(shí)際運(yùn)行情況，在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)室日常管理方法和學(xué)生參與機(jī)制等方面進(jìn)行了探索，形成了基于提高學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作精神為培養(yǎng)目標(biāo)的運(yùn)行新模式。機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室利用率創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才機(jī)器人一種集合了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、人工智能等多種技術(shù)在內(nèi)的可編程和多功能的機(jī)電綜合體。機(jī)器人一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)裝置和控制系統(tǒng)等組成。一般可以開設(shè)電工、電路、數(shù)電、模電、單片機(jī)、PLC、動(dòng)力學(xué)仿真、自動(dòng)控制等實(shí)驗(yàn)課程，基本上滿足本科教學(xué)的需要。機(jī)器人是多學(xué)科交叉的綜合體，是最典型的一種機(jī)電一體化技術(shù)，在機(jī)器人方案設(shè)計(jì)、零部件設(shè)計(jì)與制作、控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)及提高可靠性和穩(wěn)定性等方面都有大量工作要做，并為學(xué)生提供了多學(xué)科、多領(lǐng)域的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。一、現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)人的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價(jià)值取向的教育實(shí)踐，是以發(fā)掘人的創(chuàng)造潛能，弘揚(yáng)人的主體精神，促進(jìn)人的個(gè)性和諧發(fā)展為宗旨，以實(shí)現(xiàn)人的全面發(fā)展為目的的教育，旨在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。然而，當(dāng)我們以實(shí)驗(yàn)教學(xué)在人才培養(yǎng)中所應(yīng)發(fā)揮的作用為依據(jù)，審視和反思傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到其應(yīng)有的培養(yǎng)目標(biāo)。1.重視不足高校是知識(shí)創(chuàng)新、傳播和應(yīng)用的主要基地，加強(qiáng)高校實(shí)驗(yàn)室資源建設(shè)，提供水平高的并且配套率高的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新教育的必要條件。但目前大多數(shù)高校由于對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)重視不足，造成實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地配置不足、實(shí)驗(yàn)人員編制有限等諸多方面的原因，就很難向大學(xué)生提供實(shí)際動(dòng)手操作的條件和機(jī)會(huì)，這將直接影響學(xué)生今后的發(fā)展方向，也難以在科學(xué)領(lǐng)域占一席之地。因此，實(shí)驗(yàn)室在實(shí)驗(yàn)裝備上應(yīng)提高投入，更好地為高校大學(xué)生創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提供雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)，而不是把實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)成本科生理論教學(xué)的補(bǔ)充和延伸。2.定位不合理現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)過分強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證理論，開設(shè)的實(shí)驗(yàn)往往只是一個(gè)“裝配”實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)的也只是一個(gè)裝配工，不能鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，創(chuàng)新更無從談起。這種教學(xué)目標(biāo)顯然不能適應(yīng)知識(shí)經(jīng)濟(jì)對(duì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求。事實(shí)證明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)最基本的目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)方法、科學(xué)思維方法和學(xué)科的基本研究方法。綜合現(xiàn)代科技發(fā)展的新知識(shí)、新技術(shù)和新實(shí)驗(yàn)方法，精心選擇綜合性、先進(jìn)性、新穎性、應(yīng)用性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)生綜合把握和運(yùn)用學(xué)科知識(shí)的能力?？蒲袑哟蔚膶?shí)驗(yàn)則要在優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)教師與技術(shù)人員的指導(dǎo)下，鼓勵(lì)學(xué)生從科研項(xiàng)目中、社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐中或教學(xué)改革中尋求研究課題，獨(dú)立設(shè)計(jì)、自查資料、自擬實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行探索性、創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室工作體制的創(chuàng)新為塑造知識(shí)經(jīng)濟(jì)所要求的創(chuàng)新型人才提供了有力的保障。3.指導(dǎo)思想脫離實(shí)際現(xiàn)行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往采用專業(yè)的實(shí)驗(yàn)儀器，具有封裝性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但是，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，這是非常有害的，比如學(xué)生做單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室，使用的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱中的所有管腳都在箱體內(nèi)部連接，需要連接的線為了操作方便也被移動(dòng)到一起，可以使用排線一次性的連接好。這就造成了部分學(xué)生一直以為芯片本來就是這樣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，老師給學(xué)生講解實(shí)驗(yàn)的連線方法，學(xué)生依照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書照單抓藥，然后寫入實(shí)驗(yàn)書上的例程，最后完成實(shí)驗(yàn)。在此過程當(dāng)中，學(xué)生唯一要做的就是執(zhí)行，機(jī)械的執(zhí)行。致使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)毫無興趣，只求快速做完實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果。嚴(yán)重抑制了學(xué)生思維能力與智力開發(fā)，喪失了鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、綜合解決問題的能力的機(jī)會(huì)。二、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)模式實(shí)驗(yàn)室是創(chuàng)新教育實(shí)施的基本條件，是培養(yǎng)創(chuàng)新精神、創(chuàng)新能力的重要場(chǎng)所，也是學(xué)生潛能得以發(fā)揮的最好場(chǎng)所之一。建立和完善以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室并使之正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅僅為學(xué)生的實(shí)踐鍛煉提供了物質(zhì)條件，更是給他們創(chuàng)造了一個(gè)廣闊的思維空間，其結(jié)果是使學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力得到鍛煉，科學(xué)的工作態(tài)度和創(chuàng)新精神得以培養(yǎng)，參與科學(xué)研究的熱情得到激發(fā)，從而達(dá)到創(chuàng)新教育的目的。但是，目前高校中普遍存在的情況是學(xué)生除按課表安排的時(shí)間去實(shí)驗(yàn)室上課外，一般很少去實(shí)驗(yàn)室。這種傳統(tǒng)的教學(xué)方式，使學(xué)生只能在有限的時(shí)間內(nèi)，完成教學(xué)大綱要求的必作實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程是在教師的講解示范下，按實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上的實(shí)驗(yàn)步驟“照方抓藥”式的做實(shí)驗(yàn)，因此很大程度上限制了學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)展，抑制了他們的創(chuàng)新精神，不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。在大多數(shù)人看來，機(jī)器人似乎離我們很遠(yuǎn)，它應(yīng)該是“高精尖”的產(chǎn)物，所以學(xué)生們對(duì)接觸機(jī)器人時(shí)，并親手設(shè)計(jì)機(jī)器人的激情是無法想象的。這種可以融入自己思想，自己動(dòng)手設(shè)計(jì)并制作的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生體會(huì)到了成功的喜悅和解決問題的巨大成就感，激發(fā)了學(xué)生持續(xù)的學(xué)習(xí)熱情。1.以機(jī)器人為載體為滿足創(chuàng)新性人才培養(yǎng)的需要，我實(shí)驗(yàn)室采用目標(biāo)管理方法，即只提供兩個(gè)明確的目標(biāo)和若干個(gè)前沿探討性課題供學(xué)生參考，一個(gè)明確的目標(biāo)是：“做一個(gè)循跡小車平臺(tái)”，學(xué)生在這個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中自己設(shè)計(jì)自己制作，從學(xué)生的作品來看，僅控制器就有很多種設(shè)計(jì)方案，有用數(shù)字電路中的門電路制作的，有用模擬電路中的比較器制作的，還有用單片機(jī)制作的，展示了學(xué)生的無盡的創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)熱情，徹底摒棄了以往教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的學(xué)生機(jī)械操作的弊端。另一個(gè)明確的目標(biāo)是做一個(gè)四足的仿生機(jī)器人，在這個(gè)項(xiàng)目當(dāng)中，學(xué)生要首先選定仿生目標(biāo)，并在高速攝像機(jī)下分析其運(yùn)動(dòng)過程，設(shè)計(jì)出合適的機(jī)構(gòu)圖紙，并在PRO/E等軟件仿真成功后制作。該項(xiàng)目要求有生物專業(yè)的學(xué)生來分析仿生目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)過程，并提出仿生機(jī)器人的關(guān)節(jié)模型，要求有機(jī)械專業(yè)的學(xué)生根據(jù)關(guān)節(jié)模型設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)圖紙和加工圖紙，要求力學(xué)專業(yè)的學(xué)生根據(jù)機(jī)構(gòu)圖紙進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真，要求控制專業(yè)的學(xué)生制作仿生機(jī)器人的“大腦”。該項(xiàng)目可以讓學(xué)生在一種團(tuán)隊(duì)合作的氛圍中分析問題，并通過運(yùn)用已有的知識(shí)和“探究”式地面對(duì)未知知識(shí)的學(xué)習(xí)來解決問題。這種學(xué)習(xí)形式既培養(yǎng)了學(xué)生獲取信息、加工信息的能力，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力、終身學(xué)習(xí)能力和合作溝通能力。2.以開放性為保障我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室的開放為完全的開放：一是時(shí)間的開放，即實(shí)驗(yàn)室由低年級(jí)研究生管理，主要負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室的開關(guān)門及突發(fā)事件的處理，一般從早上8：00到晚上10：30一直開放，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣和自己的學(xué)習(xí)時(shí)間，合理安排進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室的時(shí)間。二是實(shí)驗(yàn)人員上的開放。國(guó)內(nèi)高校的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室以及機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室一般由相關(guān)專業(yè)的研究生或高年級(jí)本科生參與，只面對(duì)少部分的學(xué)生開放。而我們實(shí)驗(yàn)室改革后對(duì)學(xué)校所有感興趣的學(xué)生開放，并從中吸收部分優(yōu)秀學(xué)生早期進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與實(shí)驗(yàn)室的科研攻關(guān)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)室開放教學(xué)把學(xué)生推到實(shí)驗(yàn)的主體地位，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的方向和條件，自行提出機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，并獨(dú)立完成機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制作和軟硬件的聯(lián)合調(diào)試。實(shí)驗(yàn)室開放后具有較強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性，給學(xué)生提供了較大的創(chuàng)新思維的空間，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力，可以充分運(yùn)用自己所掌握的知識(shí)和技能，淋漓盡致地發(fā)揮自己的特長(zhǎng)和聰明才智。3.以創(chuàng)新能力培養(yǎng)目標(biāo)我創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的存在就是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，從實(shí)驗(yàn)室的日常管理，發(fā)展目標(biāo)及長(zhǎng)期規(guī)劃，都由學(xué)生管理委員會(huì)決定。實(shí)驗(yàn)室在日常運(yùn)行的基礎(chǔ)上成立了機(jī)器人興趣協(xié)會(huì)、航模協(xié)會(huì)等學(xué)生社團(tuán)，并定期舉辦講座和比賽，有效激發(fā)了學(xué)生參與科技創(chuàng)新，開發(fā)與研制的興趣與愛好，對(duì)于培養(yǎng)其創(chuàng)新精神，激勵(lì)創(chuàng)新意識(shí)具有重要的意義。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的一切都是為了更好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，實(shí)踐證明，在充裕的時(shí)間保證下，學(xué)生對(duì)自己感興趣的項(xiàng)目具有極大的熱情和超乎想象的創(chuàng)造力，我創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室的運(yùn)行，證明了該方案對(duì)學(xué)生素質(zhì)的提高和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)做出了巨大的貢獻(xiàn)。三、結(jié)論自創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室改革后，實(shí)驗(yàn)室開放性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容吸引了學(xué)生的興趣，每天10個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)全部滿員，致使實(shí)驗(yàn)室管理不得不采取預(yù)約，延長(zhǎng)開放時(shí)間等措施來滿足學(xué)生的需要。一個(gè)機(jī)器人的制作，往往要求兩個(gè)以上不同專業(yè)的學(xué)生合作完成。多個(gè)學(xué)生的相互配合，相互幫助才能完成整個(gè)項(xiàng)目，這就間接培養(yǎng)了學(xué)生分工協(xié)作的能力和人際溝通能力。在學(xué)生制作機(jī)器人的過程中，學(xué)生的動(dòng)手能力和解決問題的能力大幅度的提高，為以后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室改革后，部分學(xué)生作品近幾年來在江蘇省機(jī)器人大賽、全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽上獲得一等獎(jiǎng)數(shù)十項(xiàng)，充分證實(shí)開放實(shí)驗(yàn)室對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的提高有著及其重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李鳴華.機(jī)器人教育的教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電化教育，2007，（247）.

[2]盤寧，黃桂標(biāo).把實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為創(chuàng)新教育的重要基地[J].廣東工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2007，（7）.

[3]王益，張劍平.美國(guó)機(jī)器人教育的特點(diǎn)及其啟示[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2007，17（7）.

[4]張?jiān)浦蓿瑓浅蓶|等.基于機(jī)器人競(jìng)賽的大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2007，29（1）.

[5]王海珍.創(chuàng)新教育與當(dāng)代高等教育[J].高等理科教育，2002，（5）.

[6]梁上燕，孫建安.對(duì)高校傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的反思[J].西北成人教育學(xué)報(bào)，2007，（4）.

[7]楊彬.智能機(jī)器人課程是素質(zhì)教育的新載體[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2007，（278）.

[8]陳忠蔭.建立開放性實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)創(chuàng)新人才[J].瓊州大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，14（2）.基金項(xiàng)目：1.教育部人文社會(huì)科學(xué)基金（09JDSZ3038）；2.江蘇省教育廳高校哲學(xué)社會(huì)研究項(xiàng)目（2010SJD880057）。