摘要：新時代信息化精英教育環(huán)境下，如何全方位同步提高學生理論水平和能力素質(zhì)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，成為本科教育探討的新方向。文章依托軍事本科院校理工類專業(yè)教學環(huán)境，通過智能機器人科技創(chuàng)新平臺探討創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，總結(jié)并推廣經(jīng)驗性教學成果。關鍵詞：智能機器人；創(chuàng)新型人才；培養(yǎng)模式

0 引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展，社會對應用型人才和復合型人才的需求越來越大，高校作為精英人才的培育搖籃，應不斷調(diào)整改革，合理定位，選擇和采用有利于學生能力和素質(zhì)全面發(fā)展和綜合提高的辦學體制。軍事本科院校是軍事人才實現(xiàn)理想的起點，承擔著培育國防精英的重任，更應注重學生理論水平和能力素質(zhì)的全方位提高。

精英教育理論中，創(chuàng)新是保持競爭優(yōu)勢的重要途徑。構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，必須堅持知識、能力和素質(zhì)的辯證統(tǒng)一。在長期的教學實踐和改革探索中，如何幫助學生理解創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識，提高學生的創(chuàng)新能力，是我們著力研究和探討的問題。智能機器人為學生提供了一個很好的科技創(chuàng)新平臺，不僅易于激發(fā)學生興趣，而且綜合應用了理工科如機械、電氣、控制、計算機等多門課程。智能機器人競賽既可以豐富學生的理論知識，又能夠鍛煉學生的動手能力，更能培養(yǎng)學生的創(chuàng)新理念，已成為落實精英教育思想和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要環(huán)節(jié)。

1 創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標

1.1為創(chuàng)新型人才提供創(chuàng)新性教育方法

創(chuàng)新性教育方法就是在教學過程中，遵循創(chuàng)造活動的一般規(guī)律，引導學生的創(chuàng)造性思維，讓學生充分發(fā)揮自主性和身心潛能吸收和掌握文化知識，并用以探索某些未知問題。與傳統(tǒng)教學方法不同，創(chuàng)新性教育中的教學是雙向的，教師施教于學生的同時，還可以從學生的學習活動中發(fā)現(xiàn)問題和獲取知識，并鼓勵學生大膽提出各種新異見解，啟發(fā)學生共同思考。教師在講解教學內(nèi)容時，應給學生留下創(chuàng)造性思維的空間，注重不同學科之間的聯(lián)系，使學生發(fā)現(xiàn)問題并開闊思路；因材施教，開展實踐教學，讓學生參加一些創(chuàng)新性的實踐活動，使學生在理解和掌握所學知識的基礎上，將其創(chuàng)造性地應用于解決實際問題上。

1.2為創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式構(gòu)建實施要點

培養(yǎng)創(chuàng)新型人才涉及很多方面，教學模式和評價方式是人才培養(yǎng)模式中最明顯的兩個方面，影響和制約著其他模式和方法的實施。因此，構(gòu)建創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式需要以這兩個方面為切入點，有步驟地采取多方面的改革措施，積極推進創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。我們總結(jié)如下幾個方面創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式構(gòu)建實施要點。

1）增加課程安排的靈活性，主要途徑是減少必修課，增加選修課。

2）改變現(xiàn)有課堂教學模式，以啟發(fā)式教學為主，使學生變被動接受知識為主動汲取知識，教師要給學生發(fā)現(xiàn)問題的機會，引導學生主動思考并獲取新知識。

3）從多個方面全面評估學生的學習情況，包括對平時學習情況的考查、對完成作品的評價、對學生解決問題的能力進行評估等方式，改變片面依賴筆試的評估模式。

4）有意識地加強對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，加強其課外科學研究和發(fā)明創(chuàng)新能力，打破課程之間的界限，培養(yǎng)學生綜合利用多學科知識解決理論與實踐問題的能力。

5）在學習上給予學生更多的自主權和自由度。

2 智能機器人概述

智能機器人作為典型的工程系統(tǒng)對象，是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的理想載體，是集培養(yǎng)綜合素質(zhì)和提供探索研究為一體的多元化平臺，在項目的基礎上把綜合素質(zhì)的培養(yǎng)貫穿始終，且具有良好的軟硬件開放性及拓展性，可以提供豐富的資源及不斷發(fā)展的新技術。

2.1特點

智能機器人類型很多，可以綜述為一個“為學習各種傳感器應用、單片機技術與C語言程序設計而開發(fā)的基礎傳感器和動作部件的教育平臺，包括一個機器人對象和一塊帶有面包板的單片機教學板，配有一套基本的傳感器和電子元器件包”。學生在學習階段可以根據(jù)指導步驟，進行平臺搭建、電路搭接、程序編寫、聯(lián)機調(diào)試、單片機微控制器下載，以執(zhí)行對機器人的各種操作，包括沿線行走、走迷宮等；在創(chuàng)新階段可以自行設計機器人功能并綜合實現(xiàn)一些復雜操作，如跟隨光源、距離檢測或與其他機器人通信等。

智能機器人綜合多學科的發(fā)展成果，反映高技術的發(fā)展前沿，涉及信息技術、機械控制等多個領域，融合多種先進技術；智能機器人的開發(fā)與應用涉及感測技術、通信技術、智能技術和控制技術，是進行信息技術教育的最佳載體，也是全面培養(yǎng)學生信息素質(zhì)，提高其創(chuàng)新精神和綜合實踐能力的良好平臺。

2.2平臺優(yōu)勢

智能機器人本身是一個集成創(chuàng)新平臺，體現(xiàn)如何利用各專業(yè)現(xiàn)有技術設計并實現(xiàn)最優(yōu)的機器人系統(tǒng)；它也是一個應用創(chuàng)新平臺，如能將現(xiàn)有的機器人技術應用到新的領域；此外，它還是一個原創(chuàng)實踐平臺，如新的智能機理、動作機構(gòu)、算法更新等的設計和實現(xiàn)。

采用智能機器人作為學習、探索和研究的平臺，可以將單調(diào)的知識學習和技能訓練過程轉(zhuǎn)化為各種有趣的制作和探究過程，寓教于樂，是對傳統(tǒng)科學文化知識學習和技能訓練的一種改革。通過對基于智能機器人技術的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的探索與研究，找到一種行之有效的方法提高學生的自主學習能力，增強學生的創(chuàng)新意識和能力，對學校教學改革和學生個人能力培養(yǎng)都具有重要的意義。

3 基于智能機器人的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)

3.1創(chuàng)建機器人學生社團

以競賽激發(fā)學生參與的興趣，鼓勵學生報名。學生根據(jù)興趣和特長進行分組，組內(nèi)、組間既有合作，又有競爭，有力地推進了學習進度。建立學生社團，可以創(chuàng)造互相競爭和互相幫助的學習氛圍。學生在團隊學習過程中攜手合作，彌補相互問的不足，遇到問題一起討論解決，體會到團隊的重要性，不斷學習并且獲得進步。同時，團隊的學習過程就是學生主動學習的過程，因此團隊學習可以培養(yǎng)和提高學生的自主學習能力，使學生能夠體會到主動學習的快樂。

3.2設置機器人創(chuàng)新實踐課程

根據(jù)教學對象的特殊性，在人才培養(yǎng)過程中，組建機器人社團是以大學本科一、二年級學生為主。這些學生基礎知識還不夠健全，系統(tǒng)意識和工程實踐能力相對薄弱，因此，團隊指導采用導師制。導師來自各學科領域的資深教師，一方面通過合理的課程安排為學生講解理論背景，另一方面輔助學生協(xié)調(diào)解決各類問題。

導師授課的內(nèi)容根據(jù)后期工程實踐需要按時間進度合理安排，具體包括機器人技術綜述、單片機原理、單片機開發(fā)技術、C語言、面向機器人的C語言程序設計、電氣基礎、機器人電路開發(fā)、傳感器原理、機器人常用傳感器應用技術等。

機器人創(chuàng)新實踐過程是學生將所學理論融會貫通的過程。將各學科知識高度交叉且實踐性非常強的機器人技術引入實踐教學，不僅有利于學生將所學課程知識進行整合，提高學生搜集和處理信息的能力，而且能夠吸引他們積極參與并勤于動手，改變所學知識相對孤立并偏向理論的舊教學模式，改變重理論輕實踐、把實踐環(huán)節(jié)放在附屬地位的情況，達到培養(yǎng)學生“知行合一”的教育目標。

3.3采用項目驅(qū)動教學模式

基于機器人競賽的項目驅(qū)動教學以學生參加各類機器人競賽為建設項目，為相關專業(yè)的學生提供自主創(chuàng)新平臺。通過選擇競賽項目，如雙足競步、擂臺賽、定向搬運等，學生在導師指導下進行系統(tǒng)設計，模塊配置，機器人結(jié)構(gòu)設計、安裝、制作、調(diào)試，軟件編程等環(huán)節(jié)的學習，設計并制作小型機器人進行比賽。在整個項目完成過程中，學生通過實踐學會提出問題、分析和解決問題，不斷提高實踐能力和創(chuàng)新能力。

開放式自主學習使教學內(nèi)容既滿足教學基本要求，又與科研實踐相結(jié)合。通過“實踐一歸納一推理一再實踐”的模式，學生能對機器人機械、電子、控制、編程等知識有系統(tǒng)的了解，提高學習興趣，然后自己動手進行機器人的控制系統(tǒng)實驗、感覺系統(tǒng)實驗、離線編程實驗、路徑規(guī)劃實驗等，對所學課程知識及其應用達到融會貫通。

3.4組織學生參加機器人競賽

國內(nèi)高等院校課外科技創(chuàng)新活動的比賽種類和層次很豐富，為學生提供發(fā)揮和拓展創(chuàng)新能力的良好環(huán)境。經(jīng)過一段時間的實踐學習，筆者組織并輔導的學生團隊不斷成長進步，在中國機器人大賽暨Robo Cup公開賽、江蘇省大學生機器人大賽、機械創(chuàng)新設計大賽等重大賽事中均名列前茅，并聯(lián)合其他專業(yè)的學生共同參加多項校內(nèi)科技創(chuàng)新競賽，均取得優(yōu)異成績。

4 結(jié)語

智能機器人是一項十分有效的科技創(chuàng)新活動，提供了豐富的創(chuàng)新空間，完成從理論到實踐的過渡。教師通過這樣一系列由淺入深的項目教學或比賽，創(chuàng)造一種全新的教育模式。輝煌的戰(zhàn)果量化地證明學生在智能機器人平臺的學習中鍛煉并提升了能力。

基于智能機器人的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)仍處于探索階段。未來我們將通過開展機器人俱樂部和開設機器人相關知識課程，在學校內(nèi)部和校際間組織小型專項比賽，以及鼓勵學生參加各級（省、全國）機器人競賽，最終找到基于智能機器人的學生創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)機制，使學生在收獲各種成績及知識的基礎上，提高綜合素質(zhì)，成為有創(chuàng)新意識的應用型人才。我們將進一步總結(jié)經(jīng)驗，完善制度，改進不足，不斷探索并推廣基于智能機器人平臺的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式。隨著機制的形成及培養(yǎng)體系的正規(guī)化，我們還會將智能機器人課程納入到教學體系中，探索學校教育轉(zhuǎn)型和學科建設的途徑，對表現(xiàn)優(yōu)異的學生給予學分獎勵。

（編輯：宋文婷）