張宜偉　初俊博　謝小飛　趙建東（海軍大連艦艇學院，遼寧 大連 116018）

科技創(chuàng)新論壇

機器人平臺在工程專業(yè)大學生科技創(chuàng)新活動中的應用

張宜偉初俊博謝小飛趙建東
（海軍大連艦艇學院，遼寧 大連 116018）

本文針對大學生科技創(chuàng)新活動現(xiàn)狀進行分析，基于目前大學生創(chuàng)新活動的不足之處，提出了將機器人平臺引入科技創(chuàng)新活動，闡述了機器人平臺對開展科技創(chuàng)新活動的促進作用。并對以機器人平臺為對象，以大學生科技創(chuàng)新活動為載體，以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為主體，全面提高大學生綜合素質進行了討論。

機器人；大學生科技創(chuàng)新；素質教育

一﹑引言

近年來，我國高等教育發(fā)展迅速，教育理念不斷更新，素質教育越來越被各大高校所重視。創(chuàng)新能力作為大學生綜合素質的一個重要組成部分，在教育教學中受到了廣泛關注。如何培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新能力已經成為高校人才培養(yǎng)的一個熱門議題。

科技創(chuàng)新活動由于其自主性強，形式靈活而成為培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力的主要平臺。對于工程專業(yè)的大學生來說，創(chuàng)新能力不止體現(xiàn)在創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維方面，更要求學生具有相當的實踐能力。機器人作為一種新興的教學工具，種類多樣，方案靈活，對工程專業(yè)的多門基礎及專業(yè)課程均有涉及，同時，由于機器人本身的教學特點，使得學生很容易對其產生興趣。因此，將機器人平臺引入工程專業(yè)的科技創(chuàng)新活動中，具有十分廣闊的前景。

二﹑大學生的科技創(chuàng)新活動現(xiàn)狀分析

目前，雖然各大高校對于科技創(chuàng)新活動都比較重視，各種工程實驗室也為學生提供了很多便捷條件，但科技創(chuàng)新活動的開展依然存在很多不足之處。

1 選題模式較為單一

雖然現(xiàn)在某些研究型大學已經實現(xiàn)了科技創(chuàng)新活動的學生自主選題，但在整個高?？萍紕?chuàng)新活動中仍屬少數。大多數情況下，科技創(chuàng)新活動的選題還是由教師擬定，學生在教師擬定的題目當中選擇較為感興趣的課題進行活動。這種選題方式下，教師通常對題目的難易程度﹑可拓展性等方面有著清晰的把握，但也存在限制了學生在提出問題方面的創(chuàng)新思維的弊端。但完全由學生自行擬定的創(chuàng)新題目，由于學生的經驗不足，又很容易出現(xiàn)題目太易或題目太難的問題。

2 學生對參加科技創(chuàng)新活動積極性不強

科技創(chuàng)新活動是一項以學生為主體的科研活動，學生自主報名﹑獨立選題﹑自發(fā)創(chuàng)建團隊并進行活動。但就普遍情況而言，大部分學生對科技創(chuàng)新活動并不十分感興趣。即使是報名的學生，參加活動的原因很多是出于功利性的目的，即希望自己的畢業(yè)簡歷更為豐富，能在后期競爭中占據一定優(yōu)勢，而不是對創(chuàng)新理念或者活動本身產生興趣。還有些學生更愿意將心思放在考研深造的科目學習上，或者去社會上參加一些培訓，考取相應認證。

究其原因，主要是科技創(chuàng)新活動課題與課堂教學缺乏關聯(lián)性。雖然對于教師來說，其中的聯(lián)系很密切，但對于學生來說，對于所學專業(yè)課程大多停留在學一門是一門的階段，對整個課程體系缺乏系統(tǒng)的認知，很難以創(chuàng)新課題為切入點自行融會貫通。這就使得學生很容易對于科技創(chuàng)新和課堂授課的理解產生了兩極分化，一部分學生認為科技創(chuàng)新活動與學業(yè)關系不大，還有一部分學生認為課堂中學習的知識在解決實際問題的時候用處不大。這兩種認知都在一定程度上抑制了學生參加科技創(chuàng)新活動的積極性.

3 學生的自主能力有待提高

在科技創(chuàng)新活動中，學生脫離傳統(tǒng)的教學模式而成為項目的主導者。這就要求學生除了具有完成某些技術性任務的能力之外，還要能夠對整個項目進行規(guī)劃，而很多大學生在活動中往往對此感到力不從心[2]。這就造成了目前大學生科技創(chuàng)新活動中一個畸形的局面：指導教師對活動課題進行規(guī)劃，布置每一階段的相關任務，學生則被動的完成任務，思考的重心多放在技術環(huán)節(jié)上。這在很大程度上偏離了科技創(chuàng)新活動的初衷。

三﹑機器人平臺在科技創(chuàng)新活動中的應用

機器人平臺是一項新興事物，它在誕生的初期就收到了工程專業(yè)教學領域的廣泛關注，隨著科技的發(fā)展，機器人行業(yè)不僅僅局限于某些高精尖領域，越來越多的教學機器人逐漸走進了大學校園，成為工程專業(yè)教育教學的一項有力工具。

1 將機器人教育引入課堂教學，以課堂教學帶動創(chuàng)新活動

機器人作為一種高綜合度的實驗平臺，它對工程專業(yè)的多門課程，如模擬電路﹑數字電路﹑信號與系統(tǒng)﹑自動控制原理﹑計算機控制等課程均有應用。這就使得在多門課程的教育教學中可以引入機器人教學的相關知識。

對于工程專業(yè)的課程來說，很多后續(xù)課程中會用到先修課程的相關知識，將機器人教育引進課堂，教師在課堂授課中，以機器人作為實際教學案例貫穿多門課程，有助于學生在學習后續(xù)課程時，以機器人為切入點，展開聯(lián)想記憶和發(fā)散記憶，令所學的課程在學生的頭腦中有所憑依，進而幫助學生構建專業(yè)課程體系。

此時再開展基于機器人平臺的科技創(chuàng)新活動，一來學生可以很容易的將創(chuàng)新活動所需的專業(yè)知識與課堂教學的知識點有機的聯(lián)系起來，二來學生已經對機器人有了一定的了解，可以對其進行更深層次的創(chuàng)新思考，同時也可以借此嘗試將在課堂學習之余針對機器人平臺的一些想法﹑創(chuàng)意付諸實踐。

除此之外，機器人教育在激發(fā)學生學習興趣方面還有一個隱性的心理優(yōu)勢，目前各種影視﹑小說等娛樂文學作品中，機器人題材占據了相當大的比重，作為一個在此大環(huán)境下成長的大學生來說，很容易在娛樂活動中對機器人產生好奇心，進而激發(fā)出學習﹑研究的興趣。

2 以機器人為主體，鼓勵學生自擬選題

基礎平臺簡單﹑設計開發(fā)靈活﹑可擴充性強是機器人平臺的普遍特點?；跈C器人平臺開展科技創(chuàng)新活動，鼓勵學生圍繞某型機器人進行自主選題，首先從發(fā)現(xiàn)問題﹑提出問題的角度激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維，在論證選題是否合理﹑難易程度是否適宜的過程中，又鍛煉了學生分析問題﹑評價問題的能力，以及在解決問題上的創(chuàng)新意識。由于有了確定的實物平臺約束，又避免了學生自擬選題中思維過于發(fā)散，選題難以把握的問題。

3 以機器人創(chuàng)新為平臺，提高學生綜合素質

（1）培養(yǎng)學生的統(tǒng)籌規(guī)劃能力

目前大學生的科技創(chuàng)新活動，雖然都是學生為主體完成，但在實施的過程中，大多屬于指導教師作為項目負責人，而學生作為項目組成員的模式?；跈C器人平臺的科技創(chuàng)新活動項目性特點突出，以此為契機，將學生放在項目負責人的位置上，教師則跳出項目團隊，從旁引導學生分析課題﹑規(guī)劃任務并最終完成創(chuàng)新活動，借此培養(yǎng)學生大處著眼的統(tǒng)籌規(guī)劃能力。

（2）培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力

對于教學類機器人來說，通常其基礎平臺不具備特定的機器人功能，需要學生根據創(chuàng)新課題確定的任務目標選擇相應的傳感器﹑單片機等元件進行開發(fā)設計，即使采用相同的機器人平臺，針對同一個任務目標，根據所選擇元件以及策略的不同，所開發(fā)出的機器人成品也各不相同，這就使得機器人的創(chuàng)新范圍非常廣，需要小組成員集思廣益，選優(yōu)汰劣，以確定最終設計方案。同時，機器人創(chuàng)新涉及到硬件設計與軟件編程兩個方面，這就更需要小組成員之間通力協(xié)作。

結語

科技創(chuàng)新活動是培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力的重要平臺，目前，其運行模式仍處于探索階段。機器人平臺作為一種新興的教育教學工具，在工程專業(yè)的課堂和實驗教學中已有了廣泛應用。將機器人與創(chuàng)新能力培養(yǎng)相結合，以機器人設計為切入點開展科技創(chuàng)新活動，能極大的激發(fā)學生的學習﹑科研興趣，同時也對科技創(chuàng)新活動的組織和發(fā)展有積極的推動作用。

[1]董翠敏，劉永強．以機器人教育為平臺培養(yǎng)大學生創(chuàng)新意識和能力[J]．實驗室研究與探索，2011，30（09）：243-244．

[2]王科俊，唐墨，莫宏偉，付斌．控制工程專業(yè)本科生的科技創(chuàng)新實踐技能培養(yǎng)[J]．交通科技與經濟，2011，13（02）：123-125．

[3]王梅娟，盧涌，馮凱，許鳳慧．基于智能機器人的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式初探[J]．計算機教育，2013（02）：63-65．

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