朱博 高翔 梁志偉 徐國政

摘? ?要：機(jī)器人專業(yè)具有交叉領(lǐng)域多、知識(shí)更新快、發(fā)展迅速等特點(diǎn)，相應(yīng)教學(xué)活動(dòng)的開展難以沿用傳統(tǒng)模式，教師急需尋求新的教學(xué)思路來應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。研究發(fā)現(xiàn)：新加坡能在紛繁復(fù)雜、急劇變化的時(shí)代背景下，緊跟時(shí)代脈搏并維持高水準(zhǔn)發(fā)展，許多行之有效的教育舉措功不可沒。多種極富時(shí)代洞察力、適應(yīng)力和促進(jìn)力的教育舉措值得國內(nèi)借鑒，尤其在新興專業(yè)教育領(lǐng)域。文章列舉其中四種舉措：“少教多學(xué)”、“以學(xué)生為中心”、“全英文教學(xué)與全球化意識(shí)培養(yǎng)”和“密切銜接社會(huì)需求，進(jìn)行前瞻性思考”。在闡述內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，探討將它們應(yīng)用于國內(nèi)高等機(jī)器人專業(yè)教育的方法，并分享實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。多項(xiàng)教育舉措相輔相成，能有效激發(fā)學(xué)生的積極性，使之靈活應(yīng)對(duì)機(jī)器人專業(yè)的學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：新加坡高等教育;機(jī)器人專業(yè);本科教學(xué);機(jī)器人技術(shù)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2020）17-0036-06

一、引言

機(jī)器人技術(shù)近年來得到廣泛關(guān)注，工業(yè)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。中國、日本、韓國和歐盟都將機(jī)器人技術(shù)列入了國家科技發(fā)展規(guī)劃。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)對(duì)相關(guān)專業(yè)人才的需求量大幅增加。面對(duì)緊迫的社會(huì)需求，越來越多的高校開設(shè)了和機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的專業(yè)和學(xué)院，全面鋪開機(jī)器人專業(yè)教育。如：東南大學(xué)開設(shè)機(jī)器人工程本科專業(yè)、南京大學(xué)成立人工智能學(xué)院、東北大學(xué)成立機(jī)器人科學(xué)與工程學(xué)院等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2019年8月，已有184家本科院校開設(shè)了機(jī)器人工程專業(yè)。與傳統(tǒng)專業(yè)相比，新的機(jī)器人專業(yè)有其獨(dú)特之處：涉及自動(dòng)化、電子信息、機(jī)械、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料、控制理論、機(jī)器視覺、人工智能、認(rèn)知科學(xué)等眾多前沿學(xué)科，具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、知識(shí)更新快、發(fā)展迅速、難度大等特點(diǎn)。該專業(yè)也對(duì)從業(yè)人員的工程素養(yǎng)有較高要求，更加強(qiáng)調(diào)靈活運(yùn)用知識(shí)、分析解決問題、創(chuàng)新思維、系統(tǒng)思考[1]等方面的能力。

目前，新興的機(jī)器人專業(yè)教育面臨很多挑戰(zhàn)。首先，教學(xué)方案的制定無章可循，教學(xué)科目選擇、課程內(nèi)容取舍存在很大難度，相應(yīng)教學(xué)方式方法尚處于探索階段。其次，師資配置不夠完善，很多教師雖然是相關(guān)領(lǐng)域的專家，但沒有系統(tǒng)地接受過機(jī)器人專業(yè)知識(shí)和技能的培養(yǎng)，對(duì)機(jī)器人教育的認(rèn)知和教學(xué)思路有一定局限性。若沿用傳統(tǒng)多科目“各自為戰(zhàn)”的教學(xué)方式，會(huì)使學(xué)生看待問題局限或者無法抓住專業(yè)主線。最后，國內(nèi)本科教育普遍存在教學(xué)內(nèi)容跟不上學(xué)科發(fā)展速度、教育理念跟不上教育對(duì)象的新變化[2]、重基礎(chǔ)輕前沿、重知識(shí)[3]輕能力、評(píng)價(jià)教學(xué)效果的途徑仍以應(yīng)試為主等等問題，這些問題在機(jī)器人教育中造成的后果將更加嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的專業(yè)能力和素養(yǎng)嚴(yán)重落后于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以上都是新興機(jī)器人專業(yè)教育亟待解決的問題。為解決社會(huì)對(duì)機(jī)器人專業(yè)人才的迫切需求與尚缺乏成熟的機(jī)器人專業(yè)教育手段之間的矛盾，同時(shí)避免新機(jī)器人專業(yè)教育落入“俗套”，研究適應(yīng)該專業(yè)的教育模式和方法迫在眉睫。

新加坡被公認(rèn)為全球高等教育水平最高的國家之一，其教育體系融匯東、西方，既推崇因材施教，也致力于培育精英人才，頗受國際贊譽(yù)[4]。優(yōu)質(zhì)的高等教育使新加坡在紛繁復(fù)雜、急劇變化的時(shí)代背景下一直維持高水準(zhǔn)發(fā)展。深入探究新加坡高等教育的內(nèi)涵，可以發(fā)現(xiàn)許多舉措[5]功不可沒。這些舉措具備極強(qiáng)的時(shí)代洞察力、適應(yīng)力、生命力和促進(jìn)力，使受教育者能夠從容應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境變化，保持與社會(huì)發(fā)展前沿同步，適時(shí)推動(dòng)社會(huì)前行。這便給予我們專業(yè)上的啟發(fā)，如果將有關(guān)舉措在新興機(jī)器人專業(yè)教育中借鑒和運(yùn)用，勢(shì)必能夠使專業(yè)受教育者很好地應(yīng)對(duì)專業(yè)復(fù)雜性，并在未來維持競(jìng)爭(zhēng)力，推動(dòng)我國技術(shù)進(jìn)步。2016年底，筆者有幸進(jìn)入新加坡國立大學(xué)開展研究活動(dòng)，參與了一系列教育實(shí)踐，切身體會(huì)到相關(guān)教育舉措的力量。回國后，筆者嘗試將某些“新加坡做法”在機(jī)器人專業(yè)教學(xué)方面借鑒與應(yīng)用，目前已取得了初步成效，涉及的舉措和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將在本文討論。

二、對(duì)新加坡高等教育四項(xiàng)典型舉措的理解

在新加坡高等教育體系中，存在很多有價(jià)值的教育舉措，從宏觀到微觀[5]，從政策體制到具體實(shí)踐，許多新研究主題仍不斷涌現(xiàn)[6]。本節(jié)選取現(xiàn)階段在機(jī)器人工程教育領(lǐng)域有重要借鑒價(jià)值的四種措施，討論其內(nèi)涵。

1.少教多學(xué)（Teach Less，Learn More）

“少教多學(xué)”最早可以追溯到2004年，它由新加坡總理在國慶致辭中首次提出。其目的是讓教師教得更好，而“更好”的標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)生能夠?yàn)槲磥砩钭龊脺?zhǔn)備，不是只會(huì)準(zhǔn)備好應(yīng)試[7]?！吧俳獭辈皇遣唤毯鸵晃毒?jiǎn)?！吧俳獭笔紫仁蔷x教學(xué)內(nèi)容——教師教授的知識(shí)點(diǎn)具備提綱性、啟發(fā)性、實(shí)效性，容易形成知識(shí)錨點(diǎn)，易于學(xué)生牢固掌握，易于與新知識(shí)關(guān)聯(lián)推廣。然后是教師把精力放在教問題的解決方法和思路，培養(yǎng)學(xué)生解決專業(yè)和社會(huì)問題的能力，從紛繁的“死知識(shí)”講授中脫身?！岸鄬W(xué)”指學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)回歸學(xué)生自身，由學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)和個(gè)人發(fā)展。“少教”為師生雙方都帶來好處：“少教”自然保證了學(xué)生有“多學(xué)”的時(shí)間，讓學(xué)生去探索他們感興趣的領(lǐng)域;“少教”也使教師更加從容安排時(shí)間，增加專業(yè)深造機(jī)會(huì)，用來提高自身專業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新水平和教學(xué)技能。教師質(zhì)量的提高能進(jìn)一步保證教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生受益，形成良性循環(huán)。教師是“少教多學(xué)”的核心，而學(xué)生是“少教多學(xué)”的主體?！吧俳潭鄬W(xué)”是提升教育質(zhì)量的核心。

該舉措在新加坡經(jīng)過十余年的執(zhí)行，成就頗豐，學(xué)生與教師都從中受益。這一舉措緩解了學(xué)生的學(xué)業(yè)壓力，使他們對(duì)演講和課堂討論更加充滿信心，造就了更多全面發(fā)展的學(xué)生。它也使得教師更關(guān)注于學(xué)習(xí)的“質(zhì)量”，將真正的技術(shù)帶入課堂，不再僅關(guān)注于學(xué)習(xí)的“量”（知識(shí)點(diǎn)）和備考。

2.以學(xué)生為中心

進(jìn)入高等學(xué)校的青年學(xué)子精力充沛、思維活躍，自我意識(shí)、求知欲和創(chuàng)造力都很強(qiáng)。新加坡高校管理方充分認(rèn)識(shí)到學(xué)生這一階段的特點(diǎn)，理性引導(dǎo)各項(xiàng)教育教學(xué)活動(dòng)的開展。他們認(rèn)為，學(xué)生事務(wù)管理應(yīng)以學(xué)生為主體（以人為本）、參與為前提（互動(dòng)分享），不強(qiáng)調(diào)管制而是理性引導(dǎo)。他們強(qiáng)調(diào)發(fā)揮學(xué)生的主體參與意識(shí)，提升自主積極性，鼓勵(lì)自我管理、自我發(fā)展、自我負(fù)責(zé)，塑造學(xué)生自治形象，展現(xiàn)學(xué)生的自治魅力[5]。從中可以看出，“以學(xué)生為中心”絕對(duì)不是一味地迎合學(xué)生需求，投其所好，在教育過程中讓學(xué)生“帶路”，而是通過教育方理性引導(dǎo)，讓學(xué)生做自我成長的主人，由此學(xué)生自覺、主動(dòng)成才。這方面要與國內(nèi)個(gè)別院?？此埔匀藶楸镜哪承┳龇▍^(qū)別開。在教學(xué)過程中遷就學(xué)生，課程內(nèi)容和難度都達(dá)不到專業(yè)要求的做法，實(shí)則是放棄對(duì)處于黃金年齡段學(xué)生的成才教育，對(duì)學(xué)生本人和社會(huì)都極其不負(fù)責(zé)任，不是真的以人為本。

3.全英文教學(xué)與全球化意識(shí)培養(yǎng)

新加坡屬于多種族多語種共存國家，為實(shí)現(xiàn)高等教育與國際無縫對(duì)接，更好更快吸收國際前沿領(lǐng)域成果，公立學(xué)校全部采用英文授課。該舉措實(shí)施多年以來，學(xué)生普遍能夠自如進(jìn)行英文學(xué)術(shù)交流。在無語言障礙的前提下，新加坡推行全球化辦學(xué)策略：面向全球招聘高學(xué)術(shù)水平的教授及專家;根據(jù)世界前沿課題研究及時(shí)更新學(xué)科設(shè)置;引入國外高質(zhì)量教材供學(xué)生參考等等。種種國際化教學(xué)手段潛移默化中培養(yǎng)著學(xué)生著眼全球的敏銳觸角和全球化意識(shí)。走出校門后，這些學(xué)生能持續(xù)保持對(duì)科技前沿的敏銳洞察力，并能維持終身知識(shí)學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造力。此類高素質(zhì)公民在新加坡占據(jù)一定比例，他們對(duì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)力不可估量。

4.密切銜接社會(huì)需求，進(jìn)行前瞻性思考

新加坡高校總能將熱門社會(huì)需求迅速反映到課程的設(shè)置和授課內(nèi)容的編排上。他們?cè)诮逃^程中也不斷引導(dǎo)學(xué)生追蹤社會(huì)發(fā)展前沿，緊密對(duì)接社會(huì)需求。幾十年教育積累下，新加坡的普通民眾（如出租車司機(jī)、公司職員）對(duì)未來五年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和熱門人才需求都有清晰的認(rèn)知，這進(jìn)一步促進(jìn)了下一代的成長。從社會(huì)層面看，人才準(zhǔn)備、人才培養(yǎng)、填補(bǔ)社會(huì)需求三個(gè)環(huán)節(jié)密切銜接，形成了良性循環(huán)，很大程度上杜絕了人才浪費(fèi)，使得人盡其用，高效利用了有限的社會(huì)資源。而對(duì)于受教育個(gè)人，他們?cè)诼殬I(yè)成長過程中很少做無用功，能夠盡快成長為領(lǐng)域精英，獲得最優(yōu)質(zhì)的個(gè)人發(fā)展。

三、機(jī)器人專業(yè)教育中的借鑒

歷史經(jīng)驗(yàn)證明了照抄照搬舶來品并不可取，對(duì)于新加坡較為成功的高等教育舉措同樣如此。揣摩相關(guān)舉措的內(nèi)涵，并創(chuàng)造性地加以借鑒，才能為我所用，避免誤入歧途，推動(dòng)相關(guān)專業(yè)教育的發(fā)展。

1.“少教多學(xué)”方面的借鑒

如前所述，機(jī)器人專業(yè)是一門學(xué)科交叉性強(qiáng)、知識(shí)更新快、發(fā)展迅速的前沿學(xué)科，在短短兩到三年的本科專業(yè)教學(xué)時(shí)間里，面面俱到地講授所有相關(guān)內(nèi)容，顯然不符合實(shí)際，更重要的是會(huì)丟失機(jī)器人專業(yè)自身的特色?！吧俳潭鄬W(xué)”思想強(qiáng)調(diào)傳授提綱性、啟發(fā)性、實(shí)效性內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決問題的能力。教師也可從中掌握更多的自主時(shí)間以改進(jìn)教學(xué)。因此，“少教多學(xué)”特別適合于機(jī)器人專業(yè)教育。

在機(jī)器人專業(yè)中借鑒“少教多學(xué)”思想，具體措施概括為“課程精煉、授課點(diǎn)透和興趣研學(xué)”三個(gè)環(huán)節(jié)兩個(gè)層次（如圖 1所示）。第一個(gè)環(huán)節(jié)“課程精煉”依據(jù)“有助于把握學(xué)科脈絡(luò)、啟發(fā)學(xué)生興趣點(diǎn)、對(duì)高階學(xué)習(xí)有橋梁過渡作用”標(biāo)準(zhǔn)，選擇契合機(jī)器人專業(yè)方向的若干學(xué)科，并依照相關(guān)性對(duì)內(nèi)容規(guī)劃、提煉和重組，形成授課課程體系。特別需要注意以下三點(diǎn)：將關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的課程內(nèi)容精簡(jiǎn)與合并;將抽象算法類課程融入應(yīng)用課程講授;與其他專業(yè)同名的課程則精簡(jiǎn)內(nèi)容，僅保留與機(jī)器人學(xué)科相關(guān)的內(nèi)容。例如：將被認(rèn)為較“虛幻”的《人工智能》課程融入《機(jī)器人視覺》課程，形成《機(jī)器人視覺與人工智能》新課程，讓學(xué)生真切體會(huì)到人工智能技術(shù)的現(xiàn)實(shí)性;又如在《圖像處理》課程中略去圖像編碼和壓縮等內(nèi)容。第二個(gè)環(huán)節(jié)“授課點(diǎn)透”指對(duì)解決機(jī)器人領(lǐng)域問題有重要作用的內(nèi)容重點(diǎn)講授，使學(xué)生清楚認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)能解決什么問題（What）、為什么（Why）和怎么解決問題（How），為未來深入研究和應(yīng)用埋下“伏筆”。教師講授過程中應(yīng)著重闡釋相關(guān)內(nèi)容在機(jī)器人領(lǐng)域中的角色、問題解決過程以及思維過程，而避免糾纏于復(fù)雜公式的推導(dǎo)。教學(xué)過程中啟發(fā)學(xué)生搜尋關(guān)聯(lián)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生尋找興趣點(diǎn)，為自主選擇高階學(xué)習(xí)內(nèi)容做好準(zhǔn)備。“課程精煉”和“授課點(diǎn)透”兩環(huán)節(jié)的有機(jī)結(jié)合形成了“少教”的內(nèi)容主體，構(gòu)成了教學(xué)的第一個(gè)層次。該層次使學(xué)生在少量學(xué)時(shí)內(nèi)獲得更精準(zhǔn)的知識(shí)錨點(diǎn)，為知識(shí)遷移和探索蓄力。而授課內(nèi)容針對(duì)性強(qiáng)、精煉，也保證了“多學(xué)”的基礎(chǔ)和時(shí)間裕度。事實(shí)上授課過程已開啟了“初階多學(xué)”模式。

“興趣研學(xué)”則是教師圍繞學(xué)生興趣點(diǎn)設(shè)置高階研學(xué)課程和課題，引導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)——“高階多學(xué)”，這是位于第二個(gè)層次的第三個(gè)環(huán)節(jié)?！芭d趣研學(xué)”的實(shí)施前提是：在接受第一層次專業(yè)教育過程中，學(xué)生已發(fā)現(xiàn)自己的專業(yè)興趣點(diǎn)，有選擇高階課程和課題的能力。第二層次中，課程和課題通常設(shè)置為專業(yè)方向性強(qiáng)，難度較大，但又是領(lǐng)域前沿的重要內(nèi)容。例如：在《機(jī)器人學(xué)（進(jìn)階）》課程中可以指定動(dòng)力學(xué)、李群描述等高階內(nèi)容。課程和課題不需要教師課堂講授，但教師要營造好“多學(xué)”的氛圍，適時(shí)為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資源、學(xué)習(xí)素材，指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、深入探究、解決問題，達(dá)到“多學(xué)”目的。同時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)有明確的課程大綱和結(jié)課標(biāo)準(zhǔn)，把好結(jié)課關(guān)。學(xué)生在此過程中不僅能夠牢固和深入地掌握知識(shí)，還能培養(yǎng)探索和解決問題的能力。

綜上，在“少教多學(xué)”的實(shí)施中，教師負(fù)責(zé)好“搭平臺(tái)、擰螺絲、指方向、引思路”即可，不用過多參與耗時(shí)的知識(shí)學(xué)習(xí)過程，知識(shí)獲取、問題解決、創(chuàng)新能力均由學(xué)習(xí)主體在“多學(xué)”過程中實(shí)現(xiàn)。實(shí)施過程節(jié)省下的時(shí)間有利于教師提升專業(yè)素養(yǎng)、完善知識(shí)體系和豐富教學(xué)技能，以便更好地指導(dǎo)學(xué)生，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長。

2.學(xué)生為本，教師引導(dǎo)

機(jī)器人這一復(fù)雜學(xué)科知識(shí)更新快、發(fā)展迅速，放手讓思維活躍、求知欲和創(chuàng)造力強(qiáng)的青年學(xué)子自發(fā)地學(xué)習(xí)領(lǐng)域知識(shí)、追逐學(xué)科前沿，勢(shì)必能快捷、有效地達(dá)成教育目標(biāo)。此外，該過程不應(yīng)忽視教師的引導(dǎo)作用。

機(jī)器人專業(yè)教育要做到“以人為本”，首先從教者要認(rèn)清以人為本的內(nèi)涵，認(rèn)清學(xué)生是學(xué)習(xí)主體，并不失時(shí)機(jī)地設(shè)法讓受教者認(rèn)同主體角色?，F(xiàn)代高等教育不是培養(yǎng)“被動(dòng)應(yīng)答機(jī)器”，而是培養(yǎng)能夠解決專業(yè)問題的高級(jí)專業(yè)人才。目前，相當(dāng)一部分本科學(xué)生，仍維持著應(yīng)試教育的巨大慣性，扮演著被動(dòng)學(xué)習(xí)者的角色，這與新工科的培養(yǎng)目標(biāo)[8]格格不入，會(huì)影響機(jī)器人專業(yè)教育目標(biāo)的達(dá)成。教師要想方設(shè)法將學(xué)生“要我怎么做我才怎么做”的被動(dòng)思維模式轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙趺醋霾拍艹蔀閷I(yè)人才”的主動(dòng)模式。

其次，教師要設(shè)計(jì)出適應(yīng)教育對(duì)象的專業(yè)教育活動(dòng)，并在教育過程中不斷為學(xué)生提供成長動(dòng)力，充分施展學(xué)生才能?！?5后”大學(xué)生有強(qiáng)烈的自我中心意識(shí)，追求獨(dú)立和個(gè)性化，這為形成活躍學(xué)習(xí)主體提供了良好基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，合適的專業(yè)活動(dòng)將能有效推動(dòng)教育目標(biāo)的達(dá)成。施教著力點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：①教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)興趣或特長找到專業(yè)學(xué)習(xí)入口，激發(fā)學(xué)生的探索欲望。②適時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況給予方向指引和思維開解。機(jī)器人專業(yè)知識(shí)點(diǎn)多、難度大、思維水平要求高，而初學(xué)者常對(duì)難度進(jìn)階較為敏感，易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)思路混亂、學(xué)習(xí)態(tài)度消極等問題，這就要求教師適時(shí)采取調(diào)節(jié)措施。③著力培養(yǎng)骨干學(xué)生團(tuán)隊(duì)，樹立優(yōu)秀代表形象，并選擇在合適場(chǎng)合展現(xiàn)學(xué)生自治魅力和才華。常見的自治魅力展現(xiàn)手段有學(xué)習(xí)交流圓桌會(huì)、學(xué)術(shù)活動(dòng)見聞分享活動(dòng)和階段性成果展示等。該做法有助于帶動(dòng)周邊同學(xué)形成內(nèi)在的學(xué)習(xí)熱情和動(dòng)力，周邊同學(xué)的進(jìn)步也會(huì)反向激勵(lì)骨干成員，從而形成良性循環(huán)。④多利用喜聞樂見的現(xiàn)代教育手段和新媒體維持學(xué)生求知狀態(tài)。例如：讓學(xué)生關(guān)注一些專業(yè)團(tuán)隊(duì)的公眾號(hào)、博客和Vlog等。

最后需要指出的是，教師引導(dǎo)過程中應(yīng)當(dāng)避免不恰當(dāng)?shù)亩绦Ъ?lì)行為，它們會(huì)破壞學(xué)習(xí)的內(nèi)在動(dòng)力，“理性引導(dǎo)”絕不應(yīng)該含有利誘、催促或者強(qiáng)制命令等變味成分。

3.英文學(xué)習(xí)素材與全球化意識(shí)培養(yǎng)

目前，機(jī)器人核心技術(shù)仍由國外科研機(jī)構(gòu)主導(dǎo)，很多前沿技術(shù)仍掌握在西方科技人員手中。為趕超國際發(fā)展步伐，所培養(yǎng)的學(xué)生必須能夠與國外同行和學(xué)者進(jìn)行交流，這離不開專業(yè)英文能力的培養(yǎng)。盡管我國高校無法也沒必要實(shí)現(xiàn)全英文教學(xué)，但為了快速吸收國際前沿成果，并在未來引領(lǐng)發(fā)展，學(xué)生必須有一定量的專業(yè)英文知識(shí)儲(chǔ)備。與目前普遍施行的雙語教學(xué)有所不同，筆者認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)圍繞專業(yè)內(nèi)容，開展涉及專業(yè)視、聽、會(huì)話、寫作、論文閱讀、技術(shù)資料查閱等方面的多維度、全方位專業(yè)英文學(xué)習(xí)。值得注意的是，盡管有些英文學(xué)習(xí)素材已有中文版本，筆者仍強(qiáng)烈建議學(xué)生閱讀英文原版，這可為開展深入研究奠定詞匯基礎(chǔ)，同時(shí)避免翻譯出入造成的理解偏差。同時(shí)，筆者認(rèn)為英文素材應(yīng)該在學(xué)生入校學(xué)習(xí)之初便開始使用，并形成常態(tài)化。

學(xué)生適應(yīng)英文學(xué)習(xí)素材開展專業(yè)學(xué)習(xí)后，教師便可以逐步培養(yǎng)其全球化研究意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生走出去、看開來。多校聯(lián)合專業(yè)培養(yǎng)、專業(yè)游學(xué)和考察、參加國際會(huì)議、參觀著名機(jī)器人展會(huì)、開放專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、參與國際合作研究項(xiàng)目等，都是培養(yǎng)學(xué)生全球化意識(shí)的有效手段。各類專業(yè)活動(dòng)能夠增進(jìn)學(xué)生對(duì)國際交流、協(xié)同創(chuàng)新、合作攻關(guān)的理解，有助于拓寬專業(yè)思路和培養(yǎng)專業(yè)洞察力，推動(dòng)機(jī)器人學(xué)科和工程應(yīng)用持續(xù)、快速發(fā)展。

4.關(guān)注前沿需求，進(jìn)行前瞻性思考

機(jī)器人專業(yè)涉及的技術(shù)點(diǎn)眾多且發(fā)展快，相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)也在迅速更替、分化、合并或者消亡。為在快速演變的產(chǎn)業(yè)鏈中，準(zhǔn)確地抓住發(fā)展機(jī)遇，學(xué)生應(yīng)當(dāng)養(yǎng)成“關(guān)注前沿需求，進(jìn)行前瞻性思考”的思維模式，更好地把握職業(yè)方向。

目前，大多數(shù)學(xué)生都能做到緊盯社會(huì)需求，但有些走向了一個(gè)極端——僅僅關(guān)注眼前熱門技術(shù)。這樣導(dǎo)致的直接后果就是步入社會(huì)后疲于奔命、盲目追逐熱門技術(shù)，無法在專業(yè)領(lǐng)域站穩(wěn)腳。隨著年齡增長，知識(shí)結(jié)構(gòu)更新落后于時(shí)代步伐，很多人最終無法逃脫被淘汰的命運(yùn)。下面是近年的一個(gè)典型例子：2014年起，前沿領(lǐng)域?qū)ython語言的需求出現(xiàn)較大缺口，但當(dāng)時(shí)的學(xué)生仍投入大量精力學(xué)習(xí)傳統(tǒng)語言、關(guān)注與其相關(guān)的工作崗位，對(duì)這一發(fā)展態(tài)勢(shì)視而不見。僅4～5年時(shí)間，傳統(tǒng)語言崗位的人員需求趨于飽和，待遇一降再降，而此時(shí)Python語言在人工智能浪潮推動(dòng)下已炙手可熱。很多程序員迫于生存壓力投入新的學(xué)習(xí)大軍。隨著年齡的增長，這樣的被動(dòng)轉(zhuǎn)變?cè)絹碓诫y以實(shí)現(xiàn)，究其根本原因，就在于學(xué)習(xí)者知識(shí)面狹隘，缺乏前瞻性思考能力，從而只能在短視行為下被動(dòng)前行。

為避免類似現(xiàn)象發(fā)生，浪費(fèi)人力資源，機(jī)器人專業(yè)教育者要不遺余力地了解社會(huì)需求動(dòng)向和前沿科技公司動(dòng)態(tài)，拓寬專業(yè)視野，提高對(duì)發(fā)展方向的洞察力。更重要的是，啟發(fā)學(xué)生拓寬知識(shí)面，掌握學(xué)術(shù)前沿發(fā)展脈絡(luò)，把握產(chǎn)業(yè)發(fā)展脈搏，多從專業(yè)角度前瞻性地考慮當(dāng)下問題，逐步讓這種思維方式深入骨髓，指導(dǎo)行動(dòng)。這樣，學(xué)生進(jìn)入社會(huì)后才能獲得持續(xù)、良性發(fā)展的“金飯碗”。

四、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)討論

盡管筆者所在高校目前尚未開設(shè)機(jī)器人專業(yè)，但早在2010年就成立了機(jī)器人專業(yè)社團(tuán)。在社團(tuán)內(nèi)部，我校建立了一套微教學(xué)系統(tǒng)，構(gòu)建了較為完整的課程體系，并開展了一系列特色教學(xué)活動(dòng)。社團(tuán)成立以來，學(xué)生在RoboCup國際和中國區(qū)賽、中國機(jī)器人大賽、中國服務(wù)機(jī)器人大賽、智能互聯(lián)大賽等多項(xiàng)賽事中取得了驕人成績(jī)，并在公益、科研、創(chuàng)新等多方面有出色的表現(xiàn)。近兩年，新施行的一些教學(xué)舉措在學(xué)生培養(yǎng)中起到了推動(dòng)作用，并為社團(tuán)今后發(fā)展助力。

學(xué)生社團(tuán)廣泛接納對(duì)機(jī)器人專業(yè)方向有興趣的同學(xué)。社團(tuán)主要活動(dòng)分為兩大部分：課程學(xué)習(xí)和實(shí)戰(zhàn)活動(dòng)（見圖 2中的兩個(gè)金字塔）。我校對(duì)社團(tuán)活動(dòng)的安排充分體現(xiàn)了前述四個(gè)重要舉措。

首先，“課程學(xué)習(xí)”正金字塔和“實(shí)戰(zhàn)活動(dòng)”倒金字塔共同實(shí)現(xiàn)了“少教多學(xué)”?！罢n程學(xué)習(xí)”正金字塔體現(xiàn)了“少教”的內(nèi)容主體，有兩層含義：一是越往上課程難度越高，專業(yè)方向劃分越細(xì);二是越往上教師參與傳授的具體知識(shí)越少，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的直接干預(yù)越少?！皩?shí)戰(zhàn)活動(dòng)”倒金字塔橫向與課程學(xué)習(xí)層次對(duì)應(yīng)，表示在相應(yīng)課程學(xué)習(xí)期間，可以參加何種實(shí)戰(zhàn)活動(dòng)。強(qiáng)調(diào)“實(shí)戰(zhàn)”是因?yàn)槲倚ＯＭ囵B(yǎng)出來的學(xué)生能真正掌握解決問題的技能，而不僅僅停留在模仿學(xué)習(xí)階段。倒金字塔體現(xiàn)了“多學(xué)”主體的參與程度，越向上意味著涉及的活動(dòng)類型、技術(shù)面、問題面、知識(shí)面越廣，需要學(xué)生自主學(xué)習(xí)的東西越多，學(xué)生的自主性越強(qiáng)。

活動(dòng)細(xì)節(jié)上，在“課程學(xué)習(xí)”方面，對(duì)新加入社團(tuán)的同學(xué)開設(shè)超短學(xué)時(shí)微課堂，由教師和高年級(jí)同學(xué)共同授課。課程內(nèi)容包括：基礎(chǔ)機(jī)器人學(xué)、機(jī)器人操作系統(tǒng)概述、機(jī)器人硬件系統(tǒng)概述、圖像分析與處理、機(jī)器人視覺與人工智能等通識(shí)課程。各門課程授課時(shí)間一般控制在4～6課時(shí)，內(nèi)容以介紹核心理論、學(xué)習(xí)思路和與高階課題的聯(lián)系為主，主要講清楚“WWH問題”（教師）和“怎么學(xué)”（高年級(jí)同學(xué)），而不去糾纏學(xué)科發(fā)展史和過多的理論推導(dǎo)。學(xué)生結(jié)束通識(shí)課程后，鼓勵(lì)他們發(fā)現(xiàn)興趣點(diǎn)，以共同攻關(guān)某一領(lǐng)域問題為目標(biāo)結(jié)成小組，進(jìn)入“興趣研學(xué)”層面，引導(dǎo)他們“做中學(xué)”。根據(jù)組別方向，布置進(jìn)階學(xué)習(xí)任務(wù)。例如：對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)方向，布置Python語言、scikit-learn庫、Keras框架等編程技術(shù)課程，以及聚類學(xué)習(xí)、支持向量機(jī)、決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、深度學(xué)習(xí)下的GAN（生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)）等理論性課程，各項(xiàng)內(nèi)容逐步加深。對(duì)逐步深入的每個(gè)階段，指導(dǎo)老師都給出具體的學(xué)習(xí)內(nèi)容、設(shè)定階段性考核任務(wù)。由學(xué)生自行根據(jù)網(wǎng)絡(luò)課程、專業(yè)博客和教師提供的學(xué)習(xí)材料等開展研學(xué)活動(dòng)。通過解決階段性考核任務(wù)中的問題，以“學(xué)習(xí)—解決問題—再學(xué)習(xí)……”方式，學(xué)生不斷獲得成就感和學(xué)習(xí)動(dòng)力，整體水平得以提升。當(dāng)學(xué)生水平提升到一定層次，由教師引導(dǎo)研讀領(lǐng)域論文促進(jìn)其掌握技術(shù)點(diǎn)前沿和把握技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，并引導(dǎo)其開展創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)學(xué)習(xí)。在“實(shí)戰(zhàn)活動(dòng)”方面，學(xué)生的能力水平進(jìn)一步由外部多層次活動(dòng)促進(jìn)和檢驗(yàn)，并且以此評(píng)價(jià)內(nèi)部機(jī)制的運(yùn)行成效。

值得注意的是，在上述教育過程中，筆者發(fā)現(xiàn)教學(xué)效果很大程度上依賴于學(xué)生的自覺性。少數(shù)學(xué)生在這種方式下學(xué)習(xí)效果堪憂，主要存在如下問題：①有熱情參加專業(yè)學(xué)習(xí)，但難以從灌輸式、應(yīng)試學(xué)習(xí)模式中跳出來，突出表現(xiàn)是遍歷式讀書、機(jī)械式背知識(shí)點(diǎn)、動(dòng)手能力差、無工程意識(shí)、缺乏主動(dòng)思考等等。②思想上將社團(tuán)教學(xué)活動(dòng)當(dāng)成課外興趣班，上課就是湊熱鬧。③僅認(rèn)為課堂教學(xué)才是正規(guī)學(xué)習(xí)，不認(rèn)同這種學(xué)習(xí)模式，甚至認(rèn)為“少教”、布置自學(xué)任務(wù)是教師在“偷懶”。要解決這些問題，還需要在將來做進(jìn)一步的研究。

其次，從前述活動(dòng)的組織情況也不難發(fā)現(xiàn)，整個(gè)社團(tuán)活動(dòng)貫穿了“學(xué)生為本、教師引導(dǎo)”的理念。學(xué)生參與社團(tuán)授課和培訓(xùn)、自發(fā)形成課題小組、自主研學(xué)、自主解決一個(gè)個(gè)專業(yè)問題等等，本身就是以學(xué)生為本。為各個(gè)小組制定學(xué)習(xí)內(nèi)容和課題方向，適時(shí)提供學(xué)習(xí)素材和指引，體現(xiàn)出了教師的引導(dǎo)作用。除此之外，社團(tuán)日常事務(wù)、課題小組的學(xué)習(xí)活動(dòng)完全由學(xué)生自治管理;學(xué)生自發(fā)舉辦或參與機(jī)器人相關(guān)的學(xué)術(shù)和公益活動(dòng);階段性成果驗(yàn)收中，學(xué)生以作品展示參與考核……各項(xiàng)活動(dòng)都體現(xiàn)了以學(xué)生為本，充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性。學(xué)生樂于用自己所學(xué)服務(wù)同學(xué)、服務(wù)社會(huì)，展現(xiàn)了青春的魅力;學(xué)生通過多項(xiàng)活動(dòng)認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)的價(jià)值，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)不足，完善自我，掌握了學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)。學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)回歸后，學(xué)生還能不時(shí)提出建設(shè)性學(xué)習(xí)方法，推動(dòng)學(xué)業(yè)進(jìn)步。例如：很多同學(xué)反映機(jī)器人專業(yè)入門難，高年級(jí)同學(xué)便設(shè)計(jì)了一些簡(jiǎn)單的入門實(shí)踐項(xiàng)目，提供給初學(xué)者練手，逐步形成“入門實(shí)踐—初級(jí)學(xué)習(xí)—深入實(shí)踐—深入學(xué)習(xí)”的學(xué)習(xí)模式。在此基礎(chǔ)上，社團(tuán)活動(dòng)中教師的工作重心不斷向培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、理解能力和思維方式轉(zhuǎn)移。例如：在區(qū)婦聯(lián)組織的“童心向黨，筑夢(mèng)棲霞——走進(jìn)機(jī)器人”公益活動(dòng)結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生向公眾通俗、準(zhǔn)確地闡述機(jī)器人專業(yè)知識(shí)，討論機(jī)器人科普目前的不足，分析專業(yè)能力的價(jià)值等等，這些有助于學(xué)生提高思維水平，為深入開展后續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)埋下伏筆。

再者，在“英文學(xué)習(xí)素材與全球化意識(shí)培養(yǎng)”方面，我校為學(xué)生提供的學(xué)習(xí)素材從操作系統(tǒng)到開發(fā)環(huán)境，從軟件包到學(xué)習(xí)文檔，從文獻(xiàn)檢索引擎到專業(yè)文獻(xiàn)等等全部為英文版，而且要求內(nèi)部討論必須使用英文文稿。大部分學(xué)生開始時(shí)非常不理解和不適應(yīng)這種方式，仍然在網(wǎng)上找中文翻譯，或者自行翻譯成中文后從中文角度理解相關(guān)內(nèi)容。對(duì)此，我們采取“氛圍營造+學(xué)習(xí)體會(huì)”的方式讓學(xué)生體驗(yàn)原生英文表達(dá)的重要性?！胺諊鸂I造”指在學(xué)術(shù)交流時(shí)逐步穿插英文素材，潛移默化中讓學(xué)生適應(yīng)英文環(huán)境?！皩W(xué)習(xí)體會(huì)”指在研學(xué)過程中，讓學(xué)生體會(huì)英文表達(dá)的重要性。例如：學(xué)生在查找novelty detection資料時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)中文直譯為“新穎性檢測(cè)”，非常難于理解，但是從原生英文角度就比較好理解，“Novelty is the quality of being different，new，and unusual”，再對(duì)比“anomaly detection”即可抓住概念本質(zhì)。我校鼓勵(lì)學(xué)生參加國際學(xué)術(shù)活動(dòng)、會(huì)議、國際級(jí)別比賽等，學(xué)生在這些活動(dòng)中逐步豐富了知識(shí)、拓寬了視野，也及時(shí)改正了自身的不足。團(tuán)隊(duì)中部分學(xué)生在本科畢業(yè)后進(jìn)入歐美高校進(jìn)行深造，這與平時(shí)的知識(shí)積累和眼界培養(yǎng)不無關(guān)系。

最后，在“關(guān)注前沿需求，進(jìn)行前瞻性思考”方面，我校鼓勵(lì)學(xué)生以掌握的知識(shí)技能為基礎(chǔ)，通過文獻(xiàn)梳理、實(shí)地走訪等方式，進(jìn)行5～10年的學(xué)科發(fā)展（學(xué)生成果例子見文獻(xiàn)[9]，第三作者為本科生）和市場(chǎng)需求調(diào)研，預(yù)測(cè)發(fā)展動(dòng)向和未來需求。著力培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化意識(shí)，開拓迎合需求的產(chǎn)品和服務(wù)領(lǐng)域。鼓勵(lì)學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”、挑戰(zhàn)杯、創(chuàng)青春等創(chuàng)業(yè)大賽。目前，團(tuán)隊(duì)已有多人成立了自己的創(chuàng)業(yè)公司，也有多人拿到不同級(jí)別的政府創(chuàng)業(yè)資助。

自2016年起全面實(shí)施相關(guān)教育措施以來，筆者欣喜地看到學(xué)生面貌的改觀。已經(jīng)成長起來的高年級(jí)同學(xué)為低年級(jí)同學(xué)做出了榜樣，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)向好的方向發(fā)展。我校逐步為學(xué)生樹立起對(duì)專業(yè)本身、專業(yè)前景和未來發(fā)展的正確認(rèn)知，激發(fā)起他們的學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力，從而使學(xué)生得到更好的發(fā)展。

五、結(jié)束語

高等工程教育中的機(jī)器人專業(yè)教育是近年新興的一個(gè)熱門方向。為避免該專業(yè)教育重現(xiàn)傳統(tǒng)教育方式的弊端，本文結(jié)合我國國情，探討將新加坡的一些具備時(shí)代洞察力、適應(yīng)力、生命力和促進(jìn)力的教育做法應(yīng)用于機(jī)器人專業(yè)教育。本文列舉其中四種典型教育舉措：“少教多學(xué)”、“以學(xué)生為中心”、“全英文教學(xué)與全球化意識(shí)培養(yǎng)”和“密切銜接社會(huì)需求，進(jìn)行前瞻性思考”。在闡述內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，探討將其應(yīng)用于國內(nèi)機(jī)器人專業(yè)教育的方法，并分享在應(yīng)用中摸索出的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。從已有經(jīng)驗(yàn)可以看出，多種教育舉措相輔相成，能有效激發(fā)學(xué)生的積極性，使其能夠應(yīng)對(duì)機(jī)器人這種復(fù)雜交叉性專業(yè)的學(xué)習(xí)，順利實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。最后，值得注意的是，造就優(yōu)質(zhì)的工程教育是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，還需要宏觀、中觀、微觀多個(gè)方面[10]的協(xié)同配合。機(jī)器人工程專業(yè)的建設(shè)需要相關(guān)人士共同努力，構(gòu)建完善的教學(xué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教育目標(biāo)。未來，可以根據(jù)實(shí)踐需要，進(jìn)一步摸索、借鑒其他新的教育理念[5]，以促進(jìn)機(jī)器人專業(yè)教育的良好發(fā)展。

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（編輯：王曉明）