鄧張升 劉斐怡 劉子琪 王圓慧 李輝

基金項(xiàng)目：2021年北京市本科生市級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目創(chuàng)新類項(xiàng)目“基于校友案例分析的大學(xué)生機(jī)器人發(fā)展平臺(tái)構(gòu)建”。

作者簡(jiǎn)介：鄧張升（1989-），男，廣西梧州人，碩士，講師，研究方向：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)管理;劉斐怡（2002-），女，江西南昌人，北京科技大學(xué)外國(guó)語(yǔ)學(xué)院本科在讀，研究方向：外國(guó)語(yǔ)言文學(xué);劉子琪（2000-），女，陜西綏德人，北京科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院本科在讀，研究方向：國(guó)際經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易;王圓慧（1999-），女，內(nèi)蒙古牙克石人，北京科技大學(xué)文法學(xué)院本科在讀，研究方向：社會(huì)工作;李輝（1989-），女，山西大同人，碩士，講師，研究方向：機(jī)器視覺(jué)、圖像處理。

摘 要：機(jī)器人實(shí)踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育具有相通的邏輯，多年的實(shí)踐也驗(yàn)證了該實(shí)踐教學(xué)模式的有效性，因此，有必要提出“機(jī)器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實(shí)踐教育模式，其互促模式有利于跨學(xué)科交流、鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、磨煉意志品質(zhì)、形成創(chuàng)新思維等。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人競(jìng)賽;機(jī)器人實(shí)踐教育;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育;互促模式

中圖分類號(hào)：F27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.10.021

0 引言

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民生改善比過(guò)去任何時(shí)候都更加需要科學(xué)技術(shù)解決方案，都更加需要增強(qiáng)創(chuàng)新這個(gè)第一動(dòng)力。大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是推動(dòng)社會(huì)創(chuàng)新進(jìn)步的重要途徑。近年來(lái)，隨著機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用，以機(jī)器人技術(shù)為基礎(chǔ)的機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教育在國(guó)內(nèi)高校得到廣泛發(fā)展，其學(xué)科交叉、緊跟前沿的特點(diǎn)獲得了科研領(lǐng)域、教學(xué)領(lǐng)域甚至創(chuàng)投領(lǐng)域的關(guān)注。機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)踐教育不僅培養(yǎng)了青年學(xué)生的科創(chuàng)興趣、綜合素質(zhì)、學(xué)科能力，也為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的持續(xù)性發(fā)展提供了儲(chǔ)備人才，尤其是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

機(jī)器人實(shí)踐教育其中一種表現(xiàn)形式就是機(jī)器人競(jìng)賽。機(jī)器人競(jìng)賽作為連接教育與產(chǎn)業(yè)的橋梁，為智能硬件領(lǐng)域培養(yǎng)了大批卓越的工程師、創(chuàng)業(yè)企業(yè)家。一項(xiàng)針對(duì)全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽（CURC）參賽者畢業(yè)后創(chuàng)業(yè)情況的調(diào)研顯示，參賽隊(duì)員創(chuàng)立機(jī)器人企業(yè)達(dá)160家，創(chuàng)業(yè)人數(shù)600人，實(shí)現(xiàn)就業(yè)崗位新增16000人。目前，全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽包含ROBOCON，ROBOMASTER、ROBOTAC和機(jī)器人創(chuàng)業(yè)賽四項(xiàng)賽事。

吳振宇等學(xué)者認(rèn)為，加強(qiáng)高校機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)體系建設(shè)，有利于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)意思維、創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)業(yè)能力，正逐步成為推進(jìn)高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革較為重要的切入口之一。王旭認(rèn)為機(jī)器人實(shí)踐基地是大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育人才培養(yǎng)的一種獨(dú)特方式，是傳授知識(shí)、塑造理想、提升技能、完善品格的良好平臺(tái)。二者都認(rèn)可了機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的關(guān)系，但仍需要繼續(xù)深入剖析二者的內(nèi)在聯(lián)系。本文將對(duì)機(jī)器人實(shí)踐教育對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育促進(jìn)其中的機(jī)理實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析研究。

1 機(jī)器人實(shí)踐教育的特點(diǎn)

我國(guó)高校主要以機(jī)器人競(jìng)賽為載體在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面進(jìn)行了改革和實(shí)踐，主要做法有開(kāi)設(shè)創(chuàng)新類課程，成立教師指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，鼓勵(lì)科創(chuàng)類基地協(xié)會(huì)組織建設(shè)，組織承辦科技創(chuàng)新比賽。機(jī)器人實(shí)踐教育過(guò)程具有綜合性、協(xié)作性、多元性的特點(diǎn)。

1.1 綜合性

機(jī)器人實(shí)踐教育項(xiàng)目的綜合性體現(xiàn)在其涉及的技術(shù)領(lǐng)域范圍較為廣泛，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性要求團(tuán)隊(duì)具有全面的知識(shí)能力，一個(gè)能落地完成的機(jī)器人項(xiàng)目，往往對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、加工裝配、嵌入式系統(tǒng)、傳感技術(shù)、編程算法等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域都有著過(guò)硬的技術(shù)要求。團(tuán)隊(duì)成員需要各司其職，并且進(jìn)行整體方案的綜合設(shè)計(jì)，推進(jìn)過(guò)程中不斷調(diào)整修改才能完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。

1.2 協(xié)作性

機(jī)器人實(shí)踐教育項(xiàng)目的協(xié)作性是由其技術(shù)的綜合性延伸而來(lái)的，正是由于機(jī)器人團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的專業(yè)分工需求，職責(zé)分明的各成員不僅要做好分內(nèi)的任務(wù)，也需要和團(tuán)隊(duì)成員進(jìn)行充分的溝通，并且在技術(shù)上順利達(dá)成前后承接，減少可能的失誤。

1.3 多元性

機(jī)器人實(shí)踐教育項(xiàng)目的多元性指在成員全面的知識(shí)體系和發(fā)散思維的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)可以探索出多種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人項(xiàng)目的成功運(yùn)行。在同一不變的目標(biāo)下，對(duì)于任一環(huán)節(jié)中機(jī)構(gòu)、零部件、傳感器、控制器或線路選擇的調(diào)整，都意味著設(shè)計(jì)的技術(shù)功能出現(xiàn)了新變動(dòng)，而開(kāi)發(fā)者也可以探索出新思路來(lái)達(dá)到目標(biāo)。

2 “機(jī)器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實(shí)踐教育互促模式

機(jī)器人實(shí)踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育具有相通的邏輯特點(diǎn)，多年的實(shí)踐也驗(yàn)證了該模式的有效性，因此，有必要提出“機(jī)器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實(shí)踐教育模式，其互促模式構(gòu)建如圖 1“機(jī)器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實(shí)踐教育互促模式所示。

2.1 邏輯層面

2.1.1 邏輯起點(diǎn)

機(jī)器人實(shí)踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的邏輯起點(diǎn)是相同的，都是從一個(gè)或宏觀或微觀的問(wèn)題、需求開(kāi)始，提出問(wèn)題、發(fā)現(xiàn)痛點(diǎn)。它們都是引導(dǎo)學(xué)生觀察他人、觀察社會(huì)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)的、客觀的問(wèn)題，而不是憑空想象的。

2.1.2 邏輯過(guò)程

基于問(wèn)題和需求，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育引導(dǎo)以產(chǎn)品或服務(wù)的方式制定解決方案，一般采取設(shè)計(jì)思維、精益創(chuàng)業(yè)等方法，結(jié)合自身的調(diào)研、資源來(lái)設(shè)計(jì)方案。而機(jī)器人實(shí)踐教育由其專業(yè)特點(diǎn)指定了解決此問(wèn)題是設(shè)計(jì)一款機(jī)器人作為基礎(chǔ)和工具。確定方案后，組建團(tuán)隊(duì)、投入資源，形成初代產(chǎn)品。此時(shí)的產(chǎn)品往往是問(wèn)題很多的，需要進(jìn)行N次迭代方案，再提升團(tuán)隊(duì)、再投入資源，循環(huán)上升。

2.1.3 邏輯終點(diǎn)

機(jī)器人實(shí)踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的邏輯終點(diǎn)有所不同，因此決定了二者的最終產(chǎn)品形式是不同的。前者的終點(diǎn)往往是一兩臺(tái)機(jī)器人原型，能實(shí)現(xiàn)任務(wù)、參與競(jìng)賽、完成作業(yè)即可。而后者走得更遠(yuǎn)，會(huì)孵化公司、引入融資、參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等。反過(guò)來(lái)思考，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育強(qiáng)調(diào)對(duì)市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)、用戶的關(guān)注，可以優(yōu)化機(jī)器人實(shí)踐教育的各個(gè)環(huán)節(jié)。

2.2 教學(xué)模式

機(jī)器人實(shí)踐教育基本遵循這樣的模式：“學(xué)生社團(tuán)+基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)+實(shí)訓(xùn)+競(jìng)賽”四位一體。機(jī)器人課程教育是集理論知識(shí)學(xué)習(xí)、軟件編程調(diào)試、機(jī)器構(gòu)件設(shè)計(jì)制作于一體的綜合能力培養(yǎng)，具有明顯的實(shí)踐性和工程性?；谶@一特點(diǎn)，機(jī)器人專業(yè)的教學(xué)不能僅停留在老師的知識(shí)輸出、學(xué)生的被動(dòng)接受、課堂的實(shí)驗(yàn)和試卷考核上。四位一體教學(xué)模式形成一體化的教學(xué)體系，真正將學(xué)生所學(xué)理論應(yīng)用于實(shí)踐，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)與團(tuán)隊(duì)協(xié)作中的跨專業(yè)交流能力。

在機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)方面，北京科技大學(xué)于2001年成立的MEI機(jī)器人團(tuán)隊(duì)走在了前列。它是一支致力于競(jìng)技機(jī)器人設(shè)計(jì)制作的多院系、多學(xué)科交叉的學(xué)生技術(shù)團(tuán)隊(duì)。學(xué)校為機(jī)器人隊(duì)提供了充分的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地，同時(shí)也提供了專業(yè)的指導(dǎo)教師、豐富的設(shè)備資源，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐技能、科研能力及競(jìng)賽技巧。每年招新正式隊(duì)員和預(yù)備隊(duì)員后，預(yù)備隊(duì)員會(huì)由機(jī)器人隊(duì)優(yōu)秀隊(duì)員進(jìn)行培訓(xùn)，形成互助提升機(jī)制。機(jī)器人實(shí)踐基地建立了多個(gè)實(shí)驗(yàn)室，包括各類專業(yè)與方向，且面向全校全天開(kāi)放，在學(xué)?？萍紕?chuàng)新項(xiàng)目的實(shí)施中發(fā)揮重要作用。

2.3 實(shí)踐意義

2.3.1 有利于跨學(xué)科交流，鍛煉團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

傳統(tǒng)教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生理論知識(shí)的構(gòu)建，其結(jié)果容易導(dǎo)致學(xué)生困在僵化的應(yīng)試教育體制內(nèi)，理論與實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié)，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。機(jī)器人創(chuàng)新項(xiàng)目通過(guò)涉及多方面專業(yè)技術(shù)的完整項(xiàng)目，充分調(diào)動(dòng)不同學(xué)科之間學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，促進(jìn)其更好地適應(yīng)小組化學(xué)習(xí)和合作。機(jī)器人實(shí)踐教育模式在競(jìng)賽過(guò)程中深化了學(xué)生專業(yè)能力的同時(shí)也增長(zhǎng)了相關(guān)學(xué)科知識(shí)的見(jiàn)識(shí)，協(xié)作備賽也增強(qiáng)了他們“團(tuán)結(jié)一致辦大事”的集體意識(shí)和“堅(jiān)持到底不服輸”的集體情懷。

2.3.2 有利于磨煉意志品質(zhì)，形成創(chuàng)新思維

機(jī)器人項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，過(guò)程復(fù)雜，層層推進(jìn)，能夠讓學(xué)生感受完整的項(xiàng)目推進(jìn)過(guò)程，促進(jìn)其克服困難的恒心和信心，牽引學(xué)生步步登高，充分激發(fā)其創(chuàng)造創(chuàng)新的激情，進(jìn)而提高自主設(shè)計(jì)和創(chuàng)造能力。學(xué)生通過(guò)在機(jī)器人實(shí)踐基地的鍛煉，已經(jīng)形成了“不將就，要講究”的做事原則，以及“注重細(xì)節(jié)，精益求精”的做事態(tài)度，為后續(xù)投身于創(chuàng)業(yè)活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。這些吃苦耐勞的精神、個(gè)人的綜合素質(zhì)都是創(chuàng)業(yè)者素質(zhì)的重要構(gòu)成。

2.3.3 多年創(chuàng)業(yè)實(shí)踐驗(yàn)證互促模式

實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。從機(jī)器人實(shí)踐教育模式培養(yǎng)出來(lái)的一些創(chuàng)業(yè)者對(duì)此深感感觸。北京極智嘉科技公司聯(lián)合創(chuàng)始人陳曦，認(rèn)為在社團(tuán)讓他對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，機(jī)器人競(jìng)賽的經(jīng)歷為之后的創(chuàng)業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。深圳奇諾動(dòng)力科技有限公司創(chuàng)始人梁哲認(rèn)為在機(jī)器人隊(duì)最大的收獲，一是可以將興趣深化為專業(yè);二是提高團(tuán)隊(duì)合作能力，在共同完成任務(wù)的過(guò)程中，收獲友情，提高能力。北京因時(shí)科技公司創(chuàng)始人蔡穎鵬認(rèn)為，機(jī)器人大賽除了讓個(gè)人技術(shù)得到提升，最重要的是結(jié)識(shí)了一幫志同道合的朋友，建立了足以支撐創(chuàng)業(yè)的信任。

3 “機(jī)器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實(shí)踐教育模式發(fā)展建議

機(jī)器人實(shí)踐教育對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的作用已被理論和實(shí)踐證明，如何將此教育模式的作用發(fā)揮得更好，如何培養(yǎng)更多機(jī)器人行業(yè)的領(lǐng)軍人物，本文提出以下三點(diǎn)建議。

3.1 強(qiáng)化四個(gè)“面向”，提升“機(jī)器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實(shí)踐模式的目標(biāo)和使命感

習(xí)近平總書(shū)記在科學(xué)家座談會(huì)上的講話指出，在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)面前，在單邊主義、保護(hù)主義上升的大背景下，我們必須走出適合國(guó)情的創(chuàng)新路子，特別是要把原始創(chuàng)新能力提升擺在更加突出的位置，努力實(shí)現(xiàn)更多“從0到1”的突破。作為機(jī)器人科技工作者和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育者，必須有更強(qiáng)的使命感，肩負(fù)起歷史責(zé)任，將“機(jī)器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”教育與四個(gè)“面向”結(jié)合起來(lái)：堅(jiān)持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康。只有這樣，才能讓機(jī)器人的發(fā)展具有更大的想象空間、更高的發(fā)展目標(biāo)、更強(qiáng)勁的使命感。

3.2 發(fā)揮創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育新動(dòng)能，利用校企平臺(tái)深化協(xié)同育人合作內(nèi)涵

將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)、關(guān)心他人的利他精神充分發(fā)揮，引導(dǎo)學(xué)生在機(jī)器人實(shí)踐時(shí)關(guān)注企業(yè)、行業(yè)的需求。校企雙方可以共建實(shí)踐孵化平臺(tái)，企業(yè)為學(xué)生提供教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)習(xí)平臺(tái)，學(xué)生為其提供優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新思維，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)校企雙贏。也可以針對(duì)企業(yè)需求，鼓勵(lì)學(xué)生自行組隊(duì)，在老師的指導(dǎo)下形成解決方案，從而解決實(shí)際問(wèn)題，積累項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、創(chuàng)業(yè)意識(shí)。

3.3 組建雙軌道教師團(tuán)隊(duì)，提高培育創(chuàng)業(yè)能力

機(jī)器人涉及多種關(guān)鍵技術(shù)，要求老師在機(jī)械制造、自動(dòng)化等多個(gè)領(lǐng)域有所造詣。單純地采用某個(gè)專業(yè)的任課老師進(jìn)行授課難以對(duì)機(jī)器人技術(shù)講解融會(huì)貫通，尤其是利用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)方面指導(dǎo)能力不足。加強(qiáng)“雙導(dǎo)師”隊(duì)伍的建設(shè)，鼓勵(lì)校內(nèi)教師前往企業(yè)進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)，進(jìn)駐企業(yè)參與具體工程項(xiàng)目以及進(jìn)行掛職鍛煉等，邀請(qǐng)企業(yè)資深員工擔(dān)任學(xué)生的實(shí)習(xí)導(dǎo)師，從理論研究和實(shí)踐教育兩方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行高效指導(dǎo)，從而提升教師團(tuán)隊(duì)、學(xué)生、企業(yè)的創(chuàng)新能力及知識(shí)融合。

參考文獻(xiàn)

[1]吳振宇，劉禹彤，馮林，等.機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)體系改革探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2017，36（06）：192-195.

[2]王旭.中國(guó)機(jī)器人競(jìng)賽20年：技術(shù)、教育與未來(lái)工程師[J].前沿科學(xué)，2020，14（3）：66-71.

[3]王旭.以機(jī)器人實(shí)踐基地為平臺(tái)的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)研究.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐[J].2020，（16）：176-177.

[4]曹江中，戴青云，何家峰，等.產(chǎn)學(xué)研背景下工科院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，（6）：287-290.

[5]陳曦，張志安，龐兆君，等.機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)中“教-學(xué)-做-賽”四位一體方法研究，教育現(xiàn)代化雜志[J].2018，（46）：134.

[6]謝應(yīng)孝，李云，劉玉良，等.“四位一體”機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)模式探索[J].科技資訊，2021，19（07）：57-59+63.