《智能機器人》在本科教學與實踐改革中的探索

伍錫如 王子民 楊青 龍超 胡聰

【摘要】本文結合《智能機器人》的課程特點，從研究意義及發展現狀、開設智能機器人課程的目的、實踐教學改革的實施三方面探索了該課程教學與實踐改革問題，并分別提出了具有建設性的教學和實踐改革思路，部分思想已經在教學工作中進行實踐，取得了良好的教學效果。

【關鍵詞】智能機器人 課程教學 實踐改革

【基金項目】2013年度廣西高等教育教學改革工程項目（2013JGB147），桂林電子科技大學校教育教學改革項目（ZL2418，ZL2834）。廣西高等教育教學改革工程項目（2014JGB143）。

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）05-0235-01

1.引言

隨著智能機器人的應用領域的擴大，人們期望智能機器人在更多領域為人類服務，代替人類完成更復雜的工作。然而，智能機器人所處的環境往往是未知的、很難預測。智能機器人所要完成的工作任務也越來越復雜;對智能機器人行為進行人工分析、設計也變得越來越困難。目前，國內外對智能機器人的研究不斷深入[1]。

由于機器人技術的不斷發展，機器人走進課堂已成為必然趨勢。當前高校本科教育教學的改革之一是讓學生有更好的學習方法，為他們提供培養綜合能力的平臺。智能機器人作為培養學生綜合能力的平臺，融合了多項先進技術。智能機器人作為學習能力素質的培養載體，必將給信息技術注入新鮮血液，為信息技術發展起到推動作用[2]。

2.智能機器人的研究意義及發展現狀

隨著科學技術的不斷發展，人類開始進入到智能時代，機器人技術已經有工業機械手發展到了智能機器人。智能機器人技術有著主要的理論研究意義和實際應用價值。理論上，機器人技術融合了多學科和多技術，涉及眾多學科領域的尖端技術，如智能避障、平衡控制、目標識別以及軌跡跟蹤等，這造成了其復雜性，令智能機器人感知技術、通信技術、機械構造的研究都是一種挑戰，促使識別算法、特征提取算法、路徑規劃算法朝著智能化的方向發展。在實際應用上，近年來，各個行業的加速發展對機器人技術提出了新的要求，帶動工業機器人不斷超智能化的方向發展，機器人智能化令工業領域效率提升的例子屢見不鮮。例如，2012年，富士康機器人項目的啟動，實現了生產過程的自動化，極大提高了工作效率。

目前智能機器人研究中當前的核心問題有兩方面：一方面是，提高智能機器人的自主性，這是就智能機器人與人的關系而言，即希望智能機器人進一步獨立于人，具有更為友善的人機界面。從長遠來說，希望操作人員只要給出要完成的任務，而機器能自動形成完成該任務的步驟，并自動完成它。另一方面是，提高智能機器人的適應性，提高智能機器人適應環境變化的能力，這是就智能機器人與環境的關系而言，希望加強它們之間的交互關系[3]。

3.開設智能機器人課程的目的

高校本科課堂教學改革特別強調注重對學生學習經驗的培養，注重學生體驗、感悟和實踐的過程，注重學生個性的健康發展和對學生的創新精神、實踐能力的培養。智能機器人教學非常有利于貫徹這一理念。

國外機器人教學實驗證明，機器人競賽不僅活動主題有趣，更重要的是其問題解決方案是開放性的，學生可以用不同的方法達到同一個目標，因而智能機器人活動能激發學生充分發揮想象力、創造力，有利于培養學生的開放性思維。在機器人教學中，學生通過動手實踐獲取知識。他們通過主動探索、動手實踐，親身體驗抽象的理論如何變成了觸手可及的答案，享受成功的興奮。

4.實踐教學改革的實施

高校本科課堂的教學改革，特別強調學生學習經驗的培養，注重學生體驗、感悟和實踐的課程，注重學生個性的健康發展，注重學生的創新精神、實踐能力的培養。智能機器人非常適合這一理念的貫徹，學生動手能力、操作能力得到了發展。智能機器人能隨時組裝，自己調控、自己編程，不是按一定的規則統一要求，而是按自己的思路去制作，因而能激發學生的學習興趣，發揮學生的想象力，有利于培養學生的開放性思維。

在機器人教學中，針對師范生的特點要特別加強學生的實踐能力。做到以實踐為主，以授課為輔。加強實驗室和儀器的開放程度，在課下學生如果有興趣也可進行實驗。在教學理論的基礎上進行教學課程實踐，把理論應用到實踐中。

5.總結

筆者通過對智能機器人課程教學以及實踐改革進行深入地理論研究，結合桂林電子科技大學智能機器人教學的實際情況，對以“未來之星”智能機器人為平臺的智能機器人教學課程進行了研究和探索，并在實際教學工作中進行了實踐，取得了良好的教學效果。下一步的工作將集中精力對已取得的成果進行整理、總結，使智能機器人課程能夠更好的在高校教學中發揮作用。使學生能夠在動手動腦的同時更加緊密地接觸到前沿知識。

參考文獻：

[1]蔡自興.機器人學.北京：清華大學出版社.2000，9：346-366

[2]伍錫如.工業機器人的研究現狀及趨勢.科技博覽.2012（38）：423-423

[3]張鈸.智能機器人的現狀及發展[J].科學導報.1992.06.42-46