機器人競賽對學生“雙創”能力的培養與實踐研究

陳冬鶴

（吉林鐵道職業技術學院 電氣工程學院，吉林 吉林 132001）

近年來，各級各類機器人競賽活動也在全國各地廣泛開展，有效改變原有的傳授知識及實踐教學限制，強調開放式和自主式，激發學生的學習熱情，而且涉及多學科的知識融合，是理論和實踐的高度結合，有力地推動了大學生實踐創新能力的提高，促進了大學實踐教學的改革，同時也為廣大學生提供了學習和創新實踐的平臺。因此機器人競賽對于培養學生的理論知識、創新能力、綜合素質的提高具有積極的作用。文章結合近幾年來指導機器人大賽、技能競賽的經驗，探討了如何以機器人競賽為載體，提高大學生“雙創”能力的培養與實踐。

1 機器人競賽對大學生“雙創”培養的影響

傳統的創新實踐教學由于受到教學條件等限制，主要以驗證性實驗為主。而機器人競賽給大學生創新實踐能力的培養提供了一個良好的平臺，機器人競賽的創造性、趣味性、觀賞性和對抗性等特點，強烈激發了學生參與競賽的熱情，對于學生的實踐創新能力有很大的影響，具體體現以下方面。

（1）培養學生獨立思考分析問題，運用所學專業知識解決問題能力。機器人競賽激發了學生科技創新的興趣和能力。學生在參與競賽的過程同時也是知識獲取的過程。機器人競賽是一個以目標為驅動的對抗性比賽，對于參賽作品的技術要求相較電子設計等競賽入門較快，能夠極大發揮獨立學院學生思維活躍、興趣愛好廣泛、可塑性強的特點，能培養激發學生的興趣與認知技能，幫助發展學生創新思維能力，使學生學會分析問題與解決問題。

（2）培養學生科學研究創新能力。機器人的競賽項目是個綜合創新實踐過程，在項目訓練過程中，學生要完成軟硬件設計、軟件的編制和現場調試等任務。學生在完成整個比賽項目的過程中，通過研究、討論及實驗才能解決問題得到相應的進展，能夠磨練學生的意志力，培養克服困難及精益求精的求學態度和嚴謹的科研態度

（3）培養學生的實踐動手能力。機器人競賽涉及多種新技術，具備趣味性，通過創新性的教學平臺能充分引導學生創新實踐動手能力，能夠引導學生將以往的單片機、數字電子和模擬電子、數字邏輯、檢測技術與傳感器等課程簡單的驗證性實驗課轉化為實際的綜合應用，將課程知識的學習融會貫通，把理論知識向實踐能力轉化，從而提高學生的實踐動手能力。

（4）機器人競賽提高了學生團隊合作精神。機器人競賽是需要相互配合、合作完成的競技項目，通過機器人競賽，可以有效地培養學生勇于創新的精神和與他人合作的能力，使學生具有良好的合作創新意識，有效培養學生樹立合作創新的意識。

2 機器人競賽促進“雙創”教育的改革與創新

機器人競賽為學院“雙創”教育與專業課程的實踐教學融合提供了良好的渠道，對于專業課程建設和相關課程教學改革具有很好的促進作用，以電氣自動化專業為例，可以將單片機、傳感器技術等課程內容在機器人平臺上進行直觀驗證，可以提高學生學習興趣。

（1）將專業課程教學內容與機器人競賽結合。由于機器人是一多交叉的學科技術，可在專業教學中引入分解，使學生更為形象的了解相關技術。例如，在單片機技術、電子技術、傳感器技術等專業課程教學中，引入機器人驅動電機、舵機控制、傳感器技術相關知識，如目標追蹤、對抗控制運行等相關實訓項目內容，開拓學生視野。在電子綜合設計等課程中，引入機器人路徑規劃等相關項目，促進學生進一步應用專業知識解決實際問題的能力。教師通過將機器人競賽的具體功能進行分解再組合與專業基本知識等相關的理論結合，通過項目教學法等教學方法與手段，將專業課程與機器人競賽內容相融合運用到教學當中。

（2）通過機器人競賽推進相關課程學習。借助機器人競賽的平臺在相關課程中加入機器人相關技術與課程內容，增加學生對機器人技術的認識，提高他們學習機器人知識的興趣。例如在“機電一體化設計”課程中將部分數控機床的內容，替換為機器人自動控制教學案例，可以將機器人的機械、控制、傳感器、電機等部分分別對應到相關課程，學生對機器人會有一個系統的認識。

將機器人競賽引入課程設計和畢業設計增加其影響力。針對大三學生的“自動化綜合課程設計”、“機電一體化課程設計”和畢業設計，將機器人競賽內容作為課程設計和畢業設計的任務分配給學生，課程設計做相對成熟的內容，而畢業設計就可以結合競賽來實施。通過其他的教學環節來支撐機器人教學能夠取得較好的效果，有效提高了學習的針對性和趣味性、提升學生的就業能力。

3 機器人競賽對于創新實踐人才的培養

機器人競賽項目具有趣味性、挑戰性、綜合性和對抗性，又能夠與教學課程緊密結合，達到理論與實踐緊密結合的教學和訓練要求，鍛煉學生綜合運用與解決實際問題能力，更注重學生“雙創”意識的培養，從以下方面進行培養。

（1）建立學習興趣小組，傳授機器人專業知識。通過建立機器人社團和學習興趣小組，學生課下通過興趣自主學習機器人的相關課程理論知識，課程內容包括機器人的發展歷史、機器人基本理論、機器人機械結構設計、機器人傳感技術和機器人控制等內容。

（2）創建機器人綜合實訓和創新實驗室。以機器人競賽為載體，學院提供北京“創意之星”標準機器人、PCB腐蝕與3D打印相關設備，設立專門的開放式機器人綜合實訓和創新實驗室，將理論知識的教學和創新項目的實踐教學合二為一，實行“教、學、做”一體化機制，加強了學生的創新能力培養，強化基礎理論知識與實踐技能的培養，實現理論教學與實踐教學的相融合。

（3）組建創新實踐團隊，培養機器人競賽人才。吉林鐵道職業技術學院創新實踐團隊以培養學生的創新實踐能力為目標，注重每一個隊員的創新思維能力及實踐能力的培養，提升整個團隊的創新實踐能力。團隊成員的組建以大二、大三學生為主，大一為補充培養的原則進行組建，管理模式實行以“學生自主，老師引導”為主。從創立以來，每年都會招收大一的新同學加入，然后由高年級的隊員對新同學進行全面基礎培訓和輔導，使他們通過項目的形式更加深入的學習機器人相關的專業知識，最后通過學習參加競賽，通過競賽發現不足，進一步學習提高，從而實現理論的實踐化和實踐的理論化。

4 實踐成效與結論

近幾年來，學院積極推進教學改革將創新創業教育與專業教育的融合，可以使學生更好地了解專業知識，從而提升專業學習的積極，取得了良好的育人成效。學生參加各類職業技能競賽成績優異，學校各種創新活動促進了創新人才的培養，提高應用型人才培養質量，為學生創新實踐學習創造了良好的環境，同時學院積極組隊參加各類機器人競賽、大學生電子設計競賽，并取得了可喜的成績：2017吉林省首屆機器人大賽獲得省賽二等獎1項，三等獎1項，獲得了不錯的成績。

學生通過競賽獲獎樹立了自信心，學會了團結協作，在一定程度上培養了他們的創新實踐能力，為他們將來的工作奠定了基礎。因此機器人競賽的全面開展在我院大學生的創新實踐能力提升中發揮了積極的作用，為加快創新人才的培養做出自己的貢獻。

參考文獻

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