層階式電子設計與中國機器人大賽體系構建

楊毅

摘 要：課程建設是學校教學基本建設的核心內容、是提高本科教學質量的重要途徑。為了貫徹落實“以本為本”和“四個回歸”，一流的課程建設是關鍵，構建以學科競賽為載體的層階式大學生電子設計與中國機器人大賽體系體系，符合“基礎+個性”教育的時代要求，建立相關的的一流大學課程，也是執行和落實高等教育全面發展觀的具體舉措。

關鍵詞：學科競賽;課程建設;電賽

ROBOTAC全國大學生機器人大賽，是中國的國家級機器人科技競技賽事，是國內高校極具分量的機器人競技比賽。全國大學生電子設計競賽是教育部倡導的大學生十大競賽項目之一，也是競賽含金量最高的賽事，很早已被列入高校學科競技評估排行榜。為了讓我校更多學生了解這些賽事，參與A類學科競賽，從中選拔更多優秀的學生參加比賽取得更好的成績，提高我校在全國高校競技評估排行名次，提高我校的競爭實力。采用層階式課程體系構建大學生電子設計與中國機器人大賽課程為我校創新創業通識教育選修課程，在本課程體系建設中，針對中國機器人大賽、全國大學生電子設計競賽的特點，為滿足我校電子信息等專業的學生參加競賽的需要，本課程涵蓋學習機器人的相關知識，機器人的基本組成、結構及功能，能夠利用機器人編程平臺軟件，掌握程序代碼的輸入和下載;認識灰度傳感器、亮度傳感器、避障傳感器及其功能，掌握機器人行走、跳舞、唱歌、畫圖、探雷、追蹤、語音識別、避障等的原理，學會程序流程圖的繪制、簡單程序的編制。

該課程也涵蓋全國大學生電子設計競賽所需要的知識點，系統介紹了電子設計競賽基礎訓練、單元電子電路訓練、單片機最小系統訓練、可編程邏輯器件系統訓練、電子設計競賽系統設計訓練、電子設計競賽設計與總結報告寫作的基本方法，內容豐富實用，工程性強，分析了參加全國大學生電子設計競賽題目類型與特點，突出了設計制作電子設計競賽作品的方法，該課程是集合了機械、電子、計算機、人工智能等多種技術在內的綜合實踐性課程，并通過運用已有的知識和“探究”式地面對未知知識的學習來解決問題。從而達到培養學生綜合運用信息分析問題、解決問題的能力。使該課程成為科學素養教育的新載體，提高學生的科學素養。我們將課程按照中國機器人大賽、全國大學生電子設計競賽性質以及相互關系進行合理安排，對學生在每個學習階段提出具體的學習任務與要求。

在大一下學期開學時，由于學生已具備一定編程能力，我們在全校大一學生開設創新創業通識教育選修課程《大學生電子設計與中國機器人大賽》，目的讓我校更多學生了解大學生電子設計與中國機器人大賽，通過學習機器人的相關知識，機器人的基本組成、結構及功能，能夠利用機器人編程平臺軟件，掌握程序代碼的輸入和下載;認識灰度傳感器、亮度傳感器、避障傳感器及其功能，掌握機器人行走、畫圖、探雷、追蹤、語音識別、避障等的原理，學會程序流程圖的繪制、簡單程序的編制，同時學習電子設計競賽基礎訓練、單元電子電路訓練、單片機最小系統訓練、可編程邏輯器件系統訓練、電子設計競賽系統設計訓練、電子設計競賽設計與總結報告寫作的基本方法。大一下學期學生通過學習《大學生電子設計與中國機器人大賽》、電工電子工藝實習，電子技術工藝實習后，我們從中挑選優秀學生進入電信學院電子創新實驗室兩到三年的訓練，老師重點指導，為學生提供暑假訓練項目，寒假訓練項目，為后期比賽做好準備。這個過程最重要的目的是使學生盡快完成高中向大學的過渡，提高學生的自主學習能力，同時為下階段的競賽訓練選拔人員。學生自己動手完成電路板的焊接、模塊電路的設計以及基本功能的測試，經過該環節的訓練，學生基本具備了構建簡單機器人（比如輪式機器人或者小車）的能力，具備較強的電子電路設計能力，為暑期的中國機器人大賽、全國大學生電子設計競賽進行了人員準備。

通過參與創新項目的研究，學生能夠加深理論知識的感性認識，對學生綜合能力的提升更具意義。經過了大一的課程學習以及第一個暑期訓練的歷練，更加明確自己的學習目標，能夠自主探究新知識和新技術，能夠根據自己的所思所想提出更多創新，并在此基礎上展開大學生創新訓練計劃項目的研究工作，這些項目不僅涉及機器人控制、電子電路開發設計、傳感器技術等相關理論，而且還會涉及自然語言處理、機器學習、情感識別、數據分析等智能化更高的專業領域。我們相信經過多年檢驗，本課程的“以賽促學”和層階式課程體系構建是非常有效的培養模式，學生在實驗室主動學習，并且形成了以老帶新的團隊，團隊成員無論是就業還是深造都有很好的發展。本課程滿足新工科形勢下課程教學的需求，為培養具有創新思維和能力的復合型人才提供更加有力的支持。

參考文獻：

[1]祝龍記，鄭曉亮.基于機器人制作平臺的大學生創新能力的培養[J].安徽理工大學學報（社會科學版），2010，12（01）