基于多維支點(diǎn)及目標(biāo)牽引的機(jī)器人工程專業(yè)實(shí)踐能力提升途徑研究

摘" 要：該文針對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力提升任務(wù)以及目前存在的問題，設(shè)計(jì)形成“三支點(diǎn)一牽引”的學(xué)生實(shí)踐能力提升途徑。首先，提出以科創(chuàng)競(jìng)賽為支點(diǎn)、以產(chǎn)業(yè)實(shí)踐為支點(diǎn)、以科研案例理論教學(xué)為支點(diǎn)，構(gòu)建機(jī)器人工程方向?qū)W生實(shí)踐能力提升途徑的下層平臺(tái)基礎(chǔ)。其次，以就業(yè)需求為牽引，制定學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力提升途徑的上層高度基礎(chǔ)，為機(jī)器人領(lǐng)域培養(yǎng)應(yīng)用型人才，提升機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，并在未來機(jī)器人領(lǐng)域快速發(fā)揮高水平能力，同時(shí)為其他工科專業(yè)提供實(shí)踐能力提升途徑探索經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人工程;實(shí)踐能力;多維支點(diǎn);目標(biāo)牽引;人才培養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G640" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2096-000X（2025）04-0164-05

Abstract： Aiming at improving the ability of applied robot engineering professionals and solving the current problems， \"three fulcrum and one traction\" approach is designed to improve students' practical ability. First of all， it is proposed that innovation competition， industrial practice， and scientific research case theory teaching as the fulcrums， so as to build the lower platform foundation of the way to improve the practical ability of graduate students in robotics direction. Second， the goal of the ability cultivation driven by employment demand is built as the upper level foundation， which improves the practical ability of students majoring in robotics engineering. Therefore， the cultivate applied talents in the field of robotics is trained， and the comprehensive practical ability of graduate students in the field of robotics is improved. A high-level ability in the field of future robotics is quickly played， which provides the experience for other engineering majors in exploring ways of improving practical ability.

Keywords： robot engineering; practical ability; multi-dimensional fulcrum; target traction; personnel training

機(jī)器人具備適應(yīng)各類復(fù)雜工作環(huán)境的特殊能力，通過提高工作效率可以進(jìn)一步降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，機(jī)器人對(duì)于推動(dòng)中國(guó)制造業(yè)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變具有積極的推動(dòng)意義，隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是智能機(jī)器人的出現(xiàn)，其融合了機(jī)械裝置、電子器件、智能控制、智能傳感器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和人工智能等先進(jìn)技術(shù)，因此我國(guó)對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)人才的需求也呈現(xiàn)出迅猛增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。當(dāng)前機(jī)器人工程技術(shù)等崗位人才稀缺，機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈正在快速融合，教育部門也在側(cè)重培養(yǎng)綜合型人才，鼓勵(lì)校企聯(lián)合開展產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目[1]，自國(guó)務(wù)院印發(fā)《中國(guó)制造2025》行動(dòng)綱領(lǐng)后，機(jī)器人技術(shù)已成為推進(jìn)我國(guó)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要支點(diǎn)。

近些年，很多高校均設(shè)立機(jī)器人工程專業(yè)或類似專業(yè)，并且較多學(xué)生選擇機(jī)器人工程專業(yè)開展學(xué)術(shù)研究工作，例如以機(jī)械臂控制、機(jī)器視覺、移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃、機(jī)器人手眼系統(tǒng)感知與控制等，在這個(gè)時(shí)機(jī)下，我們可以在現(xiàn)代教育改革目標(biāo)的引導(dǎo)下，進(jìn)一步探索創(chuàng)新的教學(xué)發(fā)展模式，為機(jī)器人工程專業(yè)本科生和研究生打造更加適合他們發(fā)展的良好機(jī)遇，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和創(chuàng)新能力[2]。由于新興機(jī)器人工程技術(shù)不斷涌現(xiàn)，該研究方向新的經(jīng)驗(yàn)積累并不多，依然存在一些人才培養(yǎng)方面的問題，例如傳統(tǒng)專業(yè)知識(shí)體系和教學(xué)內(nèi)容較為陳舊，機(jī)器人工程實(shí)踐較少或者不夠新穎，教師多以理論講解和公式推導(dǎo)為主，缺少機(jī)器人工程專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用案例，導(dǎo)致學(xué)生缺乏解決科研項(xiàng)目中實(shí)際問題的能力。

針對(duì)機(jī)器人工程領(lǐng)域人才培養(yǎng)目標(biāo)，美國(guó)高校重視基于問題的學(xué)習(xí)和案例教學(xué)研究[3]，對(duì)于工科的學(xué)習(xí)，不是開始于教師講解基本原理和概念，相反，往往是以具體的實(shí)際問題為著眼點(diǎn)，有時(shí)候教師開始講解的問題并未有很好的定義和概念，學(xué)生需通過自己或多人組成的團(tuán)隊(duì)來查詢和整理相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進(jìn)而分析問題并形成問題的解決方案[4]。另外，美國(guó)高校在機(jī)器人相關(guān)專業(yè)授課任務(wù)中，重視以科研案例為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，詳細(xì)來講就是以一個(gè)具體的實(shí)際科研問題為出發(fā)點(diǎn)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析、案例解析及撰寫報(bào)告，進(jìn)而獲得問題的解決方案，在該過程中開展問題分析工作，最終構(gòu)建理論分析與現(xiàn)實(shí)問題的聯(lián)系。

同樣地，德國(guó)在培養(yǎng)實(shí)踐型人才方面也有獨(dú)到之處[5]，強(qiáng)調(diào)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于問題的分析和解決過程中。在教學(xué)過程中，他們引入外部實(shí)習(xí)案例和行業(yè)應(yīng)用案例，使學(xué)生理解具體案例中信息收集、分析、組織和解決問題的過程。在課堂上，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自由發(fā)言和辯論[6]，培養(yǎng)他們獨(dú)立分析和解決問題的能力，并表達(dá)自己的觀點(diǎn)和意見。日本是全球機(jī)器人教育和推廣水平最高的國(guó)家之一。在日本，大學(xué)不僅提供高水平的機(jī)器人研究和教學(xué)內(nèi)容，還每年舉辦各種不同級(jí)別的機(jī)器人設(shè)計(jì)和制作競(jìng)賽[7]。這些競(jìng)賽培養(yǎng)了大量機(jī)器人技術(shù)研究和應(yīng)用人才，使日本的機(jī)器人技術(shù)居于世界領(lǐng)先地位。全球范圍內(nèi)，為了推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，許多著名大學(xué)也紛紛開展以學(xué)生發(fā)展為目標(biāo)的機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)。

目前，世界知名高校在機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)方面，很少綜合考慮科創(chuàng)競(jìng)賽、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐、引入科研案例的理論教學(xué)、未來就業(yè)能力需求等因素[8-10]，本項(xiàng)目將綜合考慮以上因素，著重培養(yǎng)機(jī)器人工程方向?qū)W生應(yīng)用型實(shí)踐能力。本文以機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，聚焦機(jī)器人研究領(lǐng)域，針對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)用型能力提升問題，提出“三支點(diǎn)一牽引”機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力提升途徑研究方法，該模式與傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)度和內(nèi)容不同，本文圍繞科創(chuàng)競(jìng)賽、產(chǎn)業(yè)實(shí)踐、科研案例理論教學(xué)3個(gè)方面形成支點(diǎn)效應(yīng)，作為提升機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的平臺(tái)基座，同時(shí)針對(duì)學(xué)生就業(yè)需求，從上層構(gòu)建牽引學(xué)生不斷進(jìn)步的目標(biāo)，以此為機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生實(shí)現(xiàn)實(shí)踐能力質(zhì)的飛躍的全鏈條通道。本文通過以上新型學(xué)生培養(yǎng)模式，力爭(zhēng)為機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用型人才的培養(yǎng)提供探索途徑，同時(shí)也為其他工科專業(yè)人才培養(yǎng)提供實(shí)踐能力探索經(jīng)驗(yàn)。

一" 以科創(chuàng)競(jìng)賽為支點(diǎn)的實(shí)踐能力培養(yǎng)方法

（一）" 科創(chuàng)競(jìng)賽元素融入實(shí)踐能力培養(yǎng)的難點(diǎn)分析

通過指導(dǎo)學(xué)生參加機(jī)器人類型科創(chuàng)競(jìng)賽，尤其專門針對(duì)智能汽車競(jìng)賽、水面/水下機(jī)器人，組織學(xué)生參加競(jìng)賽，圍繞統(tǒng)一的選題開展競(jìng)賽活動(dòng)，在競(jìng)賽過程中積極解決關(guān)鍵技術(shù)問題，通過比賽代替理論學(xué)習(xí)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，從能力側(cè)重方面強(qiáng)化比賽。但是如何將機(jī)器人類型科創(chuàng)競(jìng)賽中的比賽項(xiàng)目及其關(guān)鍵技術(shù)問題轉(zhuǎn)化為相關(guān)的模塊化教學(xué)內(nèi)容，需要科學(xué)的規(guī)劃和實(shí)施，尤其是教學(xué)內(nèi)容與機(jī)器人工程專業(yè)培養(yǎng)大綱需要保持高度一致，這樣才可促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)消化吸收。另外，如何用具體的競(jìng)賽案例來實(shí)例化理論教學(xué)內(nèi)容，助力機(jī)器人工程方向?qū)W生應(yīng)用型能力培養(yǎng)，需要精心設(shè)計(jì)，形成完整的教學(xué)反饋閉環(huán)，也是難點(diǎn)之一。

（二）" 依托科創(chuàng)競(jìng)賽的實(shí)踐能力提升方案

結(jié)合指導(dǎo)學(xué)生參加機(jī)器人類科創(chuàng)競(jìng)賽經(jīng)驗(yàn)，通過機(jī)器人競(jìng)賽的要求來設(shè)計(jì)機(jī)器人功能，并以實(shí)例教學(xué)的方式，幫助學(xué)生理解課程內(nèi)容的意義和在實(shí)踐中的應(yīng)用。比如，在講解機(jī)器人動(dòng)力學(xué)方程時(shí)，可以使用移動(dòng)機(jī)器人競(jìng)賽中的移動(dòng)小車作為案例進(jìn)行建模，以便學(xué)生更好地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。這種教學(xué)方法能夠降低抽象概念的難度，激發(fā)學(xué)生的興趣，并促進(jìn)他們對(duì)機(jī)器人技術(shù)的深入理解和實(shí)踐能力的提升。同時(shí)，要有針對(duì)性地增加學(xué)生實(shí)際操作環(huán)節(jié)，如在智能汽車比賽規(guī)則條件下，鼓勵(lì)學(xué)生開展部分模塊的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作，將紅綠燈識(shí)別、S彎道跟蹤等任務(wù)布置給學(xué)生，促進(jìn)其融入到科創(chuàng)競(jìng)賽的實(shí)際過程中。

分層次指導(dǎo)學(xué)生參加大學(xué)生機(jī)器人方向的科創(chuàng)競(jìng)賽，教師重點(diǎn)關(guān)注本科階段已確定保研資格以及立志將來攻讀研究生的學(xué)生，這是參賽學(xué)生重要來源之一。另外，研究方向與機(jī)器人相關(guān)的碩士研究生也是參賽學(xué)生的重要來源，將本科生和碩士生組成參賽團(tuán)隊(duì)，由本文作者擔(dān)任指導(dǎo)教師，此做法有兩點(diǎn)好處：其一，可避免出現(xiàn)學(xué)生僅以參加比賽獲獎(jiǎng)保研為目的的情況;其二，以由指導(dǎo)教師指導(dǎo)參賽學(xué)生、碩士研究生直接帶領(lǐng)本科生的方式，形成合理的團(tuán)隊(duì)梯度。

利用已有的軟硬件平臺(tái)，搭建多個(gè)支撐比賽的移動(dòng)機(jī)器人模型、水面/水下機(jī)器人模型、比賽環(huán)境模型、視覺系統(tǒng)模型、激光雷達(dá)感知模型和SLAM模型等，開發(fā)和修改相關(guān)模型軟件系統(tǒng)，選擇C++和Python語(yǔ)言作為主要編程語(yǔ)言，綜合訓(xùn)練學(xué)生的硬件調(diào)試能力和軟件編程能力，同時(shí)增加案例式教學(xué)環(huán)節(jié)，引入科創(chuàng)競(jìng)賽完成比賽內(nèi)容中的部分典型任務(wù)。為了幫助學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容的意義和在實(shí)踐中的應(yīng)用，我們要求他們掌握機(jī)器人功能設(shè)計(jì)的要求。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們采用實(shí)例教學(xué)的方式。舉個(gè)例子，在講解動(dòng)力學(xué)方程時(shí)，可以以移動(dòng)機(jī)器人大賽中的移動(dòng)小車作為案例進(jìn)行建模，這樣的教學(xué)方法可以加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，并幫助他們更好地掌握機(jī)器人技術(shù)。通過實(shí)際操作和實(shí)踐，學(xué)生將能夠更好地應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，提高其實(shí)踐能力和理解水平。

二" 以科研案例理論教學(xué)為支點(diǎn)的模塊化教學(xué)手段

（一）" 科研案例與理論教學(xué)相結(jié)合的難點(diǎn)分析

機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生所學(xué)課程的知識(shí)點(diǎn)較多，需要梳理出一條貫穿大部分知識(shí)點(diǎn)的主線，并圍繞該主線整理科研案例，注重科研案例的典型性，如果科研案例選擇不當(dāng)，不僅影響授課學(xué)時(shí)，還會(huì)影響學(xué)生對(duì)理論的消化和掌握，為此應(yīng)解決知識(shí)主線和科研案例難點(diǎn)問題。

考慮到機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生未來就業(yè)領(lǐng)域?qū)嵱没攸c(diǎn)，結(jié)合應(yīng)用型能力在未來學(xué)生就業(yè)行業(yè)的作用，梳理綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)知識(shí)點(diǎn)主線，以此為基礎(chǔ)整理科研項(xiàng)目研究基礎(chǔ)和科研案例，完成主線式科研案例構(gòu)建工作。同時(shí)結(jié)合機(jī)器人工程專業(yè)包含的知識(shí)體系構(gòu)成，按照大類劃分原則，設(shè)計(jì)組建模塊化理論體系的研究方案，基于已有的機(jī)器人試驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建模塊化教學(xué)的測(cè)試場(chǎng)景，驗(yàn)證模塊化教學(xué)手段的可行性，并且參考傳統(tǒng)的理論授課方式，為學(xué)生提供以模塊化綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐知識(shí)主線為主的教學(xué)體系，保證模塊化知識(shí)主線的覆蓋效果。

（二）" 依托科研案例理論教學(xué)的實(shí)踐能力提升方案

在準(zhǔn)備綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，并建立一個(gè)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，為了更好地組織機(jī)器人工程課程，將其按照知識(shí)結(jié)構(gòu)分成多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)中的教師可以根據(jù)各自的專長(zhǎng)，在指導(dǎo)學(xué)生時(shí)負(fù)責(zé)不同的知識(shí)點(diǎn)，這種合作模式可以充分發(fā)揮每位教師的優(yōu)勢(shì)，提供更全面、有針對(duì)性的教學(xué)指導(dǎo)，幫助學(xué)生更好地掌握機(jī)器人工程的知識(shí)和技能，每個(gè)人負(fù)責(zé)一部分知識(shí)點(diǎn)，保證對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的透徹領(lǐng)悟，共同討論梳理出圍繞該課程的理論知識(shí)主線，該主線串聯(lián)覆蓋該課程的全部核心知識(shí)點(diǎn)，為后續(xù)科研案例梳理奠定知識(shí)點(diǎn)基礎(chǔ)。

整合本文作者所在團(tuán)隊(duì)的資源優(yōu)勢(shì)，針對(duì)課程主線內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科深度融合，圍繞教師專長(zhǎng)并利用各位教師參與的科研項(xiàng)目，整理與主線相關(guān)的科研案例，保證科研案例與各負(fù)責(zé)教師專業(yè)研究方向相契合。在課程主線上，一定會(huì)存在沒有科研項(xiàng)目背景的科研案例，此種情況下將采用以下兩種方式解決：其一，由本文作者開展專門的機(jī)器人（移動(dòng)式、多連桿式等）試驗(yàn)，利用已有實(shí)驗(yàn)室條件，設(shè)計(jì)試驗(yàn)案例，形成覆蓋知識(shí)主線的有效教學(xué)案例;其二，通過校企合作模式，進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)與教育的融合，與企業(yè)展開產(chǎn)學(xué)研合作，共同制定實(shí)驗(yàn)方案并開發(fā)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，同時(shí)也聯(lián)合編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材，這樣的合作模式可以確保教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用緊密結(jié)合，學(xué)生可以獲得更深入的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通過與企業(yè)合作，可以提供學(xué)生與真實(shí)工作環(huán)境相符合的實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)，幫助他們更好地掌握所學(xué)知識(shí)并培養(yǎng)相關(guān)技能。

為了增強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的聯(lián)想和貫穿性，對(duì)綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)進(jìn)行知識(shí)主線結(jié)構(gòu)的劃分，這意味著將相關(guān)知識(shí)點(diǎn)有機(jī)連接起來，構(gòu)建一個(gè)整體的知識(shí)框架，通過這種方式，學(xué)生可以更好地理解不同知識(shí)點(diǎn)之間的相互聯(lián)系，提升其綜合思考能力，同時(shí)這種結(jié)構(gòu)還可以幫助學(xué)生在實(shí)踐中將各種知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題解決過程中，提升其實(shí)際操作能力。在授課過程中基于科研案例和試驗(yàn)平臺(tái)，構(gòu)建模塊化教學(xué)手段，具體實(shí)施方式如下：圍繞綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐主線中相關(guān)知識(shí)體系，構(gòu)建以多個(gè)科研案例組成的一個(gè)模塊，進(jìn)而將多個(gè)模塊覆蓋全部知識(shí)主線的所有知識(shí)點(diǎn)，啟發(fā)式引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)各模塊，應(yīng)用到綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐具體環(huán)節(jié)中，并開展理論與實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)交叉融合，以鞏固學(xué)生對(duì)問題的理解，利用本文作者所在團(tuán)隊(duì)中已配置的機(jī)器人平臺(tái)，在理論教學(xué)過程中，配合科研案例開展教學(xué)。

三" 以產(chǎn)業(yè)實(shí)踐為支點(diǎn)的學(xué)生實(shí)踐能力培養(yǎng)方法

（一）" 產(chǎn)業(yè)實(shí)踐提升實(shí)踐能力途徑的難點(diǎn)分析

機(jī)器人產(chǎn)業(yè)包含該領(lǐng)域中最先進(jìn)的技術(shù)元素，將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)引入高校人才培養(yǎng)過程中，可提升高校相關(guān)專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量，但機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實(shí)踐以何種方式引入人才培養(yǎng)過程是一個(gè)關(guān)鍵問題，如果產(chǎn)業(yè)引入不當(dāng)會(huì)造成人才培養(yǎng)任務(wù)的負(fù)擔(dān)，制約高校理論發(fā)展與實(shí)踐教學(xué)任務(wù)的開展。因此，要認(rèn)識(shí)到將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)實(shí)踐引入應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程的方式是一個(gè)難點(diǎn)。

要利用已有的和將來潛在的校外指導(dǎo)教師資源，建立機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)用型能力培養(yǎng)的新途徑，同時(shí)與校內(nèi)指導(dǎo)教師加以深度通力合作，在理論層面重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生解決具體問題的實(shí)踐能力。在已有機(jī)器人軟硬件平臺(tái)基礎(chǔ)上，充分利用地緣優(yōu)勢(shì)和合作基礎(chǔ)，在軟件協(xié)同開發(fā)方面開展深入具體的合作，引入機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、數(shù)字孿生方面的先進(jìn)軟件技術(shù)，改造已有的機(jī)器人平臺(tái)，設(shè)計(jì)機(jī)器人技術(shù)實(shí)踐大綱，按產(chǎn)業(yè)實(shí)踐需求著力培養(yǎng)學(xué)生的能力。

（二）" 依托產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的實(shí)踐能力提升方案

利用校內(nèi)、校外聯(lián)合指導(dǎo)優(yōu)勢(shì)，開展機(jī)器人工程專業(yè)應(yīng)用實(shí)踐型人才培養(yǎng)工作，將關(guān)鍵理論知識(shí)點(diǎn)與工程實(shí)踐深度結(jié)合。利用現(xiàn)有的機(jī)器人設(shè)備及承擔(dān)的科研項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生參與到科研項(xiàng)目中，將所學(xué)的理論知識(shí)應(yīng)用到工程實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，激發(fā)學(xué)生的參與積極性，開展機(jī)器人實(shí)踐的宣傳活動(dòng)，開放機(jī)器人與本文作者所在團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有機(jī)器人設(shè)備。與傳統(tǒng)的注重知識(shí)傳授和技能培養(yǎng)的課程不同，機(jī)器人實(shí)踐注重實(shí)踐、探索、應(yīng)用和綜合能力的培養(yǎng)，幫助學(xué)生更好地接觸前沿研究，提升他們的創(chuàng)新能力和專業(yè)素質(zhì)。

組織參觀具有先進(jìn)工業(yè)機(jī)器人設(shè)備的工廠、研究所以及企事業(yè)單位，讓學(xué)生了解機(jī)器人在實(shí)際工程中的應(yīng)用過程，鼓勵(lì)學(xué)生前往與團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期合作的企業(yè)實(shí)習(xí)，并在從事機(jī)器人工程實(shí)踐前，編寫實(shí)踐指導(dǎo)手冊(cè)，編寫機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)手冊(cè)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。有條件時(shí)，在相關(guān)專業(yè)課程中講授機(jī)器人操作與控制的內(nèi)容，結(jié)合已有實(shí)驗(yàn)設(shè)備開發(fā)與機(jī)器人實(shí)踐相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在實(shí)踐過程中培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力，精選機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，編寫一套適合自身實(shí)際情況的，具有啟發(fā)性、創(chuàng)造性、學(xué)科交叉性和綜合性的機(jī)器人實(shí)踐手冊(cè)，設(shè)立多種興趣激發(fā)點(diǎn)，建立特色鮮明的工程實(shí)踐創(chuàng)新教育教材。

機(jī)器人工程專業(yè)的學(xué)生可以選擇電力電子、自動(dòng)控制、單片機(jī)、數(shù)字信號(hào)處理器、智能傳感器和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言等具體方向進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過抓住總體設(shè)計(jì)方案和內(nèi)容分解，將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為具體而有針對(duì)性的子問題，從而全面掌握與機(jī)器人操作和控制相關(guān)的知識(shí)，并有目的地提高自己在某個(gè)方面的實(shí)際操作能力。在策略方案分析階段，學(xué)生將鍛煉思考、分析和解決問題的能力，而在具體設(shè)計(jì)和調(diào)試過程中，將綜合運(yùn)用所學(xué)課程知識(shí)，提升其工程實(shí)施能力。通過將課程理論與機(jī)器人實(shí)踐緊密結(jié)合，學(xué)生將培養(yǎng)出更強(qiáng)的動(dòng)手能力、創(chuàng)造能力、協(xié)作能力和綜合能力。這種綜合性的學(xué)習(xí)方法不僅能幫助他們?cè)诶碚撝R(shí)上做深入理解，還能將其運(yùn)用到實(shí)際操作中，從而更好地應(yīng)對(duì)機(jī)器人工程領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。

四" 以就業(yè)需求為牽引的機(jī)器人工程專業(yè)柔性考核評(píng)價(jià)方法

（一）" 基于就業(yè)需求的柔性評(píng)價(jià)方式難點(diǎn)分析

高校機(jī)器人工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是向相關(guān)產(chǎn)業(yè)輸送高技術(shù)人才，讓這些人充分利用高新技術(shù)，推動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)出，提高學(xué)生實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)能力與問題解決能力，消除傳統(tǒng)授課模式單一化考核方式弊端，以培養(yǎng)學(xué)生成為機(jī)器人領(lǐng)域高質(zhì)量創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，設(shè)計(jì)多元評(píng)價(jià)考核機(jī)制，因此保證模塊化綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐評(píng)價(jià)方式的科學(xué)性是難點(diǎn)。

以機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生的應(yīng)用型能力培養(yǎng)為牽引，重視教師與學(xué)生間的有效溝通和良性互動(dòng)，將學(xué)生的反饋?zhàn)鳛橹匾脑u(píng)價(jià)指標(biāo)。此外，開展多維度的教學(xué)評(píng)價(jià)，覆蓋理論知識(shí)點(diǎn)主線、模塊化教學(xué)全過程、理論與實(shí)踐的綜合表現(xiàn)等。利用專家系統(tǒng)理論構(gòu)建對(duì)機(jī)器人專業(yè)方向?qū)W生的柔性考核評(píng)價(jià)方案，利用教師豐富的指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，劃分考核學(xué)生綜合能力的影響因素，通過主成分分析法構(gòu)建學(xué)生高維評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型。

（二）" 基于就業(yè)需求的柔性評(píng)價(jià)實(shí)施方案

采用傳統(tǒng)的試卷考核或單純的實(shí)驗(yàn)結(jié)果考核方式并不合適，應(yīng)構(gòu)建可評(píng)價(jià)機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力評(píng)分表，指導(dǎo)教師全程記錄學(xué)生在科創(chuàng)競(jìng)賽中的表現(xiàn)，綜合考慮科創(chuàng)競(jìng)賽結(jié)果、個(gè)人表現(xiàn)、理論應(yīng)用能力和解決問題能力4個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，具體改革評(píng)價(jià)方式如下。

強(qiáng)調(diào)雙向教學(xué)能力評(píng)估。采用研討式的案例教學(xué)方法，注重在綜合設(shè)計(jì)與實(shí)踐評(píng)價(jià)體系中增加技術(shù)討論的重要性，討論會(huì)以小組形式進(jìn)行，每個(gè)小組選出一名代表發(fā)言，而其他小組成員則進(jìn)行提問和討論。此評(píng)估方法不同于傳統(tǒng)的單純依賴教師評(píng)估，因?yàn)樗婕皩W(xué)生的互動(dòng)，要求學(xué)生對(duì)自己小組內(nèi)的同伴進(jìn)行評(píng)價(jià)，并為其他小組提供評(píng)價(jià)觀點(diǎn)，建立透明的同伴評(píng)價(jià)機(jī)制。每個(gè)學(xué)生都是評(píng)估者和被評(píng)估者，這有助于避免僅僅依靠教師評(píng)估的局限性，提高學(xué)生在研討會(huì)過程中的參與度和熱情。

注重培養(yǎng)研究思維和創(chuàng)新能力。致力于培養(yǎng)學(xué)生識(shí)別、分析和解決問題的能力，教師和學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)過程中共同探索科學(xué)知識(shí)，通過設(shè)置問題情境，激發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，引導(dǎo)學(xué)生自主探索，體驗(yàn)知識(shí)生成的過程，鼓勵(lì)學(xué)生提出問題，批判性地思考，表達(dá)獨(dú)立的觀點(diǎn)。這樣的學(xué)習(xí)環(huán)境培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。因此，該評(píng)價(jià)方法以創(chuàng)新思維為標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)價(jià)學(xué)生的研究性思維能力。

重視解決實(shí)際問題能力。對(duì)學(xué)生在主線式模塊化教學(xué)后的實(shí)踐應(yīng)用環(huán)節(jié)中，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力，尤其重視學(xué)生對(duì)軟件的編程能力和硬件的設(shè)計(jì)能力，對(duì)標(biāo)機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生未來就業(yè)領(lǐng)域，力爭(zhēng)培養(yǎng)出符合新時(shí)代特征的機(jī)器人工程專業(yè)優(yōu)秀創(chuàng)新型人才，為此形成以實(shí)際能力為指標(biāo)的考核評(píng)價(jià)方法。

根據(jù)主成分分析原理，綜合評(píng)價(jià)人才培養(yǎng)目標(biāo)是否達(dá)成，并通過量化指標(biāo)衡量學(xué)生的成績(jī)。但這里需要注意，考慮到目標(biāo)是培養(yǎng)應(yīng)用型機(jī)器人領(lǐng)域?qū)I(yè)人才和而不是僅通過分?jǐn)?shù)將學(xué)生劃分等級(jí)，避免埋沒特殊人才，為此允許指導(dǎo)教師或授課教師柔性調(diào)整學(xué)生的評(píng)價(jià)結(jié)果。

五" 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)機(jī)器人工程專業(yè)應(yīng)用型實(shí)踐能力人才需求，本文圍繞新工科下高校機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)，設(shè)計(jì)以科創(chuàng)競(jìng)賽為支點(diǎn)，以產(chǎn)業(yè)實(shí)踐為支點(diǎn)，以科研案例理論教學(xué)為支點(diǎn)，以就業(yè)需求為牽引的“三支點(diǎn)一牽引”機(jī)器人工程專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力提升途徑，促進(jìn)學(xué)生消化吸收理論知識(shí)，培養(yǎng)具有國(guó)際視野、創(chuàng)新思維的機(jī)器人工程專業(yè)技術(shù)創(chuàng)新人才，為其他工科專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)提供參考。

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第一作者簡(jiǎn)介：王立鵬（1985-），男，漢族，黑龍江阿城人，博士，副教授，博士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)閺?fù)雜系統(tǒng)建模與控制、機(jī)器人語(yǔ)義SLAM。

*通信作者：劉志林（1977-），男，漢族，黑龍江哈爾濱人，博士，教授，博士研究生導(dǎo)師。研究方向?yàn)楦叩冉逃芾怼?/p>