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基于学生自主学习能力培养的机器人课程建设
发布时间:2020-09-16 点击: 发布:《教育教学论坛》杂志社
基于学生自主学习能力培养的机器人课程建设
周景雷,李振武,杨桂林  
(菏泽学院 机电工程学院 山东 菏泽 274015)
摘  要:依托山东省教育厅教学改革项目和菏泽学院教学改革项目,以学生自主学习能力培养为出发点,结合菏泽学院机电工程学院机器人课程创新研究与实践成果,探索创造学生自主学习能力培养的条件。在这些条件中,以课程体系为导向,以专业教师为后盾,以拔尖学生为引领,以实践平台为支撑,以学科竞赛为准绳,五位一体提高了学生自主学习能力,最大限度拓展了机器人课程所带来的效益。
关键词:自主学习;机器人课程;建设;  教育教学论坛
中图分类号:TP291    文献标识码:A
The Construction of Robot Course Based on the Cultivation of Students' Independent Learning Ability
Zhou Jing-lei, Li Zheng-wu, Yang Gui-lin
(College of Machine and Electronical Engineering, Heze University, Heze 274000,Shandong,China)
 
Abstract: Based on the teaching reform project of Shandong Education Department and the teaching reform project of Heze university, this paper takes the cultivation of students' independent learning ability as the starting point and combines the innovative research and practical results of the robot course in the college of mechanical and electrical engineering of Heze university to explore the conditions for creating the cultivation of students' independent learning ability. In these conditions, with the curriculum system as the guidance, professional teachers as the backing, top students as the guidance, practice platform as the support, discipline competition as the criterion, five-in-one improves students' independent learning ability, and maximizes the benefits of robot courses.
Key words: independent learning ability; robot courses; construction
 

0  引 言

机器人作为当代科学技术的宠儿,国内外各行各业都在大力支持其发展。中国工程院李培根院士指出, 未来10年是中国机器人发展的黄金期;“中国制造2025”也将机器人列为核心内容[1]。于是国内高校紧跟国家政策方针,相继开设了机器人课程和机器人工程专业。

1 机器人课程特点

人们给机器人所下的定义是非常多的[2],不过简单来说,机器人是一种通过程序的执行能够自动完成某种任务的机械系统,它不单独隶属于某一个学科,而是包含了很多学科内容,比如机械、电子、自动化、计算机、人工智能等,是一门理论性非常强的课程。
 
 
机器人课程不仅包含较广的理论知识,还是一门实践性非常强的课程,这就要求高校能够给学生提供足够的实践平台和机会。国防科技大学机电工程与自动化学院建设了机器人技术创新实践基地[3],以该基地为平台,提高了学生的动手实践能力,从而提高了学生对机器人课程的掌握能力;大连理工大学近年来进行了较完善的高校机器人创新实践教学体系改革[4],从而为大学生提供了更好的创新平台,更好地完成了机器人课程所带来的服务社会发展的目的。

2 自主学习能力培养的探索和实践

学校开设了机器人课程,并不能说明学生就会想学这门课程,也不能说明学校为这门课程的推进提供了足够的工作,从而就很难完成机器人教育所应该带来的效果[5。菏泽学院机电工程学院经过几年的摸索探究,逐渐形成了一套适合自己的机器人课程建设方案:以课程体系为导向,以专业教师为后盾,以拔尖学生为引领,以实践平台为支撑,以学科竞赛为准绳,从而提高学生自主学习能力,最大限度拓展机器人课程所带来的效益。
2.1 完善课程体系
机器人技术涉及众多学科,是相关学科技术的“吸食者”囊括了太多的知识,所以每个专业都要有各自的课程体系,以满足各专业的培养目标。机电工程学院为培养具有国际视野的高素质应用型专门人才,经过几年的摸索,自动化专业机器人方向除了开设像自动控制原理、传感器与自动检测技术等专业基础核心课之外,还开设了机器人技术基础、机器人传感与控制、智能控制、工业机器人仿真、机器人安装与调试等课程;机械电子工程专业机器人方向除了开设机械设计、机械制造基础等核心课程外,还开设了机器人技术基础、机器人系统设计及维护、智能设备开发基础、电气伺服控制技术及应用等。
    
2.2 提高师资力量
俗话说:“一个老师,要想给学生一碗水,自己就必须具有一桶水”。这句话是说教师要有足够的知识储备,才能教出能力出众的学生,这就要求教师要不断地学习,提高自身的知识水平。机电工程学院作为菏泽学院为数不多的工科学院,师资力量明显弱于其他学院,在学校和学院的大力支持下,经过几年的发展,不管是师资力量的引进还是自己再培养都取得了不错的成绩,这些成绩是学生学习道路上强有力的后盾,为他们的前进提供持续的动力。
2.3 选树拔尖学生
学校不仅要提供给学生充足的“水源”,更应该让学生学会获得“水”,然而,当今高校在校生,仅由老师课堂50分钟的言传身教,成功获得“水”的人数恐怕不理想,这就要求他们课下继续为获得“水”而努力。而课下能够教会他们如何获得“水”的人不会再是老师,或者说老师的影响程度会大大减小,此时对他们影响作用较大的就是那些和他们朝夕相处的已经学会获得“水”的学生,因为同学当中的拔尖者对于大学生具有更强的引导作用,这些真实的案例、相似的成长轨迹能够成为他们获得“水”道路上的榜样,榜样只有从学生中来,才能真正回到学生中去。
2.4 丰富实践平台
实践教学作为课堂教学的重要组成部分,在培养学生创新意识、创新精神和创新能力等方面,具有课堂教学不可替代的作用。机器人是一门理论和实践性都很强强的课程,实践平台在学生的学习过程中,会显得尤其重要。机电工程学院在学校大力支持下,经过几年的不断建设,在校内已经形成了以机器人创新制作室为顶层平台,以机器人分专项学习室为支撑平台,以专业实验室为基础平台的三位一体实践平台。这些平台针对不同层次、抱有不同学习目的的学生进行开放。总起来说,在基础平台主要是完成课程中基本知识的学习,在支撑平台上学生完成不同的专项学习,在顶层平台上,学生完成机器人技术的系统学习。
2.5 参加学科竞赛
在《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》中,教育部把“加强学科竞赛工作纳入实践教学与人才培养模式改革创新”的质量工程中,对人才培养模式提出了新要求,即将实践教学与学科竞赛相结合,提高实践教学和人才培养质量,从而为国家培养应用型创新人才。菏泽学院在2018年,也相继出台了一系列针对学科竞赛的文件,比如菏院办字〔2018〕8号——菏泽学院院长办公室关于修订《菏泽学院学科竞赛管理办法》的通知,菏院办字〔2018〕10号——菏泽学院院长办公室关于印发《菏泽学院大学生创新创业教育实践学分认定办法(试行)》的通知。这些文件说明了学科竞赛在高校中的地位,事实上学科竞赛是比较有效的一种检查、督促学生学习的手段,甚至是最有效的手段。一方面通过学科竞赛可以衡量学生的自学习效果,另外一方面在学生参加学科竞赛的过程中,解决所遇到的问题又会提升自己的自学习能力。

3 取得的成绩

正如上面所说,学科竞赛是最有效的检查学生自学习能力和效果的手段,几年来机电工程学院学生在参加的各类机器人大赛中,获得国家级(含国际)比赛奖项共计100余项,省厅级奖项更是超过了400项。正是有这样的经历和成绩,学生在后续的考研和就业中,得到了其他高校和用人单位的认可。这些成绩的取得,都是机电工程学院鼓励让学生自学习的结果,这也更坚定了学院这样做的方法,并且会大力给学生创造更好的自学习条件。
参考文献:
[1] 支双双,金大海.构建机器人技术“双创”生态圈培养创新人才[J]. 实验技术与管理,2018, 35(2):182-183
[2] 张玫,邱钊鹏,诸刚. 机器人技术[M].2版. 机械工业出版社,2016
[3] 徐晓红,郑志强,卢惠民. 构建机器人技术创新实践基地的探索与实践[J]. 实验室研究与探索,2015, 34(3):185-189
[4] 吴振宇,刘禹彤,冯林. 机器人实践教学体系改革探索[J]. 实验室研究与探索,2017, 36(6):192-195
[5] 董翠敏,刘永强. 以机器人教育为平台培养大学生创新意识和能力[J]. 实验室研究与探索,2011, 30(9):243-244,320

 
基金项目:山东省教育厅教学改革项目(C2016M029);教育部产学研协同育人项目(201802240001);菏泽学院教学改革项目(2018224)。
作者简介:周景雷(1981-),男,山东曹县人,硕士,副教授,研究方向:机器人教育。