- 相關(guān)推薦
試析以機(jī)器人競賽為平臺的機(jī)電專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索論文
論文摘要：介紹了機(jī)器人競賽的基本情況以及機(jī)器人競賽的特點，結(jié)合機(jī)電專業(yè)的特色，從政策的支持、教師的努力、結(jié)合其他教學(xué)環(huán)節(jié)和學(xué)生的分工協(xié)作等方面，提出了以機(jī)器人競賽為平臺，探索一條適合機(jī)電專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的新途徑，經(jīng)實踐取得了良好的效果。
論文關(guān)鍵詞：機(jī)器人；機(jī)電專業(yè)；創(chuàng)新；競賽
國家教育“十二五”規(guī)劃和國家中長期教育改革發(fā)展綱要中明確指出，高等教育承擔(dān)著培養(yǎng)高級專門人才、發(fā)展科學(xué)技術(shù)文化、促進(jìn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的重大任務(wù)。提高人才培養(yǎng)質(zhì)量乃是高校工作的中心任務(wù)，而只有通過不斷深化教學(xué)改革才能有效提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。
適應(yīng)國家和社會發(fā)展需要，遵循教育規(guī)律和人才成長規(guī)律，創(chuàng)新教育教學(xué)方法，探索多種培養(yǎng)方式，形成各類人才輩出、拔尖創(chuàng)新人才不斷涌現(xiàn)的局面，是未來教學(xué)改革的主要方向。機(jī)器人作為典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，成為機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生常見的教學(xué)和實驗對象。而機(jī)器人競賽具有能夠激發(fā)學(xué)生的好奇心、營造獨立思考、自由探索、勇于創(chuàng)新的良好環(huán)境及培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好等特點，正越來越多地被廣大高校所重視。本文以機(jī)器人競賽為平臺，探索出一條培養(yǎng)機(jī)電專業(yè)創(chuàng)新能力的新途徑。
一、機(jī)器人競賽介紹
2001年6月21日中國自動化學(xué)會機(jī)器人競賽工作委員會成立標(biāo)志著我國機(jī)器人競賽事業(yè)進(jìn)入了一個新的階段。通過機(jī)器人比賽和技術(shù)研討，除了增強(qiáng)參賽者的創(chuàng)新能力外，也為推動和促進(jìn)機(jī)器人與自動化技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新，為我國的快速持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。國內(nèi)的機(jī)器人競賽很多，影響力比較大的主要有兩個，一個是以由中國自動化學(xué)會機(jī)器人競賽工作委員會、RoboCup中國委員會等組織的一年一度的“中國機(jī)器人大賽”，另一個是由中央電視臺組織的一年一度的“Robocop機(jī)器人大賽”。省級機(jī)器人競賽中影響力較大的屬江蘇省教育廳支持、江蘇省自動化學(xué)會組織的江蘇省大學(xué)生機(jī)器人大賽，距今已舉辦4次。大學(xué)生機(jī)器人大賽設(shè)立的比賽項目已達(dá)數(shù)十項，包括RoboCup足球機(jī)器人比賽、RoboCup救援組比賽、RoboCup家庭組比賽、FIRA足球機(jī)器人比賽、空中機(jī)器人比賽、水中機(jī)器人比賽、舞蹈機(jī)器人比賽、雙足競步機(jī)器人比賽、機(jī)器人游中國比賽、機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計等。隨著比賽項目的逐年豐富，越來越多的高校都投入到機(jī)器人大賽中來。
二、機(jī)電專業(yè)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)
機(jī)械電子工程專業(yè)俗稱機(jī)電一體化，是機(jī)械工程與自動化的一種，也是最有前途的一個方向。機(jī)械電子工程專業(yè)包括基礎(chǔ)理論知識和機(jī)械設(shè)計制造方法、計算機(jī)軟硬件應(yīng)用能力，能承擔(dān)各類機(jī)電產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計、制造、試驗、開發(fā)工作。這個專業(yè)的特色就是強(qiáng)調(diào)機(jī)械動手能力與機(jī)電控制能力相結(jié)合，側(cè)重于機(jī)電控制和數(shù)控維修。以數(shù)控所需各種能力為主線，突出機(jī)電控制的專業(yè)核心地位，培養(yǎng)會設(shè)計、能編程、具有較強(qiáng)的機(jī)電設(shè)備操作、調(diào)試、維修、維護(hù)等實際操作技能的技術(shù)工程師和職教師資。
針對機(jī)電專業(yè)的特色不難看出，要想培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力就離不開動手能力的培養(yǎng)和實際操作能力的訓(xùn)練。而機(jī)器人競賽作為機(jī)電專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的平臺是非常合適的，這也正是機(jī)器人競賽舉辦的初衷。下面以淮海工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院為例來探討如何以機(jī)器人競賽為平臺實現(xiàn)對機(jī)電專業(yè)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
1.政策的支持
一直以來，學(xué)校和學(xué)院對機(jī)器人競賽都非常支持，淮海工學(xué)院為此專門制定了相關(guān)的獎勵措施，對舉辦機(jī)器人競賽也都大力支持并積極組織參與。機(jī)械工程學(xué)院為了支持機(jī)器人競賽，設(shè)立了機(jī)器人創(chuàng)新活動室，還配備了電腦，購買了實驗工具以及器材，專為機(jī)電專業(yè)的同學(xué)們使用。對能夠獲得獎項的參賽同學(xué)除了頒發(fā)特殊獎學(xué)金外，還獎勵一定的選修學(xué)分，這些都促使很多學(xué)生參與到機(jī)器人競賽當(dāng)中。與此同時，機(jī)器人創(chuàng)新活動都安排有經(jīng)驗豐富的教師，對于能夠獲獎的給予適當(dāng)獎勵，也激勵著許多老師從事機(jī)器人的教學(xué)和競賽工作。學(xué)校和學(xué)院對于機(jī)器人活動室的同學(xué)在申請創(chuàng)新項目上也有一定的政策傾斜。近年來活動室先后有兩個江蘇省大學(xué)生實驗室創(chuàng)新項目，三個校大學(xué)生實驗室創(chuàng)新項目被批準(zhǔn)，直接參與的學(xué)生達(dá)20多人，在項目中有兩個機(jī)器人參加2011年江蘇省大學(xué)生機(jī)器人大賽，在機(jī)器人游中國項目和機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計項目分獲二、三等獎。好的政策支持是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)。
2.教師的努力
教師在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面的作用是不可或缺的。沒有教師的努力，學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)就是一句空話。由于大學(xué)生還正處在學(xué)習(xí)階段，知識結(jié)構(gòu)尚不完善，加之學(xué)校一般又都沒有專門針對機(jī)器人的系統(tǒng)的訓(xùn)練計劃，大多數(shù)機(jī)電專業(yè)學(xué)生對于機(jī)器人知識體系的理解比較片面，尤其是低年級同學(xué)，參加機(jī)器人競賽的過程很多時候都還是一個摸著石頭過河的過程。這就需要指導(dǎo)教師抽出時間系統(tǒng)培訓(xùn)和引導(dǎo)學(xué)生。告訴學(xué)生應(yīng)該看什么專業(yè)書籍、學(xué)習(xí)什么設(shè)計軟件等等。這對學(xué)生快速建立起對機(jī)器人的系統(tǒng)認(rèn)識、更深入地了解機(jī)器人起著非常重要的作用。
韓愈曾說過：“千里馬常有而伯樂不常有。”積極參與機(jī)器人活動的同學(xué)是很多的。作為指導(dǎo)教師應(yīng)該發(fā)掘那些有科技創(chuàng)新能力或有潛質(zhì)的同學(xué)，并鼓勵他們積極地參與機(jī)器人競賽。教師在平時的教學(xué)中，要留心尋找那些基礎(chǔ)好、創(chuàng)新能力強(qiáng)的同學(xué)，支持他們到大學(xué)生創(chuàng)新活動室學(xué)習(xí)和工作，為將來各種競賽儲備人才。待競賽時再從這些同學(xué)中挑選表現(xiàn)突出的同學(xué)參賽。實踐證明，好的開始是成功的一半。
3.結(jié)合其他教學(xué)環(huán)節(jié)
現(xiàn)階段，我國還沒有專門設(shè)置機(jī)器人的專業(yè)，只有機(jī)電專業(yè)與機(jī)器人的關(guān)系最接近。但機(jī)電專業(yè)關(guān)于機(jī)器人方面的課程還是太少。所以淮海工學(xué)院有針對性地在專業(yè)課程的教授過程中加入機(jī)器人相關(guān)技術(shù)。 增加機(jī)器人技術(shù)課程，開設(shè)了“機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)”課程，又增加了“機(jī)器人控制技術(shù)”、“特種機(jī)器人”等選修課程，目的是希望增加學(xué)生對機(jī)器人技術(shù)的認(rèn)識，提高他們學(xué)習(xí)機(jī)器人知識的興趣。在其他專業(yè)課中多引入機(jī)器人案例。例如在“機(jī)電一體化設(shè)計”課程中刪掉了部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的內(nèi)容，增加了機(jī)器人的教學(xué)案例。在“機(jī)械設(shè)計”中增加了關(guān)于機(jī)器人方面的結(jié)構(gòu)分析案例。這樣，就可以將機(jī)器人的機(jī)械、控制、傳感器、電機(jī)等部分分別對應(yīng)到相關(guān)課程，學(xué)生對機(jī)器人會有一個系統(tǒng)的認(rèn)識。將競賽機(jī)器人引入課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。針對高年級學(xué)生的“控制技術(shù)課程設(shè)計”、“機(jī)電系統(tǒng)課程設(shè)計”和畢業(yè)設(shè)計，將競賽機(jī)器人作為課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)分配給學(xué)生，課程設(shè)計做相對成熟的內(nèi)容，而畢業(yè)設(shè)計就可以結(jié)合競賽來實施。通過其他的教學(xué)環(huán)節(jié)來支撐機(jī)器人教學(xué)能夠取得較好的效果，學(xué)生也感到學(xué)習(xí)的針對性和趣味性增加了。
4.學(xué)生的分工協(xié)作
機(jī)器人作為一個復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)，不是一個人所能完成的。所以團(tuán)隊的合作、個人的不同分工是非常重要的。對于大學(xué)生們來講，知識結(jié)構(gòu)、自學(xué)能力、工程實踐、團(tuán)隊分工與協(xié)作是相輔相成的，他們需要在競賽過程中不遺余力地完善自己的知識結(jié)構(gòu)，提高和培養(yǎng)自學(xué)能力、工程實踐、團(tuán)隊分工與協(xié)作能力。機(jī)電一體化是以機(jī)械學(xué)科為基礎(chǔ)，融合了電子、計算機(jī)等學(xué)科的交叉學(xué)科，這就要求機(jī)電專業(yè)的學(xué)生所學(xué)的專業(yè)知識較多。在有限的時間里每個專業(yè)課都要學(xué)精那是不可能的，每個同學(xué)只能在一個或兩個領(lǐng)域里有所深入。對于機(jī)器人競賽而言，這就要求同學(xué)們有不同的側(cè)重點，比如有些同學(xué)把重點放在機(jī)器人機(jī)構(gòu)的設(shè)計和制作上，有些同學(xué)就以控制系統(tǒng)電路設(shè)計作為自己的主攻方向，還有編程能力強(qiáng)的同學(xué)主要負(fù)責(zé)算法和程序的設(shè)計。這樣每個同學(xué)都會得到深入的鍛煉，再通過同學(xué)們的相互交流、取長補(bǔ)短，同學(xué)們的創(chuàng)新能力就會有質(zhì)的飛躍。
三、實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)
通過參加機(jī)器人競賽提高和鍛煉了學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力、動手能力和自主創(chuàng)新能力。每年舉行的各種機(jī)器人大賽為機(jī)電專業(yè)大學(xué)生在基本理論與實踐相結(jié)合、實際動手能力、創(chuàng)新設(shè)計等方面提供了良好的平臺。在當(dāng)前注重學(xué)生綜合能力的形勢下，該平臺的建設(shè)對學(xué)生們參加機(jī)器人競賽和機(jī)器人、機(jī)電一體化系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計、教學(xué)科研以及鍛煉和提高學(xué)生們的創(chuàng)新能力都具有非常重要的意義。通過機(jī)器人競賽前的培訓(xùn)和演練以及競賽過程鍛煉和提高參賽隊員機(jī)電一體化系統(tǒng)的軟硬件創(chuàng)新設(shè)計能力，從機(jī)器人競賽平臺的機(jī)械本體結(jié)構(gòu)設(shè)計、傳感檢測技術(shù)與方法、自動控制理論與方法以及計算機(jī)編程技術(shù)等多方面都得到了很好的鍛煉。淮海工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院一直以來都重視大學(xué)生參加機(jī)器人競賽，在歷屆江蘇省大學(xué)生機(jī)器人大賽獲得“機(jī)器人游江蘇”項目二、三等獎及“機(jī)器人游中國”項目二等獎、“機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計”項目三等獎，取得了豐碩的成果。
四、結(jié)束語
新的形勢下，高等院校如何實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展關(guān)鍵在于是否能夠培養(yǎng)出高素質(zhì)的創(chuàng)新人才，而機(jī)器人競賽則是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和動手能力的最佳平臺。參加機(jī)器人競賽可以激發(fā)學(xué)生的興趣與愛好，有利于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的主動性、科研動手創(chuàng)新能力、團(tuán)隊協(xié)作能力以及就業(yè)競爭能力。借助機(jī)器人競賽這個平臺，教師可以改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)教學(xué)體系的不斷完善。
借助機(jī)器人競賽的平臺，在提高學(xué)生創(chuàng)新能力方面作出了積極嘗試，并取得了良好的效果。若要想取得更好的成績，需要學(xué)校進(jìn)一步在政策和資金上加大投入力度，完善教師的激勵機(jī)制，鼓勵學(xué)生盡早參與機(jī)器人競賽，夯實專業(yè)基礎(chǔ)知識，建立起機(jī)器人的科研梯隊，這些都需要堅持不懈的努力。
【試析以機(jī)器人競賽為平臺的機(jī)電專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)探索論文】相關(guān)文章：
學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)教育論文09-28
再談物理實驗與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的論文08-05
基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的數(shù)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新研究論文06-23
小學(xué)美術(shù)教學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)論文08-25
基于創(chuàng)新能力培養(yǎng)的數(shù)學(xué)教學(xué)創(chuàng)新研究的論文07-17
地理教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力論文09-26
理工科大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)路徑探索論文05-22
探索英語教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力10-12