机器人竞赛对学生“双创”能力的培养与实践研究

陈冬鹤

（吉林铁道职业技术学院 电气工程学院，吉林 吉林 132001）

近年来，各级各类机器人竞赛活动也在全国各地广泛开展，有效改变原有的传授知识及实践教学限制，强调开放式和自主式，激发学生的学习热情，而且涉及多学科的知识融合，是理论和实践的高度结合，有力地推动了大学生实践创新能力的提高，促进了大学实践教学的改革，同时也为广大学生提供了学习和创新实践的平台。因此机器人竞赛对于培养学生的理论知识、创新能力、综合素质的提高具有积极的作用。文章结合近几年来指导机器人大赛、技能竞赛的经验，探讨了如何以机器人竞赛为载体，提高大学生“双创”能力的培养与实践。

1 机器人竞赛对大学生“双创”培养的影响

传统的创新实践教学由于受到教学条件等限制，主要以验证性实验为主。而机器人竞赛给大学生创新实践能力的培养提供了一个良好的平台，机器人竞赛的创造性、趣味性、观赏性和对抗性等特点，强烈激发了学生参与竞赛的热情，对于学生的实践创新能力有很大的影响，具体体现以下方面。

（1）培养学生独立思考分析问题，运用所学专业知识解决问题能力。机器人竞赛激发了学生科技创新的兴趣和能力。学生在参与竞赛的过程同时也是知识获取的过程。机器人竞赛是一个以目标为驱动的对抗性比赛，对于参赛作品的技术要求相较电子设计等竞赛入门较快，能够极大发挥独立学院学生思维活跃、兴趣爱好广泛、可塑性强的特点，能培养激发学生的兴趣与认知技能，帮助发展学生创新思维能力，使学生学会分析问题与解决问题。

（2）培养学生科学研究创新能力。机器人的竞赛项目是个综合创新实践过程，在项目训练过程中，学生要完成软硬件设计、软件的编制和现场调试等任务。学生在完成整个比赛项目的过程中，通过研究、讨论及实验才能解决问题得到相应的进展，能够磨练学生的意志力，培养克服困难及精益求精的求学态度和严谨的科研态度

（3）培养学生的实践动手能力。机器人竞赛涉及多种新技术，具备趣味性，通过创新性的教学平台能充分引导学生创新实践动手能力，能够引导学生将以往的单片机、数字电子和模拟电子、数字逻辑、检测技术与传感器等课程简单的验证性实验课转化为实际的综合应用，将课程知识的学习融会贯通，把理论知识向实践能力转化，从而提高学生的实践动手能力。

（4）机器人竞赛提高了学生团队合作精神。机器人竞赛是需要相互配合、合作完成的竞技项目，通过机器人竞赛，可以有效地培养学生勇于创新的精神和与他人合作的能力，使学生具有良好的合作创新意识，有效培养学生树立合作创新的意识。

2 机器人竞赛促进“双创”教育的改革与创新

机器人竞赛为学院“双创”教育与专业课程的实践教学融合提供了良好的渠道，对于专业课程建设和相关课程教学改革具有很好的促进作用，以电气自动化专业为例，可以将单片机、传感器技术等课程内容在机器人平台上进行直观验证，可以提高学生学习兴趣。

（1）将专业课程教学内容与机器人竞赛结合。由于机器人是一多交叉的学科技术，可在专业教学中引入分解，使学生更为形象的了解相关技术。例如，在单片机技术、电子技术、传感器技术等专业课程教学中，引入机器人驱动电机、舵机控制、传感器技术相关知识，如目标追踪、对抗控制运行等相关实训项目内容，开拓学生视野。在电子综合设计等课程中，引入机器人路径规划等相关项目，促进学生进一步应用专业知识解决实际问题的能力。教师通过将机器人竞赛的具体功能进行分解再组合与专业基本知识等相关的理论结合，通过项目教学法等教学方法与手段，将专业课程与机器人竞赛内容相融合运用到教学当中。

（2）通过机器人竞赛推进相关课程学习。借助机器人竞赛的平台在相关课程中加入机器人相关技术与课程内容，增加学生对机器人技术的认识，提高他们学习机器人知识的兴趣。例如在“机电一体化设计”课程中将部分数控机床的内容，替换为机器人自动控制教学案例，可以将机器人的机械、控制、传感器、电机等部分分别对应到相关课程，学生对机器人会有一个系统的认识。

将机器人竞赛引入课程设计和毕业设计增加其影响力。针对大三学生的“自动化综合课程设计”、“机电一体化课程设计”和毕业设计，将机器人竞赛内容作为课程设计和毕业设计的任务分配给学生，课程设计做相对成熟的内容，而毕业设计就可以结合竞赛来实施。通过其他的教学环节来支撑机器人教学能够取得较好的效果，有效提高了学习的针对性和趣味性、提升学生的就业能力。

3 机器人竞赛对于创新实践人才的培养

机器人竞赛项目具有趣味性、挑战性、综合性和对抗性，又能够与教学课程紧密结合，达到理论与实践紧密结合的教学和训练要求，锻炼学生综合运用与解决实际问题能力，更注重学生“双创”意识的培养，从以下方面进行培养。

（1）建立学习兴趣小组，传授机器人专业知识。通过建立机器人社团和学习兴趣小组，学生课下通过兴趣自主学习机器人的相关课程理论知识，课程内容包括机器人的发展历史、机器人基本理论、机器人机械结构设计、机器人传感技术和机器人控制等内容。

（2）创建机器人综合实训和创新实验室。以机器人竞赛为载体，学院提供北京“创意之星”标准机器人、PCB腐蚀与3D打印相关设备，设立专门的开放式机器人综合实训和创新实验室，将理论知识的教学和创新项目的实践教学合二为一，实行“教、学、做”一体化机制，加强了学生的创新能力培养，强化基础理论知识与实践技能的培养，实现理论教学与实践教学的相融合。

（3）组建创新实践团队，培养机器人竞赛人才。吉林铁道职业技术学院创新实践团队以培养学生的创新实践能力为目标，注重每一个队员的创新思维能力及实践能力的培养，提升整个团队的创新实践能力。团队成员的组建以大二、大三学生为主，大一为补充培养的原则进行组建，管理模式实行以“学生自主，老师引导”为主。从创立以来，每年都会招收大一的新同学加入，然后由高年级的队员对新同学进行全面基础培训和辅导，使他们通过项目的形式更加深入的学习机器人相关的专业知识，最后通过学习参加竞赛，通过竞赛发现不足，进一步学习提高，从而实现理论的实践化和实践的理论化。

4 实践成效与结论

近几年来，学院积极推进教学改革将创新创业教育与专业教育的融合，可以使学生更好地了解专业知识，从而提升专业学习的积极，取得了良好的育人成效。学生参加各类职业技能竞赛成绩优异，学校各种创新活动促进了创新人才的培养，提高应用型人才培养质量，为学生创新实践学习创造了良好的环境，同时学院积极组队参加各类机器人竞赛、大学生电子设计竞赛，并取得了可喜的成绩：2017吉林省首届机器人大赛获得省赛二等奖1项，三等奖1项，获得了不错的成绩。

学生通过竞赛获奖树立了自信心，学会了团结协作，在一定程度上培养了他们的创新实践能力，为他们将来的工作奠定了基础。因此机器人竞赛的全面开展在我院大学生的创新实践能力提升中发挥了积极的作用，为加快创新人才的培养做出自己的贡献。

参考文献

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［2］邹国柱，葛浩.机器人竞赛对创新实践性人才的培养［J］.教育现代化，2017，（9）：40-41.

［3］许宪东，雷国华.基于“机器人竞赛”的大学生创新能力培养策略［J］.黑龙江教育，2016，（5）：83-84.

［4］陈冬鹤.以职业技能竞赛为依托增强学生创新实践能力培养——以吉林铁道职业技术学院为例［J］.时代教育，2016，（19）：23-24.