以机器人比赛为依托的高职学生综合实践能力培养模式研究

◆摘  要：本文分析国内外机器人比赛的发展现状、作用，总结我国职业教育在高职学生综合实践能力培养方面的现状与不足，提出以机器人比赛为依托的高职学生综合实践能力培养模式，探索新形势下学生综合实践能力的培养方法。本模式对培养学生的综合实践能力有较好的促进作用，同时可以有效提高教师的业务能力。

◆关键词：机器人比赛;职业教育;综合实践能力

2021年全国职业教育大会会议指出，职业教育是我国教育领域的短板，要加快构建现代职业教育体系。而职业教育更加注重的是实践能力的培养，必须在实践中学习、磨炼，要求改善教学方法，加强实训基地建设，让学生在实际劳动中增长才智、提升技能。本文尝试研究一种以机器人比赛为依托的高职学生综合实践能力培养模式，希望对职业教育改革有所帮助。

1机器人比赛的发展现状

随着人工智能、大数据的快速发展，机器人越来越多的出现在人类的生活当中，机器人技术也成为各个行业研究的重点。为了推动机器人技术的发展，培养学生创新能力，在全世界范围内相继出现了一系列的机器人竞赛。

1.1国外机器人比赛现状

在欧美国家和日本，从基础教育阶段就已经开始普及机器人相关知识，通过机器人比赛的方式开展实践或教学活动。在日本，每年都举行机器人设计和制作大赛，通过比赛普及机器人知识，为高校机器人教育提供丰富的素材资源，培養了大量的创新人才，同时也刺激了大量机器人产品的产生。

世界机器人大赛是目前国内外极具影响力的机器人领域赛事，自举办起共吸引了全球20余个国家近8万名选手参赛，被赞誉为机器人界的“奥林匹克”。其发展是一个从无到有、从单一到综合、从简单到复杂的过程，比赛规模不断扩大、项目不断完善、影响力不断增强，同时也了推动技术的进步、促进了学校的教育。

1.2国内机器人比赛现状

目前在全国高校间举办的机器人大赛有很多，其中全国大学生机器人大赛规模和影响较大，其中包括RoboCon、RoBoCup、RoBoTac赛项，RoBoTac赛项为面向高职学生参赛赛项。在机器人大赛的同期，组委会会通过论坛、培训等提供交流平台和学习平台，为机器人及其相关技术的发展以及机器人在娱乐、教育、服务等各领域的应用起到推动作用。

1.3机器人比赛对培养学生实践能力的作用

机器人技术融合了多学科、多专业的知识内容，是培养大学生综合实践能力的良好平台。以RoBotac比赛为例，在备赛的过程中需要进行竞赛题目分析、设计解决方案、搭建机器人模型、编写程序、反复不断的调试程序，优化程序和机器人结构，使机器人能够完成挑战赛的任务。在这个过程中，参赛选手要想完成任务，需要自学非本专业的知识内容，需要上网搜集资料等，在学习新知识的同时，也提高了他们的自主学习能力;在有了一定的知识储备之后，学生还要将理论知识应用于实践，针对实际情况不断发现问题、分析问题、解决问题;设计制作一台完整的机器人需要同学间的相互合作、也需要花费大量的时间和精力，可以培养学生的团队合作能力与吃苦耐劳的精神。

2综合实践能力培养方式研究

2.1我国职业教育在培养大学生综合实践能力方面的现状和存在的主要问题

随着职业教育改革的推进，我国高职院校大学生综合实践能力的培养也有新的尝试，比如“1+X证书”的实施，学分银行、产教融合、校企融合的推行以及课程思政的全面开展，这些都对大学生综合实践能力的培养有很好的促进作用，但同时也存在着些许问题。

2.1.1学生自身方面

一是学生在学习的时间上投入不够，现在的学生更表现在将时间用在打游戏、刷短视频上面，而在专业实践能力的提高是需要大量的时间和精力的投入。二是现在的学生吃苦能力不强，没有恒心和毅力，往往是知难而退。三是学生安于现状，进取心不强，学生没有明确的目标，想不劳而获的思想较重，不利于实践能力的培养。

2.1.2学校方面

一是学校比较注重知识的传授，而忽视对学生思想观念的引导。二是实习实训设备投入不够，学生参与实践的机会少。三是缺乏能够带领学生进行实践能力的提升的实践创新团队等。

2.2以机器人比赛为依托的高职学生综合实践能力培养模式思路

高职学生学制一般为三年，可将本培养模式分为三个阶段。

2.2.1基础阶段

在学生入学的第一年为学生兴趣培养和基础能力培养阶段。从入学初期做好以参加机器人比赛提高学生实践能力为目标导向的宣传工作，通过参观实训基地，观看历年比赛影像，关注公众号等形式，引导教育学生对未来的学习内容有初步的认识和了解，可以将其作为课程思政的内容融入到教学过程中。在课程设置上，除思政课程以外，开设机械基础、电工电子技术、编程语言等专业基础课程，充分利用国家金课、慕课、微课等网络教学资源，学生自主选择适合于自己学习的课程，培养学生的自学能力。在本阶段的学生中征集志愿者服务相关比赛，使他们近距离接触和了解机器人比赛，激发学生的兴趣。

2.2.2备赛阶段

在学生掌握了一定的基础知识的前提下，指导学生以历年比赛赛题为参考展开备赛。这一阶段需要将所学到的理论知识应用到实践当中，并在实践中继续学习和拔高。老师可以将赛题进行拆分处理，设置成不同的任务由学生逐一完成，最后进行整合。比如Robotac比赛当中某车体结构的制作，可以设置成测绘-草图设计-三维仿真-实体制作几个任务来完成，通过这一系统的参与，学生的实践能力会有很大的提升。对于学习能力比较强的同学，老师可以将赛题进行变体，由学生对机器人进行修改，以锻炼他们的应变能力。

2.2.3参赛阶段

大三的学生在经过备赛阶段的学习和训练，可以报名参加比赛。比赛过程不同于备赛过程，比赛过程锻炼的不只是学生的实践能力，更是学生心理素质和团队协作能力的锻炼。在Rototac比赛中，需要多位选手配合操作不同的机器人进行对抗，在这一过程中，团队竞赛显得尤为重要，需要一定的默契。

无论比赛的输赢，最后经过这样一轮的实践后，对于学生来说都是赢家，实实践表明，参加比赛的同学，他们的综合实践能力要强于其他同学。

2.3培养方式

在上述的培养模式中，打破了现有的常规教学模式，传统教学以教师知识传授为主，而本教学模式则是以学生的学为主，强调自主学习，老师起导向作用。

教师按照比赛中所涉及的课程内容设计、制作任务书。积极采用线上线下混合式教学，线下指引学生接受任务→查阅资料→思考关键问题，线上教师指导→解决难点→完成任務→展示成果→检测评价实施教学。

课程评价采用过程性评价和结果性评价相结合的形式。过程性评价主要通过完成具体的学习（工作）项目的实施过程来进行评价;结果性评价主要考核学生对课程知识的理解和掌握，合理选用操作演示、汇报、答辩、考试、实操等多种考核评价方法与手段，全面、客观检查学生实际能力，激发学习兴趣，提升教学效果。

3总结

依托机器人比赛开展教学可以促进各专业的融合，培育综合型人才;教师不断积累专业知识，组建优秀创新教学团队;更重要的是对学生综合工程实践能力的培养，专业知识与实际应用相结合的能力以及协调管理能力的培养有很明显的作用。但是由于职业教育资源的不平等性，以及各地区职业院校发展水平，机器人比赛规模的限制，经费限制等，实施过程有一定的困难，新形势下的教改还需进一步探讨。

参考文献

[1]王旭.全国大学生机器人大赛发展历程[J].机器人技术与应用，2019（01）：26-28.

[2]魏博，赵杰，邓聪颖.浅谈高校机器人教育现状、改革与实践[J].教育现代化，2018，5（06）：77-78.

[3]胡发焕，刘祚时，朱花.以机器人大赛为契机探索大学生创新能力培养模式[J].中国电力教育，2013（28）：53-54+56.

[4]李宗学，闫秀芳，苏曦，.学生实践能力培养分析——以机器人比赛为载体[J].现代商贸工业，2012，24（24）：178-179.

作者简介

张玉（1992-），男，吉林铁道职业技术学院助教，研究方向：机械电子工程。

吉林省教育科学“十三五”规划2020年度一般课题《高职院校机器人教学模式研究--以电类专业为例》编号：GH20564