基于机器人创新训练工程实践模式探究

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1、基于机器人创新训练工程实践模式探究【摘要】机器人竞赛作为高技术对抗赛，涉及诸多前沿技术领域，是大学生创新素质培养的重要平台。本文从提高学生综合水平和素质、扩大学生受益面等方面分析了机器人创新训练对增强学生学习主动性，提高学生学习能力、研究能力和工程实践能力的重要意义，机器人创新实践模式的构建。以学科竞赛、科技创新、项目研发为主线，激发学生学习兴趣、创新意识与科研热情。将机器人作为典型工程对象引入工程教育，进行三个层面的训练。最后探讨了基于机器人的创新型工程训练实施策略和机器人创新平台的建设实施。【关键词】机器人创新能力工程实践【中图分类号】G

2、64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2012)10-0241-02近年来，机器人作为自动化、电子学、计算机技术、人工智能、机械学等学科的典型载体，被广泛作为我国高校教学和研究的选题之一，各级各类机器人竞赛活动也在全国各地广泛开展。该活动的开展，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的舞台，进一步加强了学生提出问基于机器人创新训练工程实践模式探究【摘要】机器人竞赛作为高技术对抗赛，涉及诸多前沿技术领域，是大学生创新素质培养的重要平台。本文从提高学生综合水平和素质、扩大学生

3、受益面等方面分析了机器人创新训练对增强学生学习主动性，提高学生学习能力、研究能力和工程实践能力的重要意义，机器人创新实践模式的构建。以学科竞赛、科技创新、项目研发为主线，激发学生学习兴趣、创新意识与科研热情。将机器人作为典型工程对象引入工程教育，进行三个层面的训练。最后探讨了基于机器人的创新型工程训练实施策略和机器人创新平台的建设实施。【关键词】机器人创新能力工程实践【中图分类号】G64【文献标识码】A【文章编号】2095-3089(2012)10-0241-02近年来，机器人作为自动化、电子学、计算机技术、人工智能、机械学等学科的典型载体，

4、被广泛作为我国高校教学和研究的选题之一，各级各类机器人竞赛活动也在全国各地广泛开展。该活动的开展，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的舞台，进一步加强了学生提出问题、分析问题和解决问题能力的培养口,2］o—、机器人创新作为学生工程实践模式的必要性美国哈佛大学教育研究所的霍华德•加德纳教授认为「一个人全身心投入一项活动中，主动去问、去想、去寻找问题的答案，这是获取和积累知识的最佳途径。被动的接受会随时间的流逝很快被遗忘，不会产生持久的影响。”选择机器人作为典型工程对象培养学生能力，主

5、要考虑到借助于各级各类机器人竞赛活动，激发学生的学习兴趣，以达到提高学生综合水平和素质，扩大学生受益面的目的［3］。总体来说，机器人创新训练可以培养学生以下几个方面的能力:1•基础知识的熟练掌握和灵活应用能力学生通过对基本元器件应用、基本实用电路设计以及继电器、保护器、温控器的应用与设计，将所学理论知识灵活应用于基础电路训练项目中，为下一步机器人控制电路设计奠定了一个良好的基础。2•专业知识的综合应用能力学生按竞赛项目要求构建相应的机器人系统，将所学习的电路、数电模电、单片机、传感器技术、计算机控制技术、控制系统分析与设计等诸多本学科专业知识

6、与机械设计加工、计算机应用等学科知识相结合［4］,培养学生综合灵活应用专业知识的能力。3•分析问题、解决问题和独立思考能力竞赛机器人要求学生从车体设计、控制器设计、电源管理、传感器应用、系统安装调试到软件设计，最终构建一个完整的控制系统，学生在整个过程中，综合应用所学知识，查阅相关资料、方案论证，传感器选择与布置，在完成基本任务的前提下，不断完善机器人的软硬件系统，以提高机器人的整体性能，这是一个不断提高、不断完善的过程，此过程中学生一直处于独立思考、分析问题、解决问题的状态中。4•树立自信，不畏挫折，吃苦耐劳、踏实勤恳、周密严谨的科学研究态

7、度竞赛机器人的设计训练中，涉及诸多专业知识，当然也包括需要自学一些知识，在方案设计、安装测试、软硬件联调、性能优化过程中，每一个细节都要认真对待，所遇到的每一个难题都必须解决，此过程能很好的培养学生的科学研究态度。5•老实做人、踏实做事、团体协作的综合素质从竞赛机器人的设计、调试、优化、完善，直到比赛结束，需要小组成员全力协作，认真对待遇到的难题，相互交流，集思广益，此过程中学生会通过交流，达成共识，并促进相互理解。二、机器人创新工程实践模式的构建以学科竞赛、科技创新、项目研发为主线，以校内外创新平台实践为基础，采用阶梯化培养模式，扩大学生受

8、益面，提升学生的整体素质，培养新形势下“卓越”自动化技术人才。基于机器人创新工程实践平台阶梯化学生培养模式，如图1所示，通过科技创新活动、大学生电子设计竞赛、智能汽