以机器人大赛为契机探索大学生创新能力培养模式(2)
“中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛”[5]是由中国自动化学会举办的具有很大影响力、具有很高权威的机器人技术大赛。该大赛的技术设计范围涉及电子信息、装备制造、传感与视觉、人工智能等前沿技术领域。比赛内容包括机器人基本技能比赛、机器人足球比赛、FLL机器人工程挑战赛等。
江西理工大学充分利用两个机器人大赛来培养学生的实践创新能力,构建了大学生实践创新能力培养平台,架起了理论与实践相结合的桥梁。
四、基于机器人大赛的实践创新能力培养平台的建设
要培养学生的实践创新能力就必须有个良好的培养平台。[6]江西理工大学以参加亚太大学生机器人大赛和中国机器人大赛为契机构建了大学生实践创新能力的培养平台:机器人实验室。它是一个培养大学生实践创新能力的实践基地。
1.实践创新能力培养平台的构建
为优化学生的专业知识结构,使学生的实践能力和创新能力有质的提高,2003年江西理工大学在广泛调研的基础上责成机电工程学院创建一个创新能力培养基地:机器人实验室。其目的是以实验室为载体,以参加机器人大赛为契机,实现在培养学生实践能力和创新能力上新的突破。实验基地按功能模块化的方式进行组建,其功能模块如图1所示。创新培养基地是以开放性实验室的方式进行管理,它是一个为学生和老师提供不同层次、不同专业的创新活动和科研活动平台。
(1)以“机械创新平台”为主体,为机械类学生提供实践创新条件,使学生能从低年级就开始参与较简单实践活动,并随着所学专业知识增长,其实践创新活动的难度和知识含量也相应提高。通过这个平台培养学生理论联系实际的能力、设计能力和创新能力。
(2)以“电子设计平台”为主体,主要为自动化控制和机械电子类专业的学生提供实践创新条件。该平台以低年级的电子设计基础训练为起点,通过设计各种应用控制电路、电子作品制作比赛来实现其实践能力的提高。在学生有一定的基础之后,学生可以进行更高层次的研究,如机器人的运动路径控制算法编程、机器视觉导航算法等。这主要是高年级的本科生和研究生进行的内容。
(3)以“机器人实践平台”为主体,则是以前2个平台为基础进行综合知识的运用。学生在具有一定的基础之后依据机器人的功能和要求进行机器人的设计、制作,在机器人的设计过程中也按照从简单到复杂的过程。机器人实践创新基地不仅是培养本科生的良好平台,同时也是为学科建设、教师科研、研究生教育提供实验和实践条件。
2.实践创新能力培养平台的课程体系
为了把培养平台建设好,满足各年级学生对电子电路、控制理论、机构设计等专业知识的理解和学习,创新培养平台在教学方式上也有别于传统的实验课程教学,采取“感受式教学”。“感受式教学”是根据课程的具体情况分别采取理论教学和平台教学。理论教学是以理论知识的教学为主,平台教学则是以学生为主角,在老师的指导下学生自己理解、设计和验证课程的主要知识点。其优点是可使学生感性地体验到各机械机构的设计和组装、各种控制电路、各种控制算法效果的验证和比较等。通过这种方式可加深学生对相关专业知识的理解及应用。“感受式教学”所开设的主要课程如表1所示。
3.实行开放性实验室管理模式,为学生的实践创新活动提供最大的时间和空间
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