基于机器人竞赛的应用型人才培养初探

　　摘 要：随着科技的发展和进步，以机器人为代表的自动化技术在工业领域和生活领域都有着广泛的应用。从机器人的发展来看，机器人技术属于一种跨学科、跨专业的综合性内容，因此，机器人技术可以作为一种重要的教学方式，用于学生综合应用能力的培养。尤其是目前社会对于技能型人才和创新型人才的需求越来越大，通过机器人竞赛的方式，可以培养学生的创新能力、团队合作能力、计算机技术运用等综合技能。本文主要探讨如何通过机器人竞赛培养应用型人才。
　　关键词：机器人竞赛  应用型人才  培养
　　当今时代，机器人在人们的生产和生活领域都有着出色的表现。尤其是工业生产领域，机器人的使用实现了生产自动化，生产效率以及标准化得到进一步的提升。机器人的使用也大幅度提升了对应用型人才的需求，要求人才具有多方面的综合型素质。机器人竞赛出现于20世纪90年代，现如今已经成为十分流行的竞赛形式，该竞赛集合了比赛、娱乐、科技为一身，学生在参与机器人竞赛的同时，兴趣、创新思维能力、团队协作能力等各方面能力都得到很好的提升。因此，借助机器人竞赛，培养应用型人才有着一定的可行性。本文主要探讨笔者学校借助机器人竞赛，培养应用型人才的做法和经验。一、建设创新实践和学习平台
　　机器人竞赛主要体现在科技和创新上。为了更好地开展机器人竞赛活动，为学生提供实践场所和学习平台，学校进行了如下的建设。1.建設机器人实验室平台
　　借助笔者学校的机器人实验室，将机器人竞赛作为一种有效的切入点，开展机器人的创新实践活动。首先，学校开设机器人相关的课程，包括理论课程和实践课程，组织学生学习机器人的相关知识。其次，开展机器人的研究活动。将学术划分为兴趣小组，组织学生设计机器人，并以机器人竞赛的方式促进机器人教学活动和研究活动的开展。这种教学方式，对于应用型人才的培养有着很好的促进作用。在机器人竞赛项目方面，通过调研和走访，学校一致认为，需要遵循由浅入深的原则，先选择入门的内容，随后不断扩大技术难度，增加比赛的趣味性，借助媒体或者观众提升竞赛的关注度。2.建设机器人实验的学生平台
　　现阶段，各阶段教育都开始重视学生的主体性，机器人实验活动同样需要发挥学生的主体性。教师在教学过程中，注重引导学生，让学生发挥自身的主动性。例如，引导学生建设机器人实验互动的学生平台，组建机器人社团。通过学生平台的建设，将对机器人技术感兴趣的学生组织起来，方便学生进行相关知识的交流，实现学生的共同发展和进步。而且各学校社团之间可以建立合作关系，互相交流和探讨技术。二、采取四级创新实践的人才培养体系
　　在应用型人才培养方面，采取四级的人才培养体系，分阶段、有计划地培养人才。笔者学校建设的四级人才培养体系如下。1.低年级学生以兴趣培养为主
　　对于低年级学生或者首次接触机器人竞赛的学生，开展机器人相关课程的教学，主要目的是让学生对机器人和机器人竞赛有个全面的了解和认识，逐渐培养学生对机器人知识的兴趣。课程设置方面，可以从机器人的历史出发，讲述机器人的基础知识、机器人竞赛的开展情况、机器人竞赛项目等，学生对机器人竞赛有一定了解之后，开展机器人竞赛需要的一些知识和能力教学，让学生进行一些简单且具有趣味性的实验活动。低年级学生主要以兴趣培养为主，同时在教学中，选拔表现优秀的学生，让其作为机器人竞赛的种子选手。教学方面，可以让低年级学生观看高年级学生的机器人作品，让学生观看机器人设计和调试的过程，给予学生体验的机会，让学生对不同类型或者功能的机器人产生兴趣，激发学生设计机器人的欲望。高年级的学生指导低年级学生，借助机器人配套设备，编写一些简单的语言程序，控制机器人，提升低年级学生对机器人操作的兴趣。2.初级学生以动手训练为主
　　将参加训练的初级学生划分为小组，教师进行指导和示范，让学生掌握一些初级的机械操作，例如，机械电气、控制软件、传感器等基础性内容。每个学习小组，动手参与到机器人模型的制作过程，通过初步的设计和制作，提升动手能力，同时讲解机器人的结构、传感器、控制软件、电气等零部件的特点以及机器人模型的工作原理。初级学生主要以简单的实践训练为主，让学生巩固相关的理论知识，同时锻炼学生的合作能力、表达能力以及实践能力。3.高年级学生进行系统性训练
　　学生经过低年级和初级阶段的培养，掌握机器人的一些基础知识和技能，可以说许多学生都已经有了机器人竞赛的能力和水平。教师可以采取自由竞赛的方式，让学生开展机器人竞赛活动。学生在此阶段，可以通过网络或者图书馆，收集一些资料和知识，也可以通过请教教师的方式，确定机器人竞赛设计作品的思路，然后开展机器人设计。4.综合创新设计
　　那些参加过机器人竞赛的学生，有过比赛的经历，自己对于机器人的知识有着更为全面和深刻的理解。对于这些学生，可以为其提供开放性的平台，尊重这些学生的主体性，让学生开展机器人的创新设计，培养学生的创新能力，探究不同领域的机器人产品设计。机器人竞赛本身就是一种科技和创新的融合，机器人设计的目的，更多地在于其实用性，可以更好地满足工业领域或者生活领域的应用。因此，笔者学校将综合创新设计作为机器人竞赛人才培养的最终阶段，集中学生进行机器人课题的创新，让学生选择感兴趣的内容，开展机器人设计。三、机器人竞赛应用型人才的培养方法1.竞赛队员选拔方法
　　通过对笔者学校机器人竞赛队员选拔方法的总结，笔者得出如下的经验：由于机器人比赛涉及的内容比较广泛，需要多专业的融合。因此，从各专业选择有特长的学生，将他们整合起来，进行综合选拔。具体的做法如下：首先，学生一年级时，根据学生的学习课程中的表现、社团中的表现以及辅导员推荐等，确定人才选拔的大致范围，采取跟踪观察的方式，观察至少一学期;其次，＂学长制＂的人才培养和考察方式，指导教师对社团人员通过设计相关任务，进行综合性评价;再次，通过答辩考核的方式，初步确定参赛人员名单。最后，最终名单，需要在比赛前两周确定，也就是说即便通过初选，如果表现不佳，同样可能被淘汰。
　　2.因材施教，分类培养
　　机器人课程教学活动，需要以学生为主体，尊重学生的主体地位。教师在培养学生时，需要尊重学生的兴趣、爱好、特长等，采取分类培养和因材施教的方式，对学生展开培训。教师可以采取分组的方式，也就是以学生的兴趣爱好、专业特长等为依据，进行分组划分，例如，将学生划分为硬件组、软件组、机械组、方案组、情报组等。开展分组的目的在于区别专业，同时考虑到学生的水平差异，这样可以按照专业将学生划分到不同小组，适合学生发挥自己的特长。为了提升教学质量，教师要求学生每周提交一篇学习体会以及下周的计划安排，以此了解学生的学习情况，更好地因材施教。采取多元化人才培养的方式，以学生分组为基础，针对不同类型的学生，采取不同的人才培养方式。例如，对于那些基础差的学生，可以注重基础问题的学习，让学生更多地带着疑问去寻找答案，不断提出和解决问题中提升学生的知识水平和能力。对于那些基础好的学生，可以让他们去自主研究，自主发现、分析和解决问题，进而提升自我。四、应用型人才培养情况
　　通过机器人竞赛的方式，笔者学校积极探索应用型人才的培养模式，在不断的实践中，取得了很好的成绩。主要体现在以下方面。首先，教学改革方面。在此教学模式下，笔者学校积极推动教学方法的改革，申报、承担并参与了多个教学改革项目以及竞赛项目，例如，数学建模大赛和电子设计大赛等。其次，学生创新能力方面。经过教学实践，培养了许多的应用型人才，学生的创新能力得到极大的提升，同时也为人才培养积累了宝贵的经验。最后，实验室建设方面。为了更好地满足学生创新实践的要求，建设创新实验室和开放实验室，为人才创新提供实践场所。可以说，通过机器人竞赛的方式，为应用型人才的培养提供了很好的教学思路，有助于学生综合能力的提升。参考文獻：
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