机器人对大学生创新能力培养的探讨.pptVIP

机器人对大学生创新能力培养的探讨 南方冶金学院 刘祚时 摘要： 当今时代是人才竞争的时代，时代的进步对大学生成才提出了更高的要求，创新已成为社会进步的源动力，机器人技术因其科技含量高、创新性强的特点，而成为培养大学生创新能力的一条有效途径。 关键词： 机器人 创新 人才培养 前言 二十一世纪是科学技术突飞猛进，日新月异的世纪，二十一世纪的竞争，归根到底是人才的竞争。对于以培养高层次人才、服务于社会为己任的高校来说，这既是难得的机遇，也是严峻的挑战。著名物理学家李政道博士曾说过：“培养人才最重要的是培养创造能力。”而当今中国的学校教育仍然是以知识教育为主，忽视创造力的培养。有人说，中国的小学教育是“听话教育”；中学教育是“分数教育”；大学教育是“灌输教育”，这种评论实不为过。因此，如何开发学生的创新能力应当是教育改革面临的重大课题。 在这方面，我们进行了具体而有益的探索。机器人技术是近二十多年来发展起来的一门新兴学科，它所综合的力学、机械学、电子学、计算机科学以及生物学、控制论、人工智能、系统工程等多学科的知识和在其研究中所体现出的创新精神完全能够满足我们培养宽口径、高素质、复合型人才的迫切需要。为此，我们在课程体系学习、学科竞赛、科研产业开发等三方面以广茂达公司的能力风暴机器人平台开展了一系列的教学、科研活动，效果显著。 一、机器人技术引进课程体系中 1、课程教学 没有知识，何来创新。任何创新都离不开基础科学和理论技术这块沃土，没有雄厚的理论基础和知识积累，学生的创新能力只能是昙花一现。为此，我校以机电学院为主体，大力开展了与机器人技术相关的课程教学，广泛征求有关专家意见并汲取兄弟院校在此方面提供的宝贵经验，结合创新目的在机类专业和电类专业的本科教学计划中设置了 “机器人工程”相关理论课程。在 “传感器技术”、“机电一体化系统设计”等课程中添加专门章节介绍机器人相关技术。 以理论课和实践环节相结合的形式，充分利用各种教育资源，采取多种教学手段，如多媒体技术、仿真技术现场演示，并从中穿插旨在培养学生动手操作能力的“能力风暴”机器人组装、调试实验课。在实践课中，我们鼓励学生要“大胆实践”，各种传感器、电路板的制作和焊接完全自己动手，机械传动机构尽可能熟练拆装。通过动手操作，学生们加深了对机器人技术涉及的多学科门类的了解。例如“能力风暴”机器人上的远红外、超声波、光敏、碰撞、码盘等多种传感器使学生对“传感器技术”这门课程产生浓厚的兴趣。 通过制作、开发电路板，学生们对以往所学的“模拟电路”、“数字电路” 等课程理论有了更加感性直观的认识，从而使理论知识无论是从深度还是广度上都达到了延伸。通过对机器人技术及其支撑学科的较为系统的学习，为学生培养创新能力奠定了扎实深厚的理论基础，优化了其知识结构，从而构建了学生自主创新的平台。 2、课程设计 课程设计作为检验学生学知水平和应用能力的最初环节，历来都为我校所重视。我校机电、自动化等专业在第三学年的第二学期后四周安排了一次系统的课程设计，内容包括机构改造、控制系统设计，单片机扩展，编程等项目。根据以往的经验，如果让学生仅仅是独立地参加某个小项目的设计，局限性很大，学生往往不能系统地将机电和自动化专业的有关知识用于课程设计。 将“能力风暴”机器人开发平台引入课程设计中后，情况大为改善，学生在搞课程设计时能够大胆提出设计思想，在平台的基础上进行结构改造、系统设计、再通过学习JC（或VJC）系统进行编程，从而实现控制目的。学生们在设计中不再局限于纸上谈兵，而拥有了一片可自由施才的广阔天地。通过这种具有浓厚创新色彩的课程设计，学生能在剩下的两年大学时光里利用专业学习的机会，充分发掘自己的特长和潜能，为毕业设计或者创业，甚至是进一步读研深造提供了一个较为明确的方向。 3、毕业设计 大学四年，光阴似水。对于每一个大学生， 在走出校门迈进社会之前，都将进行一次为期近半年的毕业设计。在今年年初毕业班进行毕业设计开题的时候，恰逢我校引进“能力风暴”机器人平台伊始，我们不失时机地向毕业班学生开放此平台，鼓励他们在毕业设计中尽可能发挥自己的聪明才智，搞出一些有显著创新特色的项目。 我们首先有针对性地在机电和自动化两专业中选了一些对“能力风暴”机器人感兴趣的同学，结合毕业设计的相关要求，提出了一个以“能力风暴”机器人为开发平台的名为“扫垃圾机器人”的设计课 题，并根据他们各自的特点，将他们分成机构设计组、功能扩展组、软件设计组，几个组相互协调，齐头并进。机构组负责机械机构的设计制作，从而实现“扫垃圾机器人”所需的各种动作；功能扩展组负责机器人地面灰度检测仪的研制；软件组负责编写、调试“扫垃圾机器人”