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摘要：大学生创新能力的培养是大学生人才培养的一个重要部分。机器人大赛是一项高科技创新活动，同时它也为高校培养大学生的实践能力和创新能力提供了一个良好的平台。以亚太大学生机器人大赛（ABU ROBOCON）和中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛为契机，以机器人实验室为培养平台，对创新型实践教学体系的建设进行了有益的探索与研究。
关键词：实践教学；创新能力；机器人大赛
作者简介：胡发焕（1974-），男，江西吉安人，江西理工大学机电工程学院，讲师；刘祚时（1963-），男，江西吉安人，江西理工大学机电工程学院，教授。（江西 赣州 341000）
基金项目：本文系江西省高校教育教学改革研究项目（项目编号：JXJG-10-6-39）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0053-02
随着我国素质教育的推进及社会对大学生实践和创新能力要求的提高，如何培养大学生的创新意识和创新能力已成为各高校关注的重点。2005年我国正式提出建设创新型国家的战略思路，为适应这一战略决策，我国必须大力推进素质教育。我国高校素质教育的重点是培养大学生的创新意识和实践能力。教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件明确指出高校要进一步加强实践教学，注重学生创新意识和实践能力的培养。[1]因此，培养学生的实践能力和创新能力，培养出具有创新能力的人才成已为我国高等教育面临的重大课题。
一、我国高校在培养大学生实践创新能力方面的现状和存在的主要问题
目前，我国很多高校对创新型人才的培养模式进行了有益的研究和探索，并取得一定的成绩。如西安交通大学在强调实践能力的基础上对学生创新能力培养方面实行“2+4+X”的培养模式。即根据人才培养的不同阶段分为“综合基础”、“实践能力”、“创新研究”三个阶段，为学生实践与创新能力的培养提供了一个良好的实践平台和支撑环境。哈尔滨工程大学的坚持“三个有利于”体现“四个特点”、突出“六个结合”。[2]可以看出，虽然各高校在培养学生的实践和创新能力方面所采取的措施有所不同，但都在探索的道路上迈出坚实的步伐，而且取得了一定的成绩。
我国高校在推行素质教育和创新型人才培养等方面虽取得一定的成绩，但还存在不少问题。
1.学生自身因素方面
一是学生崇尚创新，思维活跃，但缺乏创新思维的方式。二是学生有创新灵感，但缺少创新技能，使得创新灵感只是昙花一现，不能成为现实。三是有创新的兴趣和热情，但缺乏恒心和毅力。在现实中做任何工作尤其是创新工作，没有恒心和毅力是不会有成果的，现在大学生中独生子女的比重越来越大，他们缺乏前一辈的吃苦精神，使得缺乏恒心和毅力的现象更为突出。
2.学校因素方面
一是注重知识传授，而轻视能力培养。二是实践创新活动的平台不够完善，学生的参与率低。三是学校建设学生实践创新平台的资金投入还不够，缺乏课外实践的场所和仪器设备。同时，指导教师的课外指导教育体系还不健全。要从学生和学校两个方面着手提高学生的实践创新能力。
二、机器人大赛在培养实践创新型人才中的作用
机器人大赛作为高技术对抗赛，是多学科、多专业知识的综合。同时，机器人大赛作为一种高科技创新活动，也是培养大学生实践创新能力的良好平台。
它是培养大学生理论和实践相结合的良好平台。设计、制作机器人就是理论知识和实践的高度结合。
它可以培养大学生的创新能力和创新意识。学生参加机器人大赛的过程是学生针对实际情况不断发现问题、分析问题、解决问题的过程。通过这个过程，学生的实践能力和创新意识都得到了提高。
它可以培养学生的团队合作能力与吃苦精神。设计制作一台完整的机器人需要同学间的相互合作，通过机器人大赛可以提高学生的合作精神和合作能力。设计制作机器人需要占用大量的课余时间，关键时刻甚至要熬夜赶时间，这就培养了学生吃苦耐劳的精神。在当今很多学生是独生子女的情况下，培养学生的合作能力和吃苦耐劳精神显得尤为重要。
三、国内主要机器人大赛简介
目前在全国高校间举办的机器人大赛有很多，就其影响和规模而言，主要有两个大赛，即亚太大学生机器人大赛（ABU RoboCon）和中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛。
1.亚太大学生机器人大赛（ABU RoboCon）简介
“亚太大学生机器人大赛”是一项国际性的大学生机器人大赛。[3]在我国是由中央电视台主办、科技部高新技术发展及产业化司、国家863计划机器人主题、中国自动化学会机器人竞赛工作委员会协办，并邀请国家“十五”863计划机器人主题专家组及中国自动化学会机器人竞赛委员会的专家成立了评审委员会。大赛以“让思维沸腾起来，让智慧行动起来”为宗旨，[4]以促进大学生的科技创新和机器人技术的发展为目的。该大赛先在国内进行选拔赛，冠军队则代表本国队参加国际赛，大赛每年举办一次，在国内外有很大的影响力。
2.中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛
“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
为更好地培养学生的实践和创新能力，江西理工大学的实践创新能力培养平台实行开放性实验室管理方式。开放性实验室相比传统法教学实验的优势有：
（1）为学生提供独立操作、独立设计和独立思考的场所，可以培养学生的能动性、主动性和创造性，学生在实践中发现并解决问题，形成自己的观点和见解，这对培养学生的创新能力非常重要。
（2）为学生提供一个良好的学习平台。开放性实验室与正常教学的实验室不同，学生随时（包括假期）可以进入实验室进行实践活动，不受时间的限制。开放性实验室是一个良好的实践和研究场所。
（3）学生利用课外时间进行实践创新时，很多作品都是一个小组共同完成的。在这过程中需要学生的共同合作，这有利于培养学生的分工与合作的团队精神，也形成了学长带学弟的良好风气。同时开放性实验室的管理模式需要学生主动参与实验室的管理，逐渐培养了学生的主动意识，而团队合作精神和主动意思的培养对学生以后的成长是非常重要的。
4.调动指导教师队伍，积极参加科技创新活动和教学改革
要培养学生的实践和创新能力，离不开教师的参与，为把培养平台建设好，机电学院聘请技术扎实、知识丰富的教师为指导老师，同时为了教师队伍的梯队建设，还聘请参加工作不久的教师为指导老师，形成老教师带新教师的良好风气。
五、结束语
江西理工大学机器人实验室是一个学生实践能力和创新能力培养基地。培养基地以参加机器人大赛为契机，利用开放性实验室管理的特点，采取“感受式教学”的教学模式，进行了创新实践教学体系的探索与实践，使学生的实验教学从“示范性”、“验证性”向“设计性”“综合性”转变，培养了学生的实践能力、研究能力和解决问题的能力。在此基础上，学生的创新能力明显提高。经过多年的努力，培养平台在培养大批学生的同时也锻炼出一支实力扎实的教师团队，组建了大学生科技创新指导小组。培养平台对创新型实践教学体系建设进行了有益的探索与研究，并取得了一定的成绩。
参考文献：
[1]张婕，张钟彦.开放式实验教学模式[J].实验室研究与探索，2008，27（9）：136-137.
[2]任喜峰.创新人才培养的探索与实践[J].中国高教研究，2007，（7）：79-80.
[3]肖爱平，田野，等.以竞赛的形式培养大学生自主创新和工程实践的能力[J].中国林业教育，2009，27（6）：86-87.
[4]王立权.机器人创新设计与制作[M].北京：清华大学出版社，2007.
[5]张苓.足球机器人功能系统实验平台的构建[J].实验室研究与探索，2009，28（3）：35-38.
[6]杨晋，王小荣，刘潇潇，等.工科院校工程实践教学体系的探索与实践[J].实验技术与管理，2008，25（7）：20-22.
（责任编辑：王祝萍）
关键词：实践教学；创新能力；机器人大赛
作者简介：胡发焕（1974-），男，江西吉安人，江西理工大学机电工程学院，讲师；刘祚时（1963-），男，江西吉安人，江西理工大学机电工程学院，教授。（江西 赣州 341000）
基金项目：本文系江西省高校教育教学改革研究项目（项目编号：JXJG-10-6-39）的研究成果。
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0053-02
随着我国素质教育的推进及社会对大学生实践和创新能力要求的提高，如何培养大学生的创新意识和创新能力已成为各高校关注的重点。2005年我国正式提出建设创新型国家的战略思路，为适应这一战略决策，我国必须大力推进素质教育。我国高校素质教育的重点是培养大学生的创新意识和实践能力。教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》文件明确指出高校要进一步加强实践教学，注重学生创新意识和实践能力的培养。[1]因此，培养学生的实践能力和创新能力，培养出具有创新能力的人才成已为我国高等教育面临的重大课题。
一、我国高校在培养大学生实践创新能力方面的现状和存在的主要问题
目前，我国很多高校对创新型人才的培养模式进行了有益的研究和探索，并取得一定的成绩。如西安交通大学在强调实践能力的基础上对学生创新能力培养方面实行“2+4+X”的培养模式。即根据人才培养的不同阶段分为“综合基础”、“实践能力”、“创新研究”三个阶段，为学生实践与创新能力的培养提供了一个良好的实践平台和支撑环境。哈尔滨工程大学的坚持“三个有利于”体现“四个特点”、突出“六个结合”。[2]可以看出，虽然各高校在培养学生的实践和创新能力方面所采取的措施有所不同，但都在探索的道路上迈出坚实的步伐，而且取得了一定的成绩。
我国高校在推行素质教育和创新型人才培养等方面虽取得一定的成绩，但还存在不少问题。
1.学生自身因素方面
一是学生崇尚创新，思维活跃，但缺乏创新思维的方式。二是学生有创新灵感，但缺少创新技能，使得创新灵感只是昙花一现，不能成为现实。三是有创新的兴趣和热情，但缺乏恒心和毅力。在现实中做任何工作尤其是创新工作，没有恒心和毅力是不会有成果的，现在大学生中独生子女的比重越来越大，他们缺乏前一辈的吃苦精神，使得缺乏恒心和毅力的现象更为突出。
2.学校因素方面
一是注重知识传授，而轻视能力培养。二是实践创新活动的平台不够完善，学生的参与率低。三是学校建设学生实践创新平台的资金投入还不够，缺乏课外实践的场所和仪器设备。同时，指导教师的课外指导教育体系还不健全。要从学生和学校两个方面着手提高学生的实践创新能力。
二、机器人大赛在培养实践创新型人才中的作用
机器人大赛作为高技术对抗赛，是多学科、多专业知识的综合。同时，机器人大赛作为一种高科技创新活动，也是培养大学生实践创新能力的良好平台。
它是培养大学生理论和实践相结合的良好平台。设计、制作机器人就是理论知识和实践的高度结合。
它可以培养大学生的创新能力和创新意识。学生参加机器人大赛的过程是学生针对实际情况不断发现问题、分析问题、解决问题的过程。通过这个过程，学生的实践能力和创新意识都得到了提高。
它可以培养学生的团队合作能力与吃苦精神。设计制作一台完整的机器人需要同学间的相互合作，通过机器人大赛可以提高学生的合作精神和合作能力。设计制作机器人需要占用大量的课余时间，关键时刻甚至要熬夜赶时间，这就培养了学生吃苦耐劳的精神。在当今很多学生是独生子女的情况下，培养学生的合作能力和吃苦耐劳精神显得尤为重要。
三、国内主要机器人大赛简介
目前在全国高校间举办的机器人大赛有很多，就其影响和规模而言，主要有两个大赛，即亚太大学生机器人大赛（ABU RoboCon）和中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛。
1.亚太大学生机器人大赛（ABU RoboCon）简介
“亚太大学生机器人大赛”是一项国际性的大学生机器人大赛。[3]在我国是由中央电视台主办、科技部高新技术发展及产业化司、国家863计划机器人主题、中国自动化学会机器人竞赛工作委员会协办，并邀请国家“十五”863计划机器人主题专家组及中国自动化学会机器人竞赛委员会的专家成立了评审委员会。大赛以“让思维沸腾起来，让智慧行动起来”为宗旨，[4]以促进大学生的科技创新和机器人技术的发展为目的。该大赛先在国内进行选拔赛，冠军队则代表本国队参加国际赛，大赛每年举办一次，在国内外有很大的影响力。
2.中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛
“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
为更好地培养学生的实践和创新能力，江西理工大学的实践创新能力培养平台实行开放性实验室管理方式。开放性实验室相比传统法教学实验的优势有：
（1）为学生提供独立操作、独立设计和独立思考的场所，可以培养学生的能动性、主动性和创造性，学生在实践中发现并解决问题，形成自己的观点和见解，这对培养学生的创新能力非常重要。
（2）为学生提供一个良好的学习平台。开放性实验室与正常教学的实验室不同，学生随时（包括假期）可以进入实验室进行实践活动，不受时间的限制。开放性实验室是一个良好的实践和研究场所。
（3）学生利用课外时间进行实践创新时，很多作品都是一个小组共同完成的。在这过程中需要学生的共同合作，这有利于培养学生的分工与合作的团队精神，也形成了学长带学弟的良好风气。同时开放性实验室的管理模式需要学生主动参与实验室的管理，逐渐培养了学生的主动意识，而团队合作精神和主动意思的培养对学生以后的成长是非常重要的。
4.调动指导教师队伍，积极参加科技创新活动和教学改革
要培养学生的实践和创新能力，离不开教师的参与，为把培养平台建设好，机电学院聘请技术扎实、知识丰富的教师为指导老师，同时为了教师队伍的梯队建设，还聘请参加工作不久的教师为指导老师，形成老教师带新教师的良好风气。
五、结束语
江西理工大学机器人实验室是一个学生实践能力和创新能力培养基地。培养基地以参加机器人大赛为契机，利用开放性实验室管理的特点，采取“感受式教学”的教学模式，进行了创新实践教学体系的探索与实践，使学生的实验教学从“示范性”、“验证性”向“设计性”“综合性”转变，培养了学生的实践能力、研究能力和解决问题的能力。在此基础上，学生的创新能力明显提高。经过多年的努力，培养平台在培养大批学生的同时也锻炼出一支实力扎实的教师团队，组建了大学生科技创新指导小组。培养平台对创新型实践教学体系建设进行了有益的探索与研究，并取得了一定的成绩。
参考文献：
[1]张婕，张钟彦.开放式实验教学模式[J].实验室研究与探索，2008，27（9）：136-137.
[2]任喜峰.创新人才培养的探索与实践[J].中国高教研究，2007，（7）：79-80.
[3]肖爱平，田野，等.以竞赛的形式培养大学生自主创新和工程实践的能力[J].中国林业教育，2009，27（6）：86-87.
[4]王立权.机器人创新设计与制作[M].北京：清华大学出版社，2007.
[5]张苓.足球机器人功能系统实验平台的构建[J].实验室研究与探索，2009，28（3）：35-38.
[6]杨晋，王小荣，刘潇潇，等.工科院校工程实践教学体系的探索与实践[J].实验技术与管理，2008，25（7）：20-22.
（责任编辑：王祝萍）