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摘要 论文结合机器人竞赛，依据人才培养目标，构建了层次化创新实践能力培养体系。本着“厚基础、宽口径、强能力、高素质、广适应”的要求，营造了学生科技活动创新实践基地，提供全面、开放、综合的创新实践环境，以适应我校人才培养转型的需要。
关键词 创新 机器人 竞赛 能力
中图分类号：G644 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.05.021
2016中国杭州G20峰会已于9月4日在杭州召开，本次峰会的主题确定为“构建创新、活力、联动、包容的世界经济”，创新再次成为了关键词。深圳优必选智能人形机器人登上了央视G20峰会国家宣传片，不仅代表了我国最前沿的高科技，更是凸显了我国对于以智能机器人为代表的科技创新精神的大力支持。2016年，国务院发布《“十三五”国家科技创新规划》，我国工业和信息化部、发展改革委和财政部共同推出的机器人产业“十三五”发展规划。创新不是一蹴而就的，是需要恒久的坚持和深入的思考。
0引言
何谓“创新”？创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程，是主观能动性的高级表现形式，是推动民族进步和社会发展的不竭动力。从本质上说，创新是创新思维蓝图的外化和物化。以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为向导，利用现有的知识和物质，在特定的环境下，改进或创造新的事物、方法、元素、路径或环境，并获得一定有益效果的行为。
军校教育相对于地方基础教育和高等教育而言，屬于以高等教育为基础的军事专业教育和职业教育。现代科学技术在军事领域的广泛应用，我军科技强军、质量建军的要求，未来战争对作战行动的影响，以及世界范围内新的军事革命的挑战，促使军队日益成为知识密集、科技密集、人才密集的群体，从而对军事人才素质的要求也越来越高。
对于学生而言，创新并不是一个新名词，也不是一个遥不可及的概念，实际上是一种基本素质，是可以培养和训练，并形成习惯的一种基本能力。创新能力是指技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。依据人才培养目标，本着“厚基础、宽口径、强能力、高素质、广适应”的要求，我校成立了“烽火”机器人俱乐部，作为学生科技活动创新实践基地，营造全面、开放、综合的创新实践环境，以适应我校人才培养转型的需要。
1层次化创新培养体系的构建
信息化条件下的战争是联合作战，着眼于当前军事斗争准备和部队需要，我校认真贯彻创新教育思想，更强调自主学习能力、科学思维能力、工程应用能力和创新能力的培养。
“烽火”机器人俱乐部依托机器人竞赛为学生提供了提升自我能力的平台，学校鼓励感兴趣、有能力的高年级和低年级学生积极参与。机器人研究涉及多个学科，如力学、机械、电子、控制、计算机等，俱乐部成员需要具备一定的专业基础知识和能力。学生在参加比赛过程中不仅可以拓宽知识面，促进学科交叉，还能突破“搬砖式”的教学和实验困局，开始学生的创新之旅。
目前，国内影响力最大的机器人竞赛是原中国机器人大赛暨RoboCup中国公开赛，该项赛事从1999年开始到2015年，一共举办了17届。从2016年开始，原公开赛中非RoboCup项目继续举办中国机器人大赛，原RoboCup比赛项目和RoboCup青少年比赛项目合并在一起，举办RoboCup机器人世界杯中国赛。2016年在将原有子项目进行了充分合并的基础上，设置了空中机器人、水面机器人和救援机器人等多项符合机器人发展热点和难点的比赛项目，整个比赛项目的技术难度涵盖不同层次。
为帮助学生树立系统的概念，培养系统地分析问题、解决问题的能力，提高工程实践能力，与专业课程体系相配套，构建多种层次的创新课程体系。该体系使学生从简单的小系统到大系统，从模块到整体，由点到线，由线成面，由面建体，逐步、分层次、全方位的动手实践，学生在拟定设计方案、搭建系统、调试整机等过程中，充分激发和展现学生的创新性和能动性。
“层次化”创新能力的培养中，组织了四层培养体系：
（1）基础层：针对机器人竞赛的要求，主要培养学生在方案设计，结构设计与制作，传感器和摄像头使用，舵机和电机的运用，控制板的使用和软件的编程，通信系统等方面的基本技能。
（2）提高层：针对竞赛中各个项目的具体要求，培养学生新器件和新知识的应用能力以及新思路和新想法等创新设计思维能力。
（3）综合层：针对项目中需要达到的指标，培养学生对所有技能的综合应用能力，引导学生思考真正需要解决的问题。
（4）创新层：围绕差异性、可行性、价值性等特征，突破、创新，培养学生一步一步把创新的想法变成现实的过程。
2创新实践能力培养的具体实施
以参加机器人比赛项目为目标而提出具体建设项目，而不是机器人竞赛中所设立的项目。主要思路是通过梯队建设，不仅能够完成机器人竞赛等科技竞赛，而且能够为相关专业和学科的学生提供自主创新设计及研究的平台。机器人俱乐部采用以学生自主学习为主、老师指导为辅的教学模式，老师的主导作用与学生的能动作用的和谐统一。学生能动作用所表现的范围、广度、深度、侧重点有所不同，老师在实施过程中注意启发诱导学生独立地进行学习、思考、练习、应用。结合实际电路设计的需要，按照先易后难，先简单后复杂的思路进行，在实验中注重新技术、新器件的运用，提前布置实验内容，要求学生独立思考，自行设计，仿真并搭建电路。以提高学生的理论联系实际、独立思考、分析解决实际问题的能力，同时培养基本的实验技能和动手能力。对学有余力的学生着重培养设计、综合和创新能力。
2.1变换角度
重新审视讨论的主题，如果一条道不容易走通时，就可以换一条道路。变换角度看问题，对于所有的现象，当大家认为不可能时，换一种思维模式时，就会有解决方案。只有变换一个角度考虑问题，就可以获得意想不到的创意。人型搬运机器人需要完成搬运物块的任务，手部设计很关键，不可能完全按照人手结构，也不可能用手指去拿，但是我们换个角度想一想，手部只要能完成搬的功能即可，也不一定是个正常的手，可以在手部加上小舵机，用舵机控制两个夹片，采用抱合的方式搬，这样还能增加夹片和物块之间的摩擦程度，抓取比较牢固，不易滑落。 2.2打破常规
常规是大家认为一直遵守的规则或习惯。在很多情况下，大家都认为是不可能的时候，打破常规，超越现实可以使得事情做成。在搬运项目人型比赛中，机器人将搬运的物块放置到规定位置后，需要沿线返回，再去搬运其他物块，这个过程中正常的思路是人转身再沿线往回走，但是机器人在转身的过程中需要不时调整脚上的传感器对准黑线，用时不少。我们在设计的过程中，可以将机器人设计成既能向前也能倒退的形式，脚上的传感器前后合理布局，不转身，直接程序控制成倒退模式，这样就节省不必要的麻烦，而且循线很准。所以说，创新不一定是非常大的东西，创新设计思维的创新往往是很重要的。同时，安排历届参赛获奖的学生对新学生进行培训和辅导，不断积累比赛经验，并进行研究。
2.3团队效应
在创新思维的过程中，需要集思广益，就像是项目组一样，从智商IQ走向众商WeQ，由不同专业的人员组成设计团队，各自给出完全不同的建议和想法，再进行民主集中制，获得大家公认的最佳方案。让不同专业和不同年级的学生进行组合，不仅扩大了不同专业学生的参与面，还建立了相应的梯队，为后续的竞赛奠定基础。团队建立后，由指导老师确定一名能力比较强的高年级学生作为队长，利用传帮带作用开展活动。以人型搬运机器人比赛项目为例，在进行任务分配时，尽量考虑团队中学生的特长和专业，如，机器人的机械结构设计，由具有机械设计基础的队员负责，硬件电路的设计和制作，如舵机和电机的驱动部分、控制电路部分、循线电路、搬运电路等由电路基础好的队员负责，软件程序的设计由计算机相关专业的学生负责，团队中每个队员的分工非常明确，还要注重自我管理，责任细化。
3结束语
“烽火”机器人俱乐部的建设成果为促进学生动手能力、创新能力和综合素质的培养搭建了良好的平台。基于竞赛完成对学生本身创新能力等的培养和锻炼具有非常重要的意义。特别是在备赛期间，俱乐部学员们放弃了休息时间，克服体能训练带来的身体疲惫，克服了学习任务重的压力，加班加点地投身于机器人的制作、完善和调试，不忽略任何一个可能出现的问题。在赛场上，俱乐部学员沉着冷静，發挥出了水平，取得优异成绩。在刚刚结束的2016中国机器人大赛中，我校的烽火机器人俱乐部派出的10支队伍参加了8个项目比赛，夺得一等奖8项（其中冠军、亚军、季军各1项）、二等奖2项的好成绩，为本年度机器人大赛划上了圆满的句号。
关键词 创新 机器人 竞赛 能力
中图分类号：G644 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2017.05.021
2016中国杭州G20峰会已于9月4日在杭州召开，本次峰会的主题确定为“构建创新、活力、联动、包容的世界经济”，创新再次成为了关键词。深圳优必选智能人形机器人登上了央视G20峰会国家宣传片，不仅代表了我国最前沿的高科技，更是凸显了我国对于以智能机器人为代表的科技创新精神的大力支持。2016年，国务院发布《“十三五”国家科技创新规划》，我国工业和信息化部、发展改革委和财政部共同推出的机器人产业“十三五”发展规划。创新不是一蹴而就的，是需要恒久的坚持和深入的思考。
0引言
何谓“创新”？创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程，是主观能动性的高级表现形式，是推动民族进步和社会发展的不竭动力。从本质上说，创新是创新思维蓝图的外化和物化。以现有的思维模式提出有别于常规或常人思路的见解为向导，利用现有的知识和物质，在特定的环境下，改进或创造新的事物、方法、元素、路径或环境，并获得一定有益效果的行为。
军校教育相对于地方基础教育和高等教育而言，屬于以高等教育为基础的军事专业教育和职业教育。现代科学技术在军事领域的广泛应用，我军科技强军、质量建军的要求，未来战争对作战行动的影响，以及世界范围内新的军事革命的挑战，促使军队日益成为知识密集、科技密集、人才密集的群体，从而对军事人才素质的要求也越来越高。
对于学生而言，创新并不是一个新名词，也不是一个遥不可及的概念，实际上是一种基本素质，是可以培养和训练，并形成习惯的一种基本能力。创新能力是指技术和各种实践活动领域中不断提供具有经济价值、社会价值、生态价值的新思想、新理论、新方法和新发明的能力。依据人才培养目标，本着“厚基础、宽口径、强能力、高素质、广适应”的要求，我校成立了“烽火”机器人俱乐部，作为学生科技活动创新实践基地，营造全面、开放、综合的创新实践环境，以适应我校人才培养转型的需要。
1层次化创新培养体系的构建
信息化条件下的战争是联合作战，着眼于当前军事斗争准备和部队需要，我校认真贯彻创新教育思想，更强调自主学习能力、科学思维能力、工程应用能力和创新能力的培养。
“烽火”机器人俱乐部依托机器人竞赛为学生提供了提升自我能力的平台，学校鼓励感兴趣、有能力的高年级和低年级学生积极参与。机器人研究涉及多个学科，如力学、机械、电子、控制、计算机等，俱乐部成员需要具备一定的专业基础知识和能力。学生在参加比赛过程中不仅可以拓宽知识面，促进学科交叉，还能突破“搬砖式”的教学和实验困局，开始学生的创新之旅。
目前，国内影响力最大的机器人竞赛是原中国机器人大赛暨RoboCup中国公开赛，该项赛事从1999年开始到2015年，一共举办了17届。从2016年开始，原公开赛中非RoboCup项目继续举办中国机器人大赛，原RoboCup比赛项目和RoboCup青少年比赛项目合并在一起，举办RoboCup机器人世界杯中国赛。2016年在将原有子项目进行了充分合并的基础上，设置了空中机器人、水面机器人和救援机器人等多项符合机器人发展热点和难点的比赛项目，整个比赛项目的技术难度涵盖不同层次。
为帮助学生树立系统的概念，培养系统地分析问题、解决问题的能力，提高工程实践能力，与专业课程体系相配套，构建多种层次的创新课程体系。该体系使学生从简单的小系统到大系统，从模块到整体，由点到线，由线成面，由面建体，逐步、分层次、全方位的动手实践，学生在拟定设计方案、搭建系统、调试整机等过程中，充分激发和展现学生的创新性和能动性。
“层次化”创新能力的培养中，组织了四层培养体系：
（1）基础层：针对机器人竞赛的要求，主要培养学生在方案设计，结构设计与制作，传感器和摄像头使用，舵机和电机的运用，控制板的使用和软件的编程，通信系统等方面的基本技能。
（2）提高层：针对竞赛中各个项目的具体要求，培养学生新器件和新知识的应用能力以及新思路和新想法等创新设计思维能力。
（3）综合层：针对项目中需要达到的指标，培养学生对所有技能的综合应用能力，引导学生思考真正需要解决的问题。
（4）创新层：围绕差异性、可行性、价值性等特征，突破、创新，培养学生一步一步把创新的想法变成现实的过程。
2创新实践能力培养的具体实施
以参加机器人比赛项目为目标而提出具体建设项目，而不是机器人竞赛中所设立的项目。主要思路是通过梯队建设，不仅能够完成机器人竞赛等科技竞赛，而且能够为相关专业和学科的学生提供自主创新设计及研究的平台。机器人俱乐部采用以学生自主学习为主、老师指导为辅的教学模式，老师的主导作用与学生的能动作用的和谐统一。学生能动作用所表现的范围、广度、深度、侧重点有所不同，老师在实施过程中注意启发诱导学生独立地进行学习、思考、练习、应用。结合实际电路设计的需要，按照先易后难，先简单后复杂的思路进行，在实验中注重新技术、新器件的运用，提前布置实验内容，要求学生独立思考，自行设计，仿真并搭建电路。以提高学生的理论联系实际、独立思考、分析解决实际问题的能力，同时培养基本的实验技能和动手能力。对学有余力的学生着重培养设计、综合和创新能力。
2.1变换角度
重新审视讨论的主题，如果一条道不容易走通时，就可以换一条道路。变换角度看问题，对于所有的现象，当大家认为不可能时，换一种思维模式时，就会有解决方案。只有变换一个角度考虑问题，就可以获得意想不到的创意。人型搬运机器人需要完成搬运物块的任务，手部设计很关键，不可能完全按照人手结构，也不可能用手指去拿，但是我们换个角度想一想，手部只要能完成搬的功能即可，也不一定是个正常的手，可以在手部加上小舵机，用舵机控制两个夹片，采用抱合的方式搬，这样还能增加夹片和物块之间的摩擦程度，抓取比较牢固，不易滑落。 2.2打破常规
常规是大家认为一直遵守的规则或习惯。在很多情况下，大家都认为是不可能的时候，打破常规，超越现实可以使得事情做成。在搬运项目人型比赛中，机器人将搬运的物块放置到规定位置后，需要沿线返回，再去搬运其他物块，这个过程中正常的思路是人转身再沿线往回走，但是机器人在转身的过程中需要不时调整脚上的传感器对准黑线，用时不少。我们在设计的过程中，可以将机器人设计成既能向前也能倒退的形式，脚上的传感器前后合理布局，不转身，直接程序控制成倒退模式，这样就节省不必要的麻烦，而且循线很准。所以说，创新不一定是非常大的东西，创新设计思维的创新往往是很重要的。同时，安排历届参赛获奖的学生对新学生进行培训和辅导，不断积累比赛经验，并进行研究。
2.3团队效应
在创新思维的过程中，需要集思广益，就像是项目组一样，从智商IQ走向众商WeQ，由不同专业的人员组成设计团队，各自给出完全不同的建议和想法，再进行民主集中制，获得大家公认的最佳方案。让不同专业和不同年级的学生进行组合，不仅扩大了不同专业学生的参与面，还建立了相应的梯队，为后续的竞赛奠定基础。团队建立后，由指导老师确定一名能力比较强的高年级学生作为队长，利用传帮带作用开展活动。以人型搬运机器人比赛项目为例，在进行任务分配时，尽量考虑团队中学生的特长和专业，如，机器人的机械结构设计，由具有机械设计基础的队员负责，硬件电路的设计和制作，如舵机和电机的驱动部分、控制电路部分、循线电路、搬运电路等由电路基础好的队员负责，软件程序的设计由计算机相关专业的学生负责，团队中每个队员的分工非常明确，还要注重自我管理，责任细化。
3结束语
“烽火”机器人俱乐部的建设成果为促进学生动手能力、创新能力和综合素质的培养搭建了良好的平台。基于竞赛完成对学生本身创新能力等的培养和锻炼具有非常重要的意义。特别是在备赛期间，俱乐部学员们放弃了休息时间，克服体能训练带来的身体疲惫，克服了学习任务重的压力，加班加点地投身于机器人的制作、完善和调试，不忽略任何一个可能出现的问题。在赛场上，俱乐部学员沉着冷静，發挥出了水平，取得优异成绩。在刚刚结束的2016中国机器人大赛中，我校的烽火机器人俱乐部派出的10支队伍参加了8个项目比赛，夺得一等奖8项（其中冠军、亚军、季军各1项）、二等奖2项的好成绩，为本年度机器人大赛划上了圆满的句号。