1机器人教学与创新能力的培养
机器人教育为培养创新能力提供了一个崭新的平台。1.1学科的综合性和交叉性是培养创新能力的良好平台智能机器人技术是一门跨多个学科的综合性技术,涉及到机械工程、传感器、自动控制、电子技术等众多领域的科学,是学科最综合的平台[2]。此外,机器人教育的综合学科性有利于学科交叉,增强相关学科或课程的联系,通过运用能力风暴机器人开发的库函数控制机器人运动环节,需要运用C语言或C++语言的相关知识。因此,机器人教育能为创新教育和培养高素质创造性人才提供了良好的平台。1.2教学的实践性是培养创新意识的源泉创新的基础是实践,实践是创新的源泉,没有实践就不可能创新。智能机器人教学非常便于设计成各种有实用背景的项目,我校通过教学实践初步摸索出一个比较有效的教学模式。在学生学好基础知识和基本编程技能的基础后开放式教学,开设选修设计课程,设计项目由学生根据爱好自己定,程序由他们自己独立完成,从而激发学习的兴趣和培养创新意识。1.3教学的趣味性是创新意识培养的源泉“兴趣是最好的老师”,大多数智能机器人项目趣味盎然,能激发学生对工科的浓烈兴趣。比如,我校结合智能机器人实例来展示传感器的应用的实验环节。在传感器教学环节中,原来上课仅是借用多媒体了解运用,枯燥无味,而结合智能机器人实验来展示传感器的应用效果明显好转。比如选用红外传感器,当遇上障碍时,可发出信号,并且让学生编程操控。这样,学生在玩中掌握传感器的具体用法,便于直观了解。使学生对深奥的理论有直观的认知,提高学习兴趣。
2我校机器人教学凸现创新意识的培养
2002年6月,我校金工实习基地买入AS-UII(能力风暴大学版机器人),这是一款专门为大学进行课程教学、工程训练以及科技创新的新型移动智能机器人。我校从如下几个方面展开机器人教学。2.1教育机器人与相关专业课程相结合尽管机器人教学引进之初是为了金工教学使用,对于机械工程及其自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化等机械类或近机类专业的学生实习6次,每次半天,共计3天,而对于其他专业学生仅实习3次,每次半天,共计1.5天。主要讲解机器人基础概念,并通过多媒体展示在各行各业的运用实例;介绍AS-UII的系统结构以及各种传感器的工作原理,重点讲解图形化交互式C语言(简称JC)编程原理,通过编程对机器人进行操纵,使其完成各种任务,如使机器人边走四边形边跳舞、使机器人遇到障碍物发生叫声并调头、机器人寻光等。不过在实习教学过程中,我们发现教学难点是JC编程原理及其对机器人控制设计。这需要学生很好的掌握已经学过的《C语言》或者《C++语言》,但是学生普遍反映原来学习时所做的实验无用,枯燥无味,难以理解。通过教学改革,我们创新性地将《C语言》《C++语言》和《传感器》课程的实验环节引入到机器人教学环节来,系统地将机器人教育与其他有关专业的教学活动进行初步整合,提高了学习的趣味性,不仅提高了机器人教学的水平,而且使得其他学科得到发展,最重要的激发学生学习兴趣和创新热情。2.2开放式教学,开设选修课程除了规定的金工教学外,我们基地利用智能机器人平台向工科类专业学生开设选修课《智能机器人DIY》。重点讲解AS-UII的系统结构、传感器,分析能力风暴机器人的库函数,让学生在学完选修课程后能独立通过编程对机器人进行操纵,通过这种教学方式加深学生的自我学习能力,培养学生兴趣爱好、想象能力,激发学习的兴趣和创新意识。该选修课的吸引力非常大,每年都有没有选上的同学表示宁可不要选修分愿意利用业余时间来参加这门选修课程。2.3有效利用毕业设计毕业设计是最能锻炼和综合培养学生素质的一个大作业,毕业设计质量的好坏,将影响学生走向社会和工作岗位后能力的发挥。以能力风暴机器人作为平台,将具体的项目指导相关专业学生进行毕业设计,如步行机器人的行走控制、基于能力风暴机器人的外墙洗尘员的程序设计等设计项目。这些设计项目作为毕业设计,使学生学会如何将知识应用到生产实际中,培养学生的设计能力、动手能力和创新能力,我校仅2013年机械工程及自动化专业毕业设计课题中,有10个课题涉及机器人的研发,可见其受欢迎程度。
3结语
目前我校积极探索,展开多层次教学模式,提高学生的参与性和创新意识,不过我们做的还远远不够,比如,说机器人竞赛这一块是我们的不足,仅是“机器人协会”开展的相关赛事,还没有形成规模,不过我们目前正在积极申请,争取明年初展开一场全校性质的机器人竞赛。我们有理由相信:我校的智能机器人的教学将会是培养学生创新能力的一个急救医学论文良好平台。
作者：周俊波 单位：成都理工大学核技术与自动化工程学院
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