以機(jī)器人比賽為依托的高職學(xué)生綜合實踐能力培養(yǎng)模式研究

◆摘? 要：本文分析國內(nèi)外機(jī)器人比賽的發(fā)展現(xiàn)狀、作用，總結(jié)我國職業(yè)教育在高職學(xué)生綜合實踐能力培養(yǎng)方面的現(xiàn)狀與不足，提出以機(jī)器人比賽為依托的高職學(xué)生綜合實踐能力培養(yǎng)模式，探索新形勢下學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)方法。本模式對培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力有較好的促進(jìn)作用，同時可以有效提高教師的業(yè)務(wù)能力。

◆關(guān)鍵詞：機(jī)器人比賽;職業(yè)教育;綜合實踐能力

2021年全國職業(yè)教育大會會議指出，職業(yè)教育是我國教育領(lǐng)域的短板，要加快構(gòu)建現(xiàn)代職業(yè)教育體系。而職業(yè)教育更加注重的是實踐能力的培養(yǎng)，必須在實踐中學(xué)習(xí)、磨煉，要求改善教學(xué)方法，加強(qiáng)實訓(xùn)基地建設(shè)，讓學(xué)生在實際勞動中增長才智、提升技能。本文嘗試研究一種以機(jī)器人比賽為依托的高職學(xué)生綜合實踐能力培養(yǎng)模式，希望對職業(yè)教育改革有所幫助。

1機(jī)器人比賽的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，機(jī)器人越來越多的出現(xiàn)在人類的生活當(dāng)中，機(jī)器人技術(shù)也成為各個行業(yè)研究的重點。為了推動機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，在全世界范圍內(nèi)相繼出現(xiàn)了一系列的機(jī)器人競賽。

1.1國外機(jī)器人比賽現(xiàn)狀

在歐美國家和日本，從基礎(chǔ)教育階段就已經(jīng)開始普及機(jī)器人相關(guān)知識，通過機(jī)器人比賽的方式開展實踐或教學(xué)活動。在日本，每年都舉行機(jī)器人設(shè)計和制作大賽，通過比賽普及機(jī)器人知識，為高校機(jī)器人教育提供豐富的素材資源，培養(yǎng)了大量的創(chuàng)新人才，同時也刺激了大量機(jī)器人產(chǎn)品的產(chǎn)生。

世界機(jī)器人大賽是目前國內(nèi)外極具影響力的機(jī)器人領(lǐng)域賽事，自舉辦起共吸引了全球20余個國家近8萬名選手參賽，被贊譽(yù)為機(jī)器人界的“奧林匹克”。其發(fā)展是一個從無到有、從單一到綜合、從簡單到復(fù)雜的過程，比賽規(guī)模不斷擴(kuò)大、項目不斷完善、影響力不斷增強(qiáng)，同時也了推動技術(shù)的進(jìn)步、促進(jìn)了學(xué)校的教育。

1.2國內(nèi)機(jī)器人比賽現(xiàn)狀

目前在全國高校間舉辦的機(jī)器人大賽有很多，其中全國大學(xué)生機(jī)器人大賽規(guī)模和影響較大，其中包括RoboCon、RoBoCup、RoBoTac賽項，RoBoTac賽項為面向高職學(xué)生參賽賽項。在機(jī)器人大賽的同期，組委會會通過論壇、培訓(xùn)等提供交流平臺和學(xué)習(xí)平臺，為機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展以及機(jī)器人在娛樂、教育、服務(wù)等各領(lǐng)域的應(yīng)用起到推動作用。

1.3機(jī)器人比賽對培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的作用

機(jī)器人技術(shù)融合了多學(xué)科、多專業(yè)的知識內(nèi)容，是培養(yǎng)大學(xué)生綜合實踐能力的良好平臺。以RoBotac比賽為例，在備賽的過程中需要進(jìn)行競賽題目分析、設(shè)計解決方案、搭建機(jī)器人模型、編寫程序、反復(fù)不斷的調(diào)試程序，優(yōu)化程序和機(jī)器人結(jié)構(gòu)，使機(jī)器人能夠完成挑戰(zhàn)賽的任務(wù)。在這個過程中，參賽選手要想完成任務(wù)，需要自學(xué)非本專業(yè)的知識內(nèi)容，需要上網(wǎng)搜集資料等，在學(xué)習(xí)新知識的同時，也提高了他們的自主學(xué)習(xí)能力;在有了一定的知識儲備之后，學(xué)生還要將理論知識應(yīng)用于實踐，針對實際情況不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題;設(shè)計制作一臺完整的機(jī)器人需要同學(xué)間的相互合作、也需要花費(fèi)大量的時間和精力，可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作能力與吃苦耐勞的精神。

2綜合實踐能力培養(yǎng)方式研究

2.1我國職業(yè)教育在培養(yǎng)大學(xué)生綜合實踐能力方面的現(xiàn)狀和存在的主要問題

隨著職業(yè)教育改革的推進(jìn)，我國高職院校大學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)也有新的嘗試，比如“1+X證書”的實施，學(xué)分銀行、產(chǎn)教融合、校企融合的推行以及課程思政的全面開展，這些都對大學(xué)生綜合實踐能力的培養(yǎng)有很好的促進(jìn)作用，但同時也存在著些許問題。

2.1.1學(xué)生自身方面

一是學(xué)生在學(xué)習(xí)的時間上投入不夠，現(xiàn)在的學(xué)生更表現(xiàn)在將時間用在打游戲、刷短視頻上面，而在專業(yè)實踐能力的提高是需要大量的時間和精力的投入。二是現(xiàn)在的學(xué)生吃苦能力不強(qiáng)，沒有恒心和毅力，往往是知難而退。三是學(xué)生安于現(xiàn)狀，進(jìn)取心不強(qiáng)，學(xué)生沒有明確的目標(biāo)，想不勞而獲的思想較重，不利于實踐能力的培養(yǎng)。

2.1.2學(xué)校方面

一是學(xué)校比較注重知識的傳授，而忽視對學(xué)生思想觀念的引導(dǎo)。二是實習(xí)實訓(xùn)設(shè)備投入不夠，學(xué)生參與實踐的機(jī)會少。三是缺乏能夠帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實踐能力的提升的實踐創(chuàng)新團(tuán)隊等。

2.2以機(jī)器人比賽為依托的高職學(xué)生綜合實踐能力培養(yǎng)模式思路

高職學(xué)生學(xué)制一般為三年，可將本培養(yǎng)模式分為三個階段。

2.2.1基礎(chǔ)階段

在學(xué)生入學(xué)的第一年為學(xué)生興趣培養(yǎng)和基礎(chǔ)能力培養(yǎng)階段。從入學(xué)初期做好以參加機(jī)器人比賽提高學(xué)生實踐能力為目標(biāo)導(dǎo)向的宣傳工作，通過參觀實訓(xùn)基地，觀看歷年比賽影像，關(guān)注公眾號等形式，引導(dǎo)教育學(xué)生對未來的學(xué)習(xí)內(nèi)容有初步的認(rèn)識和了解，可以將其作為課程思政的內(nèi)容融入到教學(xué)過程中。在課程設(shè)置上，除思政課程以外，開設(shè)機(jī)械基礎(chǔ)、電工電子技術(shù)、編程語言等專業(yè)基礎(chǔ)課程，充分利用國家金課、慕課、微課等網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，學(xué)生自主選擇適合于自己學(xué)習(xí)的課程，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。在本階段的學(xué)生中征集志愿者服務(wù)相關(guān)比賽，使他們近距離接觸和了解機(jī)器人比賽，激發(fā)學(xué)生的興趣。

2.2.2備賽階段

在學(xué)生掌握了一定的基礎(chǔ)知識的前提下，指導(dǎo)學(xué)生以歷年比賽賽題為參考展開備賽。這一階段需要將所學(xué)到的理論知識應(yīng)用到實踐當(dāng)中，并在實踐中繼續(xù)學(xué)習(xí)和拔高。老師可以將賽題進(jìn)行拆分處理，設(shè)置成不同的任務(wù)由學(xué)生逐一完成，最后進(jìn)行整合。比如Robotac比賽當(dāng)中某車體結(jié)構(gòu)的制作，可以設(shè)置成測繪-草圖設(shè)計-三維仿真-實體制作幾個任務(wù)來完成，通過這一系統(tǒng)的參與，學(xué)生的實踐能力會有很大的提升。對于學(xué)習(xí)能力比較強(qiáng)的同學(xué)，老師可以將賽題進(jìn)行變體，由學(xué)生對機(jī)器人進(jìn)行修改，以鍛煉他們的應(yīng)變能力。

2.2.3參賽階段

大三的學(xué)生在經(jīng)過備賽階段的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，可以報名參加比賽。比賽過程不同于備賽過程，比賽過程鍛煉的不只是學(xué)生的實踐能力，更是學(xué)生心理素質(zhì)和團(tuán)隊協(xié)作能力的鍛煉。在Rototac比賽中，需要多位選手配合操作不同的機(jī)器人進(jìn)行對抗，在這一過程中，團(tuán)隊競賽顯得尤為重要，需要一定的默契。

無論比賽的輸贏，最后經(jīng)過這樣一輪的實踐后，對于學(xué)生來說都是贏家，實實踐表明，參加比賽的同學(xué)，他們的綜合實踐能力要強(qiáng)于其他同學(xué)。

2.3培養(yǎng)方式

在上述的培養(yǎng)模式中，打破了現(xiàn)有的常規(guī)教學(xué)模式，傳統(tǒng)教學(xué)以教師知識傳授為主，而本教學(xué)模式則是以學(xué)生的學(xué)為主，強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)，老師起導(dǎo)向作用。

教師按照比賽中所涉及的課程內(nèi)容設(shè)計、制作任務(wù)書。積極采用線上線下混合式教學(xué)，線下指引學(xué)生接受任務(wù)→查閱資料→思考關(guān)鍵問題，線上教師指導(dǎo)→解決難點→完成任務(wù)→展示成果→檢測評價實施教學(xué)。

課程評價采用過程性評價和結(jié)果性評價相結(jié)合的形式。過程性評價主要通過完成具體的學(xué)習(xí)（工作）項目的實施過程來進(jìn)行評價;結(jié)果性評價主要考核學(xué)生對課程知識的理解和掌握，合理選用操作演示、匯報、答辯、考試、實操等多種考核評價方法與手段，全面、客觀檢查學(xué)生實際能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提升教學(xué)效果。

3總結(jié)

依托機(jī)器人比賽開展教學(xué)可以促進(jìn)各專業(yè)的融合，培育綜合型人才;教師不斷積累專業(yè)知識，組建優(yōu)秀創(chuàng)新教學(xué)團(tuán)隊;更重要的是對學(xué)生綜合工程實踐能力的培養(yǎng)，專業(yè)知識與實際應(yīng)用相結(jié)合的能力以及協(xié)調(diào)管理能力的培養(yǎng)有很明顯的作用。但是由于職業(yè)教育資源的不平等性，以及各地區(qū)職業(yè)院校發(fā)展水平，機(jī)器人比賽規(guī)模的限制，經(jīng)費(fèi)限制等，實施過程有一定的困難，新形勢下的教改還需進(jìn)一步探討。

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作者簡介

張玉（1992-），男，吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院助教，研究方向：機(jī)械電子工程。

吉林省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度一般課題《高職院校機(jī)器人教學(xué)模式研究--以電類專業(yè)為例》編號：GH20564