層階式電子設(shè)計與中國機器人大賽體系構(gòu)建

楊毅

摘 要：課程建設(shè)是學(xué)校教學(xué)基本建設(shè)的核心內(nèi)容、是提高本科教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。為了貫徹落實“以本為本”和“四個回歸”，一流的課程建設(shè)是關(guān)鍵，構(gòu)建以學(xué)科競賽為載體的層階式大學(xué)生電子設(shè)計與中國機器人大賽體系體系，符合“基礎(chǔ)+個性”教育的時代要求，建立相關(guān)的的一流大學(xué)課程，也是執(zhí)行和落實高等教育全面發(fā)展觀的具體舉措。

關(guān)鍵詞：學(xué)科競賽;課程建設(shè);電賽

ROBOTAC全國大學(xué)生機器人大賽，是中國的國家級機器人科技競技賽事，是國內(nèi)高校極具分量的機器人競技比賽。全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽是教育部倡導(dǎo)的大學(xué)生十大競賽項目之一，也是競賽含金量最高的賽事，很早已被列入高校學(xué)科競技評估排行榜。為了讓我校更多學(xué)生了解這些賽事，參與A類學(xué)科競賽，從中選拔更多優(yōu)秀的學(xué)生參加比賽取得更好的成績，提高我校在全國高校競技評估排行名次，提高我校的競爭實力。采用層階式課程體系構(gòu)建大學(xué)生電子設(shè)計與中國機器人大賽課程為我校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識教育選修課程，在本課程體系建設(shè)中，針對中國機器人大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽的特點，為滿足我校電子信息等專業(yè)的學(xué)生參加競賽的需要，本課程涵蓋學(xué)習(xí)機器人的相關(guān)知識，機器人的基本組成、結(jié)構(gòu)及功能，能夠利用機器人編程平臺軟件，掌握程序代碼的輸入和下載;認(rèn)識灰度傳感器、亮度傳感器、避障傳感器及其功能，掌握機器人行走、跳舞、唱歌、畫圖、探雷、追蹤、語音識別、避障等的原理，學(xué)會程序流程圖的繪制、簡單程序的編制。

該課程也涵蓋全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽所需要的知識點，系統(tǒng)介紹了電子設(shè)計競賽基礎(chǔ)訓(xùn)練、單元電子電路訓(xùn)練、單片機最小系統(tǒng)訓(xùn)練、可編程邏輯器件系統(tǒng)訓(xùn)練、電子設(shè)計競賽系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練、電子設(shè)計競賽設(shè)計與總結(jié)報告寫作的基本方法，內(nèi)容豐富實用，工程性強，分析了參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽題目類型與特點，突出了設(shè)計制作電子設(shè)計競賽作品的方法，該課程是集合了機械、電子、計算機、人工智能等多種技術(shù)在內(nèi)的綜合實踐性課程，并通過運用已有的知識和“探究”式地面對未知知識的學(xué)習(xí)來解決問題。從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合運用信息分析問題、解決問題的能力。使該課程成為科學(xué)素養(yǎng)教育的新載體，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。我們將課程按照中國機器人大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽性質(zhì)以及相互關(guān)系進(jìn)行合理安排，對學(xué)生在每個學(xué)習(xí)階段提出具體的學(xué)習(xí)任務(wù)與要求。

在大一下學(xué)期開學(xué)時，由于學(xué)生已具備一定編程能力，我們在全校大一學(xué)生開設(shè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)通識教育選修課程《大學(xué)生電子設(shè)計與中國機器人大賽》，目的讓我校更多學(xué)生了解大學(xué)生電子設(shè)計與中國機器人大賽，通過學(xué)習(xí)機器人的相關(guān)知識，機器人的基本組成、結(jié)構(gòu)及功能，能夠利用機器人編程平臺軟件，掌握程序代碼的輸入和下載;認(rèn)識灰度傳感器、亮度傳感器、避障傳感器及其功能，掌握機器人行走、畫圖、探雷、追蹤、語音識別、避障等的原理，學(xué)會程序流程圖的繪制、簡單程序的編制，同時學(xué)習(xí)電子設(shè)計競賽基礎(chǔ)訓(xùn)練、單元電子電路訓(xùn)練、單片機最小系統(tǒng)訓(xùn)練、可編程邏輯器件系統(tǒng)訓(xùn)練、電子設(shè)計競賽系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練、電子設(shè)計競賽設(shè)計與總結(jié)報告寫作的基本方法。大一下學(xué)期學(xué)生通過學(xué)習(xí)《大學(xué)生電子設(shè)計與中國機器人大賽》、電工電子工藝實習(xí)，電子技術(shù)工藝實習(xí)后，我們從中挑選優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)入電信學(xué)院電子創(chuàng)新實驗室兩到三年的訓(xùn)練，老師重點指導(dǎo)，為學(xué)生提供暑假訓(xùn)練項目，寒假訓(xùn)練項目，為后期比賽做好準(zhǔn)備。這個過程最重要的目的是使學(xué)生盡快完成高中向大學(xué)的過渡，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，同時為下階段的競賽訓(xùn)練選拔人員。學(xué)生自己動手完成電路板的焊接、模塊電路的設(shè)計以及基本功能的測試，經(jīng)過該環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，學(xué)生基本具備了構(gòu)建簡單機器人（比如輪式機器人或者小車）的能力，具備較強的電子電路設(shè)計能力，為暑期的中國機器人大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽進(jìn)行了人員準(zhǔn)備。

通過參與創(chuàng)新項目的研究，學(xué)生能夠加深理論知識的感性認(rèn)識，對學(xué)生綜合能力的提升更具意義。經(jīng)過了大一的課程學(xué)習(xí)以及第一個暑期訓(xùn)練的歷練，更加明確自己的學(xué)習(xí)目標(biāo)，能夠自主探究新知識和新技術(shù)，能夠根據(jù)自己的所思所想提出更多創(chuàng)新，并在此基礎(chǔ)上展開大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃項目的研究工作，這些項目不僅涉及機器人控制、電子電路開發(fā)設(shè)計、傳感器技術(shù)等相關(guān)理論，而且還會涉及自然語言處理、機器學(xué)習(xí)、情感識別、數(shù)據(jù)分析等智能化更高的專業(yè)領(lǐng)域。我們相信經(jīng)過多年檢驗，本課程的“以賽促學(xué)”和層階式課程體系構(gòu)建是非常有效的培養(yǎng)模式，學(xué)生在實驗室主動學(xué)習(xí)，并且形成了以老帶新的團(tuán)隊，團(tuán)隊成員無論是就業(yè)還是深造都有很好的發(fā)展。本課程滿足新工科形勢下課程教學(xué)的需求，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和能力的復(fù)合型人才提供更加有力的支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]祝龍記，鄭曉亮.基于機器人制作平臺的大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].安徽理工大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2010，12（01）