機(jī)器人套件應(yīng)用于創(chuàng)客課程服務(wù)學(xué)科競賽的實(shí)踐分析

王飛

摘? ?要：創(chuàng)客教育的推進(jìn)對提升高校畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量起到了關(guān)鍵作用，豐富多樣的創(chuàng)客課程對培養(yǎng)創(chuàng)新型、綜合型人才也發(fā)揮了作用，如何合理引入課程并進(jìn)一步通過創(chuàng)客教育加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力已成為教師們關(guān)注的焦點(diǎn)。寧波工程學(xué)院機(jī)械學(xué)院近年來在提升學(xué)生綜合能力方面做了大量的實(shí)踐，將創(chuàng)客教育與學(xué)生學(xué)科競賽聯(lián)系在一起，在培養(yǎng)學(xué)生方面取得的成績較為突出。文章將機(jī)器人套件應(yīng)用于創(chuàng)客教育，服務(wù)各項學(xué)科競賽進(jìn)行簡單的闡述，并通過實(shí)際的案例進(jìn)行實(shí)證分析，從而促進(jìn)高校畢業(yè)生的綜合素質(zhì)、綜合能力更上一層樓。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育;學(xué)科競賽;綜合能力

1? ? 創(chuàng)客課程服務(wù)學(xué)科競賽的可行性分析

以寧波工程學(xué)院機(jī)械學(xué)院為例，由于學(xué)院獨(dú)立于本部，為異地辦學(xué)，相對于其他高校機(jī)電一體化專業(yè)的授課而言，學(xué)院在電學(xué)方面的學(xué)科建設(shè)相對薄弱，特別體現(xiàn)在實(shí)戰(zhàn)演練模塊，電學(xué)方面的授課課程也較少，在脫離了電信學(xué)院之后，原有的優(yōu)劣互補(bǔ)已不復(fù)存在，相互之間的合作也漸漸減少。綜合考慮學(xué)院長久發(fā)展的需要，將企業(yè)機(jī)器人套件應(yīng)用于學(xué)院創(chuàng)客教育課程建設(shè)中，來彌補(bǔ)學(xué)院電學(xué)相關(guān)課程的短板，從而實(shí)現(xiàn)真正的機(jī)電一體化課程授課，做到以培養(yǎng)企業(yè)、社會需要的人才為教學(xué)目標(biāo)，通過高質(zhì)量的產(chǎn)學(xué)合作教學(xué)計劃實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的產(chǎn)出成果。近年來，學(xué)院教師將企業(yè)機(jī)器人套件應(yīng)用于大學(xué)生學(xué)科競賽，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊意識等方面做出了積極的探索實(shí)踐，取得的成績優(yōu)異。2016年之前，學(xué)院在學(xué)科競賽方面所取得的成果較少，每年A類競賽的成績?yōu)槭《泉剶?shù)項，近兩年學(xué)院通過創(chuàng)客教育基地的建設(shè)，在培養(yǎng)學(xué)生方面有了較大的進(jìn)步，特別是將企業(yè)機(jī)器人套件應(yīng)用于創(chuàng)客課程之后，在學(xué)生學(xué)科競賽方面取得的成果頗豐，A類競賽獲國獎數(shù)量已超過5項，省級一等獎已超過15項。學(xué)科競賽作為高校培養(yǎng)學(xué)生的重要考核指標(biāo)，在培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力方面起到了至關(guān)重要的作用，通過各類競賽也大幅度增加了各高校學(xué)生之間交流的機(jī)會，為培養(yǎng)高質(zhì)量人才奠定了基礎(chǔ)。因此，與寧波工程學(xué)院類似情況的高校也可按照設(shè)備套件引入的模式進(jìn)行創(chuàng)客教育課程指導(dǎo)，從而強(qiáng)化學(xué)生在該方面的綜合能力[1]。

2? ? 機(jī)器人套件應(yīng)用于創(chuàng)客課程對學(xué)生能力的提升—以家佳智能家居機(jī)器人為例

家佳智能家居機(jī)器人是2019年浙江省首屆智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽的參賽作品，作品設(shè)計的理念主要考慮家居家庭生活。圖1為家佳智能家居機(jī)器人的設(shè)計，該作品主要可實(shí)現(xiàn)陽臺防護(hù)、煙霧報警、人臉識別和語音聊天、音樂播放和微表情、語音監(jiān)控和智能追蹤、智能拍照和智能舞蹈、智能避障和藍(lán)牙操控、鬧鐘提醒和智能溫度檢測等功能[2]。

學(xué)生能力的提升主要從團(tuán)隊組建、產(chǎn)品的設(shè)計研發(fā)、綜合實(shí)踐幾方面入手：第一，在團(tuán)隊組建方面，要增強(qiáng)團(tuán)隊合作能力和團(tuán)隊合作意識，可通過學(xué)生平時對課程的掌握情況進(jìn)行學(xué)習(xí)能力的篩選審查，從而進(jìn)行項目團(tuán)隊組建。團(tuán)隊協(xié)作很關(guān)鍵，關(guān)系到項目最終完成的質(zhì)量和完整度，因此，團(tuán)隊建設(shè)的好壞會直接影響到整個團(tuán)隊的能力提升情況，在成員配備方面，應(yīng)考慮梯隊式組建，確保團(tuán)隊組建每年都能完成延續(xù)，在創(chuàng)新思維和學(xué)習(xí)能力上不斷更新，最終通過優(yōu)秀的團(tuán)隊成員組建出具有一定規(guī)模的創(chuàng)新型人才社團(tuán)，從而實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊的可延續(xù)更替。第二，產(chǎn)品設(shè)計研發(fā)能力的提升，需要學(xué)生有活躍的創(chuàng)新思維，通過課上教師引導(dǎo)完成作品設(shè)計的基本構(gòu)思以及作品的功能開發(fā)，以圖1作品為例，團(tuán)隊設(shè)計了頭部升降功能，通過自識別系統(tǒng)區(qū)分出小孩和成人，實(shí)現(xiàn)陽臺防護(hù)功能，保護(hù)小孩遠(yuǎn)離高層陽臺。此外，還包括對專業(yè)課程理論知識的掌握程度，設(shè)計一套完整的作品，需要培養(yǎng)學(xué)生掌握足夠的專業(yè)知識，包括三維設(shè)計軟件的應(yīng)用、單片機(jī)控制應(yīng)用、文案的草擬等。第三，綜合實(shí)踐能力的提升，包括設(shè)計作品的選材、作品的工業(yè)設(shè)計和結(jié)構(gòu)規(guī)劃、加工制作、裝配調(diào)試等。以一整套的流程來提升大學(xué)生的綜合能力，從而提高畢業(yè)生的就業(yè)質(zhì)量[3]。

3? ? 基于機(jī)器人套件應(yīng)用于創(chuàng)客課程的教學(xué)模式特點(diǎn)分析

近幾年各大公司都陸續(xù)推出了機(jī)器人成品套件，主要面向高校，作為高校創(chuàng)客教育的教學(xué)硬件。在當(dāng)前時代背景下，機(jī)電一體化產(chǎn)品的迅猛發(fā)展，幾乎遍及了所有制造業(yè)領(lǐng)域，例如數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人、制造業(yè)集成系統(tǒng)等，在技術(shù)方面也趨于環(huán)保、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化以及模塊化，是機(jī)械行業(yè)一直在追尋和積極探索的重要領(lǐng)域。如何更好地利用該套件進(jìn)行教學(xué)是每個老師關(guān)注的重點(diǎn)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的各項可利用資源進(jìn)行創(chuàng)新型授課教學(xué)，以2018年筆者指導(dǎo)的浙江省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽為例，筆者將機(jī)器人套件和非金屬激光切割設(shè)備進(jìn)行了創(chuàng)新聯(lián)合應(yīng)用教學(xué)，在課程中指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計并制作了該項競賽的參賽小車，如圖2所示，通過參賽小車的設(shè)計和完美的現(xiàn)場任務(wù)比拼，最終學(xué)生團(tuán)隊斬獲省一等獎第一名的好成績。小車的硬件設(shè)施團(tuán)隊配用了公司的機(jī)器人套件，根據(jù)配套的機(jī)器人套件尺寸要求等，在小車在結(jié)構(gòu)設(shè)計上，采用激光加工技術(shù)，通過木板的拼接完成了機(jī)械臂和車身底盤的加工制作，并與套件設(shè)備進(jìn)行最終的裝配調(diào)試，該優(yōu)秀設(shè)計案例最后也成了筆者在創(chuàng)客課程中進(jìn)行多次演示性教學(xué)的過程化方式。教學(xué)的模式在于創(chuàng)新，如何利用現(xiàn)有的資源進(jìn)行課程整合、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新創(chuàng)造才是關(guān)鍵，同時也是深化創(chuàng)客教育課程改革的一個重要方式，創(chuàng)新性的創(chuàng)客教育模式以及授課方式需要大家進(jìn)一步參與，并不斷地探索和研究[4]。

4? ? 應(yīng)用產(chǎn)出成果展示，以獲獎成果來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性

機(jī)器人套件應(yīng)用于創(chuàng)客教育，以課程引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新創(chuàng)造，近兩年筆者在指導(dǎo)學(xué)生競賽方面取得的成績?nèi)缦拢海?）A類學(xué)科競賽取得全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽獲國賽特等獎1項、浙江省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽一等獎2項;全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽國賽一等獎2項。（2）浙江省大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計大賽一等獎3項。（3）浙江省首屆智能機(jī)器人創(chuàng)意大賽一等獎1項、二等獎2項、三等獎1項。（4）指導(dǎo)學(xué)生授權(quán)專利5項，其應(yīng)用成果在學(xué)校得到了高度認(rèn)可，通過“學(xué)中賽、賽中學(xué)”的創(chuàng)客教學(xué)授課模式，有效提升了寧波工程學(xué)院學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和綜合實(shí)踐能力。興趣是一個人能干好一件事的基礎(chǔ)，將豐富多樣的競賽主題內(nèi)容納入創(chuàng)客課程中，再將優(yōu)秀的獲獎證書和作品展示面向?qū)W生，有效激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和積極性，特別體現(xiàn)在學(xué)生對創(chuàng)客課程學(xué)習(xí)的參與度，原有的數(shù)支團(tuán)隊已增加到了數(shù)十支團(tuán)隊，甚至有些班級全班參加了創(chuàng)客課程學(xué)習(xí)，以備戰(zhàn)學(xué)科競賽項目，對寧波工程學(xué)院創(chuàng)新性人才培養(yǎng)起到了較大的推進(jìn)作用。

5? ? 結(jié)語

創(chuàng)客教育的深入研究對高校的發(fā)展有著積極的推動作用，在培養(yǎng)學(xué)生成為高素質(zhì)、綜合性人才上也發(fā)揮了自身的優(yōu)勢，特別是將課程應(yīng)用在學(xué)科競賽方面，其產(chǎn)出成果已超出正常參賽項目的數(shù)倍。在引進(jìn)和應(yīng)用企業(yè)優(yōu)秀資源的同時，也進(jìn)一步促進(jìn)了校企產(chǎn)學(xué)共研模式的形成，通過各自的產(chǎn)出成果實(shí)現(xiàn)了校企雙贏的目標(biāo)。大幅度地提高教學(xué)質(zhì)量是各大高校教師正在積極探索的目標(biāo)，將機(jī)器人套件應(yīng)用于課程、服務(wù)于學(xué)科競賽只是重要教學(xué)手段中的一種方式，只有不斷發(fā)掘出新型的教學(xué)模式、探索出優(yōu)秀的教學(xué)理念、引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)資源設(shè)備等，才能在學(xué)生培養(yǎng)方面做到有的放矢，從而在人才培養(yǎng)的質(zhì)量上更上一層樓，確保學(xué)校輸出的人才符合社會、企業(yè)以及時代的需求。

[參考文獻(xiàn)]

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Abstract：The promotion of maker education plays a key role in improving the employment quality of college graduates， and the rich and diverse maker courses also play a role in training innovative and comprehensive talents. How to reasonably introduce courses and further strengthen students learning literacy and engineering practice ability through maker education has become the focus of teachers attention. In recent years， the school of mechanics of Ningbo University of Technology has done a lot of practice in improving students comprehensive ability. It links maker education with students subject competition， and has made outstanding achievements in training students. In this paper， robot kits are applied to maker education to serve various subject competitions， and empirical analysis is carried out through practical cases， promote the comprehensive quality and ability of college graduates to a higher level.

Key words：maker education; subject competition; comprehensive ability