“機器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實踐教育互促模式研究

鄧張升 劉斐怡 劉子琪 王圓慧 李輝

基金項目：2021年北京市本科生市級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目創(chuàng)新類項目“基于校友案例分析的大學(xué)生機器人發(fā)展平臺構(gòu)建”。

作者簡介：鄧張升（1989-），男，廣西梧州人，碩士，講師，研究方向：創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)管理;劉斐怡（2002-），女，江西南昌人，北京科技大學(xué)外國語學(xué)院本科在讀，研究方向：外國語言文學(xué);劉子琪（2000-），女，陜西綏德人，北京科技大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院本科在讀，研究方向：國際經(jīng)濟與貿(mào)易;王圓慧（1999-），女，內(nèi)蒙古牙克石人，北京科技大學(xué)文法學(xué)院本科在讀，研究方向：社會工作;李輝（1989-），女，山西大同人，碩士，講師，研究方向：機器視覺、圖像處理。

摘 要：機器人實踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育具有相通的邏輯，多年的實踐也驗證了該實踐教學(xué)模式的有效性，因此，有必要提出“機器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實踐教育模式，其互促模式有利于跨學(xué)科交流、鍛煉團隊協(xié)作能力、磨煉意志品質(zhì)、形成創(chuàng)新思維等。

關(guān)鍵詞：機器人競賽;機器人實踐教育;創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育;互促模式

中圖分類號：F27 文獻標(biāo)識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.10.021

0 引言

創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，我國經(jīng)濟社會發(fā)展和民生改善比過去任何時候都更加需要科學(xué)技術(shù)解決方案，都更加需要增強創(chuàng)新這個第一動力。大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是推動社會創(chuàng)新進步的重要途徑。近年來，隨著機器人技術(shù)的進步與應(yīng)用，以機器人技術(shù)為基礎(chǔ)的機器人創(chuàng)新實踐教育在國內(nèi)高校得到廣泛發(fā)展，其學(xué)科交叉、緊跟前沿的特點獲得了科研領(lǐng)域、教學(xué)領(lǐng)域甚至創(chuàng)投領(lǐng)域的關(guān)注。機器人創(chuàng)新實踐教育不僅培養(yǎng)了青年學(xué)生的科創(chuàng)興趣、綜合素質(zhì)、學(xué)科能力，也為機器人產(chǎn)業(yè)的持續(xù)性發(fā)展提供了儲備人才，尤其是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。

機器人實踐教育其中一種表現(xiàn)形式就是機器人競賽。機器人競賽作為連接教育與產(chǎn)業(yè)的橋梁，為智能硬件領(lǐng)域培養(yǎng)了大批卓越的工程師、創(chuàng)業(yè)企業(yè)家。一項針對全國大學(xué)生機器人大賽（CURC）參賽者畢業(yè)后創(chuàng)業(yè)情況的調(diào)研顯示，參賽隊員創(chuàng)立機器人企業(yè)達(dá)160家，創(chuàng)業(yè)人數(shù)600人，實現(xiàn)就業(yè)崗位新增16000人。目前，全國大學(xué)生機器人大賽包含ROBOCON，ROBOMASTER、ROBOTAC和機器人創(chuàng)業(yè)賽四項賽事。

吳振宇等學(xué)者認(rèn)為，加強高校機器人實踐教學(xué)體系建設(shè)，有利于培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)意思維、創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力，正逐步成為推進高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革較為重要的切入口之一。王旭認(rèn)為機器人實踐基地是大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育人才培養(yǎng)的一種獨特方式，是傳授知識、塑造理想、提升技能、完善品格的良好平臺。二者都認(rèn)可了機器人實踐教學(xué)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的關(guān)系，但仍需要繼續(xù)深入剖析二者的內(nèi)在聯(lián)系。本文將對機器人實踐教育對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育促進其中的機理實現(xiàn)進行分析研究。

1 機器人實踐教育的特點

我國高校主要以機器人競賽為載體在創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面進行了改革和實踐，主要做法有開設(shè)創(chuàng)新類課程，成立教師指導(dǎo)團隊，鼓勵科創(chuàng)類基地協(xié)會組織建設(shè)，組織承辦科技創(chuàng)新比賽。機器人實踐教育過程具有綜合性、協(xié)作性、多元性的特點。

1.1 綜合性

機器人實踐教育項目的綜合性體現(xiàn)在其涉及的技術(shù)領(lǐng)域范圍較為廣泛，產(chǎn)品開發(fā)的復(fù)雜性要求團隊具有全面的知識能力，一個能落地完成的機器人項目，往往對機械結(jié)構(gòu)、加工裝配、嵌入式系統(tǒng)、傳感技術(shù)、編程算法等多個專業(yè)領(lǐng)域都有著過硬的技術(shù)要求。團隊成員需要各司其職，并且進行整體方案的綜合設(shè)計，推進過程中不斷調(diào)整修改才能完成設(shè)計目標(biāo)。

1.2 協(xié)作性

機器人實踐教育項目的協(xié)作性是由其技術(shù)的綜合性延伸而來的，正是由于機器人團隊內(nèi)部的專業(yè)分工需求，職責(zé)分明的各成員不僅要做好分內(nèi)的任務(wù)，也需要和團隊成員進行充分的溝通，并且在技術(shù)上順利達(dá)成前后承接，減少可能的失誤。

1.3 多元性

機器人實踐教育項目的多元性指在成員全面的知識體系和發(fā)散思維的基礎(chǔ)上，團隊可以探索出多種方案來實現(xiàn)機器人項目的成功運行。在同一不變的目標(biāo)下，對于任一環(huán)節(jié)中機構(gòu)、零部件、傳感器、控制器或線路選擇的調(diào)整，都意味著設(shè)計的技術(shù)功能出現(xiàn)了新變動，而開發(fā)者也可以探索出新思路來達(dá)到目標(biāo)。

2 “機器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實踐教育互促模式

機器人實踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育具有相通的邏輯特點，多年的實踐也驗證了該模式的有效性，因此，有必要提出“機器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實踐教育模式，其互促模式構(gòu)建如圖 1“機器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實踐教育互促模式所示。

2.1 邏輯層面

2.1.1 邏輯起點

機器人實踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的邏輯起點是相同的，都是從一個或宏觀或微觀的問題、需求開始，提出問題、發(fā)現(xiàn)痛點。它們都是引導(dǎo)學(xué)生觀察他人、觀察社會，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實的、客觀的問題，而不是憑空想象的。

2.1.2 邏輯過程

基于問題和需求，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育引導(dǎo)以產(chǎn)品或服務(wù)的方式制定解決方案，一般采取設(shè)計思維、精益創(chuàng)業(yè)等方法，結(jié)合自身的調(diào)研、資源來設(shè)計方案。而機器人實踐教育由其專業(yè)特點指定了解決此問題是設(shè)計一款機器人作為基礎(chǔ)和工具。確定方案后，組建團隊、投入資源，形成初代產(chǎn)品。此時的產(chǎn)品往往是問題很多的，需要進行N次迭代方案，再提升團隊、再投入資源，循環(huán)上升。

2.1.3 邏輯終點

機器人實踐教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的邏輯終點有所不同，因此決定了二者的最終產(chǎn)品形式是不同的。前者的終點往往是一兩臺機器人原型，能實現(xiàn)任務(wù)、參與競賽、完成作業(yè)即可。而后者走得更遠(yuǎn)，會孵化公司、引入融資、參與市場競爭等。反過來思考，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育強調(diào)對市場、產(chǎn)業(yè)、用戶的關(guān)注，可以優(yōu)化機器人實踐教育的各個環(huán)節(jié)。

2.2 教學(xué)模式

機器人實踐教育基本遵循這樣的模式：“學(xué)生社團+基礎(chǔ)實驗+實訓(xùn)+競賽”四位一體。機器人課程教育是集理論知識學(xué)習(xí)、軟件編程調(diào)試、機器構(gòu)件設(shè)計制作于一體的綜合能力培養(yǎng)，具有明顯的實踐性和工程性?；谶@一特點，機器人專業(yè)的教學(xué)不能僅停留在老師的知識輸出、學(xué)生的被動接受、課堂的實驗和試卷考核上。四位一體教學(xué)模式形成一體化的教學(xué)體系，真正將學(xué)生所學(xué)理論應(yīng)用于實踐，注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)與團隊協(xié)作中的跨專業(yè)交流能力。

在機器人實踐教學(xué)方面，北京科技大學(xué)于2001年成立的MEI機器人團隊走在了前列。它是一支致力于競技機器人設(shè)計制作的多院系、多學(xué)科交叉的學(xué)生技術(shù)團隊。學(xué)校為機器人隊提供了充分的實驗場地，同時也提供了專業(yè)的指導(dǎo)教師、豐富的設(shè)備資源，增強學(xué)生的實踐技能、科研能力及競賽技巧。每年招新正式隊員和預(yù)備隊員后，預(yù)備隊員會由機器人隊優(yōu)秀隊員進行培訓(xùn)，形成互助提升機制。機器人實踐基地建立了多個實驗室，包括各類專業(yè)與方向，且面向全校全天開放，在學(xué)?？萍紕?chuàng)新項目的實施中發(fā)揮重要作用。

2.3 實踐意義

2.3.1 有利于跨學(xué)科交流，鍛煉團隊協(xié)作能力

傳統(tǒng)教學(xué)模式強調(diào)學(xué)生理論知識的構(gòu)建，其結(jié)果容易導(dǎo)致學(xué)生困在僵化的應(yīng)試教育體制內(nèi)，理論與實踐嚴(yán)重脫節(jié)，不利于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。機器人創(chuàng)新項目通過涉及多方面專業(yè)技術(shù)的完整項目，充分調(diào)動不同學(xué)科之間學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力，促進其更好地適應(yīng)小組化學(xué)習(xí)和合作。機器人實踐教育模式在競賽過程中深化了學(xué)生專業(yè)能力的同時也增長了相關(guān)學(xué)科知識的見識，協(xié)作備賽也增強了他們“團結(jié)一致辦大事”的集體意識和“堅持到底不服輸”的集體情懷。

2.3.2 有利于磨煉意志品質(zhì)，形成創(chuàng)新思維

機器人項目的開發(fā)周期長，過程復(fù)雜，層層推進，能夠讓學(xué)生感受完整的項目推進過程，促進其克服困難的恒心和信心，牽引學(xué)生步步登高，充分激發(fā)其創(chuàng)造創(chuàng)新的激情，進而提高自主設(shè)計和創(chuàng)造能力。學(xué)生通過在機器人實踐基地的鍛煉，已經(jīng)形成了“不將就，要講究”的做事原則，以及“注重細(xì)節(jié)，精益求精”的做事態(tài)度，為后續(xù)投身于創(chuàng)業(yè)活動打下良好的基礎(chǔ)。這些吃苦耐勞的精神、個人的綜合素質(zhì)都是創(chuàng)業(yè)者素質(zhì)的重要構(gòu)成。

2.3.3 多年創(chuàng)業(yè)實踐驗證互促模式

實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。從機器人實踐教育模式培養(yǎng)出來的一些創(chuàng)業(yè)者對此深感感觸。北京極智嘉科技公司聯(lián)合創(chuàng)始人陳曦，認(rèn)為在社團讓他對機器人產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，機器人競賽的經(jīng)歷為之后的創(chuàng)業(yè)打下了堅實的基礎(chǔ)。深圳奇諾動力科技有限公司創(chuàng)始人梁哲認(rèn)為在機器人隊最大的收獲，一是可以將興趣深化為專業(yè);二是提高團隊合作能力，在共同完成任務(wù)的過程中，收獲友情，提高能力。北京因時科技公司創(chuàng)始人蔡穎鵬認(rèn)為，機器人大賽除了讓個人技術(shù)得到提升，最重要的是結(jié)識了一幫志同道合的朋友，建立了足以支撐創(chuàng)業(yè)的信任。

3 “機器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實踐教育模式發(fā)展建議

機器人實踐教育對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的作用已被理論和實踐證明，如何將此教育模式的作用發(fā)揮得更好，如何培養(yǎng)更多機器人行業(yè)的領(lǐng)軍人物，本文提出以下三點建議。

3.1 強化四個“面向”，提升“機器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”實踐模式的目標(biāo)和使命感

習(xí)近平總書記在科學(xué)家座談會上的講話指出，在激烈的國際競爭面前，在單邊主義、保護主義上升的大背景下，我們必須走出適合國情的創(chuàng)新路子，特別是要把原始創(chuàng)新能力提升擺在更加突出的位置，努力實現(xiàn)更多“從0到1”的突破。作為機器人科技工作者和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育者，必須有更強的使命感，肩負(fù)起歷史責(zé)任，將“機器人-創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”教育與四個“面向”結(jié)合起來：堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康。只有這樣，才能讓機器人的發(fā)展具有更大的想象空間、更高的發(fā)展目標(biāo)、更強勁的使命感。

3.2 發(fā)揮創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育新動能，利用校企平臺深化協(xié)同育人合作內(nèi)涵

將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會、關(guān)心他人的利他精神充分發(fā)揮，引導(dǎo)學(xué)生在機器人實踐時關(guān)注企業(yè)、行業(yè)的需求。校企雙方可以共建實踐孵化平臺，企業(yè)為學(xué)生提供教學(xué)與實踐相結(jié)合的實習(xí)平臺，學(xué)生為其提供優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新思維，進而實現(xiàn)校企雙贏。也可以針對企業(yè)需求，鼓勵學(xué)生自行組隊，在老師的指導(dǎo)下形成解決方案，從而解決實際問題，積累項目經(jīng)驗、實踐經(jīng)驗、創(chuàng)業(yè)意識。

3.3 組建雙軌道教師團隊，提高培育創(chuàng)業(yè)能力

機器人涉及多種關(guān)鍵技術(shù)，要求老師在機械制造、自動化等多個領(lǐng)域有所造詣。單純地采用某個專業(yè)的任課老師進行授課難以對機器人技術(shù)講解融會貫通，尤其是利用創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的特點和優(yōu)勢方面指導(dǎo)能力不足。加強“雙導(dǎo)師”隊伍的建設(shè)，鼓勵校內(nèi)教師前往企業(yè)進行專業(yè)技能培訓(xùn)，進駐企業(yè)參與具體工程項目以及進行掛職鍛煉等，邀請企業(yè)資深員工擔(dān)任學(xué)生的實習(xí)導(dǎo)師，從理論研究和實踐教育兩方面對學(xué)生進行高效指導(dǎo)，從而提升教師團隊、學(xué)生、企業(yè)的創(chuàng)新能力及知識融合。

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