基于Robocon竞赛的创新型人才培养模式的探索与实践

徐 勇，张 亮

（温州职业技术学院机械系，浙江温州325035）

0 引言

2015年李克强总理在政府工作报告提出：“大众创业，万众创新”；2018年9月18日，国务院下发《关于推动创新创业高质量发展打造“双创”升级版的意见》[1，2]。时代呼唤教育创新，社会需要创新人才，高等职业院校是培养创新型人才的重要场所，高职学生是高等学校创新型人才的重要培养对象，他们创新能力的强弱直接影响学校的声誉，直接关系到我国科技人才队伍素质的高低，关系到国家大国工匠精神的传承[3]。

但目前全国大多数高职院校在人才培养计划、课程安排、讲授内容、授课方式和手段上，都在一定程度上制约着创新型人才的培养；学校专业教育依然偏重理论教学，实践教学投入虽有提高，但总体上还是偏少；只重视培养创新理念而忽略实践动手能力，导致部分有潜力的学生特长得不到充分发挥。因此，高等职业院校必须首先进行教育创新以培养多数学生的创新意识和创新能力。本文以温州职业技术学院为例，进行基于Robocon竞赛的创新型人才培养模式的探索与实践。

1 Robocon机器人大赛简介[4]

2001年6月21日，中国自动化学会机器人竞赛工作委员会成立，我国机器人竞赛事业从此进入了一个新的阶段。国内机器人竞赛影响力比较大的有两个：一个是由中国自动化学会机器人竞赛工作委员会、RoboCup中国委员会等组织的“中国机器人大赛”；另一个是由中央电视台组织的“亚太大学生机器人大赛（ABU Robocon）”国内选拔赛。

“亚太大学生机器人大赛”国内选拔赛是由中央电视台主办，中国自动化学会机器人竞赛工作委员会协办，并邀请中国自动化学会机器人竞赛委员会的专家成立了专家评审委员会。大赛以发展机器人技术和培养大学生的创新意识为宗旨，涉及到工程制图、电子电路、单片机、传感技术、控制技术、图像处理、计算机编程语言、三维造型等学科知识，通过机器人这个竞赛平台，增强学生综合应用所学理论知识解决实际问题的能力。该项赛事得到了亚太地区知名大学的积极响应，在国内外很有影响力。

2 高校人才培养模式存在的问题

2.1 人才培养计划制定与社会需求存在差距

当今世界范围的竞争越来越表现为人才的竞争。目前，高等职业教育现状已远远落后于社会经济发展现状，与当今信息化潮流不相匹配，具体体现在人才培养计划的制定上和社会经济发展联系不紧密，不能及时跟踪先进科技技术，在人才培养计划的调整上动作迟缓，改革力度不大。

目前，多数学校仍采用传统的教学方式进行课堂教学，但传统课堂教学存在一些弊端：理论教学学时偏多，学生动手能力练习偏少；课堂教学多数情况下仍然是以教师为主体，学生被动接受知识的灌输；教学方法和教学手段较少，形式枯燥，不易激发同学们的学习兴趣；课堂教学不能充分发挥出因材施教的效果。

2.2 软件和硬件设施差距较大

创新人才和创新能力的培养需要相应的软件和硬件设施的配套支持。以Robocon大赛为例，首先校内需要提供大赛训练用的实训场地，满足学生日常训练和设备调试使用；其次，机器人大赛需要购买一定数量的硬件设备和元件，譬如控制器、电机、定位器、3D打印机、传感器等，这些设备和配件的价格不等，有些核心元件价格很高。在设计和试制过程以及训练过程中，有些零部件磨损，导致机器人机构时常出现故障，需要及时更换配件，训练过程中，还需要用到一些精密的测试仪器和设备；参加机器人大赛人员住宿和交通费、车辆运输费等等，所有这些都需要用一定数量的资金支持。目前，学院由于经费紧张，对在机器人比赛过程所需资金投入有限，这些都对培养创新人才有一定的影响。

2.3 师资力量跟不上创新型人才培养的步伐

目前，学院师资力量已满足不了培养创新型人才的基本要求。具体体现在师资队伍结构不合理，没有形成年龄结构、职称结构、双师结构的合理的师资队伍。创新型人才培养师资队伍一般都是临时组建的，属于松散型的队伍结构，流动性较大，自由度较大，约束力较小，教师分工不明确，无法形成一个长期的有竞争力的教师团队。

2.4 学生评价模式亟待完善

传统的考核模式还是以试卷考试为主，没能充分反映学生的综合素质。创新教育需要学生花费大量的时间和精力在实训场地和课堂学习之外进行自学和实践训练以及参加竞赛等，有时会和正常的教学活动产生冲突，期末考核时会影响课程综合成绩的评定，部分同学部分课程有可能会产生不及格的现象，导致实践动手能力的培训会打折扣，因此建立适合创新型人才培养的科学的评价模式，直接影响到学生参与创新型人才培养模式的活动中来以及竞赛的成绩。

2.5 学生的理论知识欠缺

高职学生基础知识较差，难以理解比较复杂的理论知识和公式；学习缺乏主动性，需要教师督促检查；学生缺乏联系所学知识进行创造性的综合运用能力。

3 基于Robocon竞赛的创新型人才培养模式的探索与实践

3.1 Robocon机器人竞赛的宗旨[5]

实践是创新的基础，Robocon机器人大赛平台是对学生进行创新教育的重要手段，为大学生创新能力培养提供基础条件，能够有效弥补传统理论教学的缺陷。通过机器人大赛，可以激发学生的主观能动性，锻炼综合运用知识的能力和素质，机器人大赛也给学生带来竞争性的学习机会。

3.2 构建基于Robocon竞赛的创新型人才培养基地建设

机器人技术涉及到感测技术、通信技术、控制技术以及制造技术等多方面知识的集成。为了提高高职教育的质量和培养学生的综合实践能力，构建基于竞赛的人才培养基地非常必要，温州职业技术学院院系两级组织在充分调研的基础上，以机械系工程实训中心为基础构建了创新型人才培养实践教学体系的框架，如图1所示。

图1 创新型人才培养实践教学体系框架图

创新型人才培养基地的建设需要投入一定的资金支持，购买必要的竞赛设备和测试仪器，充足的经费和政策支持是保证人才培养质量的必要条件。为了培养创新型人才，学院近几年来不断加大设备投入，同时还出台相关的文件鼓励教师组队参加高质量的竞赛。

3.3 构建基于Robocon竞赛的创新型人才培养计划[5]

课堂教学是培养学生的主要场所，安排一定学时的理论教学是机器人创新教育的基础。为了更好地在课堂教学中进行机器人教育，必须改进传统的教学方式，有针对性的开设与Robocon机器人竞赛相关专业领域的课程，设置模块化供学生自由选取，使得学生能够根据自己的兴趣爱好选取机器人技术的相关领域进行深入研究和学习。机器人实践教学平台的教学模块设计如图2所示[6]。

3.6 构建基于Robocon竞赛的考核评价制度

Robocon竞赛团队成员在完成正常的课堂学习之外，还要花费大量的精力和时间进行学习和动手能力训练，为了提高同学们积极参加Robocon比赛的兴趣，培养适应社会需求的创新型人才，学院和系部出台了相应的考核评价制度和学分奖励措施，这些相关的激励制度对促进教学改革，提高师生参加竞赛的积极性大有益处。

通过基于创新型人才培养模式的探索与实践，机械系在近两来国内和浙江省机械设计大赛上已经取得了不错的成绩。2018年6月20-21，在山东邹城举行的第17届全国大学生机器人Robocon赛事全国总决赛上，温州职业技术学院代表队和全国本科高校同台竞技，收获机器人最佳设计奖和一等奖两项大奖，这也是创新型人才培养模式实践的最好佐证。

图2 机器人实践教学平台的教学模块设计

3.4 构建基于Robocon竞赛的创新型人才团队[7]

Robocon竞赛是一项实践性较强的比赛，它需要学生充分利用所学知识和实践动手能力，按照大赛要求，将指定的有限材料，经过机械加工和装配等加工过程，设计并制作出能够完成大赛指定任务的机器人。由于学生的个体差异明显，为了因材施教，必须建立适应竞赛的学生团队。团队成员的选拔公开公平，由系部和指导老师筛选出具备扎实基础知识和实践动手能力的学生参加比赛。机器人大赛是一个复杂的系统工程，需要团队通力合作才能完成机器人的设计制造和测试，团队成员根据自己的特长和兴趣爱好选择适合自己的模块进行学习，团队成员之间相互讨论，共同学习，取长补短。在项目调试过程中，通过不断地修改完善项目内容，潜移默化地培养了学生科学严谨的工作作风，同时还教会了学生团结协作的精神。

3.5 构建基于Robocon竞赛的创新型师资队伍

创新型人才培养离不开创新型导师的指导，比赛指导教师对机器人竞赛目标和实践教学计划的制定、创新型实践队伍的组建、团队成员的选拔、设计过程的指导、成果的研制和测试等都负有直接的责任。目前学院专职指导机器人创新训练的只有一名年轻教师，有时临时聘请专业教师共同参与指导和比赛，由于教学任务繁重，师资队伍偏弱，年龄结构、学历结构等构成不合理，影响机器人创新训练的质量和效果。因此，构建适应竞赛的专兼职师资队伍非常必要。

4 结束语

基于Robocon竞赛的创新型人才培养模式的构建，经过近几年的探索与实践，已经开始展现良好的发展势头，并从中探索出培养创新型人才的可持续性发展的思路和方法，也取得了一定的成绩。但是，目前这种创新型人才培养体系还不完善，还需要持续不断地加大投入和政策支持，进一步加大实践教学改革，完善教师的激励机制，保证教学质量，鼓励和选拔学生参与各种类型的竞赛，为培养适应新时代需要的、具有综合竞争力的高素质创新型人才提供经验支持。