层阶式电子设计与中国机器人大赛体系构建

杨毅

摘 要：课程建设是学校教学基本建设的核心内容、是提高本科教学质量的重要途径。为了贯彻落实“以本为本”和“四个回归”，一流的课程建设是关键，构建以学科竞赛为载体的层阶式大学生电子设计与中国机器人大赛体系体系，符合“基础+个性”教育的时代要求，建立相关的的一流大学课程，也是执行和落实高等教育全面发展观的具体举措。

关键词：学科竞赛;课程建设;电赛

ROBOTAC全国大学生机器人大赛，是中国的国家级机器人科技竞技赛事，是国内高校极具分量的机器人竞技比赛。全国大学生电子设计竞赛是教育部倡导的大学生十大竞赛项目之一，也是竞赛含金量最高的赛事，很早已被列入高校学科竞技评估排行榜。为了让我校更多学生了解这些赛事，参与A类学科竞赛，从中选拔更多优秀的学生参加比赛取得更好的成绩，提高我校在全国高校竞技评估排行名次，提高我校的竞争实力。采用层阶式课程体系构建大学生电子设计与中国机器人大赛课程为我校创新创业通识教育选修课程，在本课程体系建设中，针对中国机器人大赛、全国大学生电子设计竞赛的特点，为满足我校电子信息等专业的学生参加竞赛的需要，本课程涵盖学习机器人的相关知识，机器人的基本组成、结构及功能，能够利用机器人编程平台软件，掌握程序代码的输入和下载;认识灰度传感器、亮度传感器、避障传感器及其功能，掌握机器人行走、跳舞、唱歌、画图、探雷、追踪、语音识别、避障等的原理，学会程序流程图的绘制、简单程序的编制。

該课程也涵盖全国大学生电子设计竞赛所需要的知识点，系统介绍了电子设计竞赛基础训练、单元电子电路训练、单片机最小系统训练、可编程逻辑器件系统训练、电子设计竞赛系统设计训练、电子设计竞赛设计与总结报告写作的基本方法，内容丰富实用，工程性强，分析了参加全国大学生电子设计竞赛题目类型与特点，突出了设计制作电子设计竞赛作品的方法，该课程是集合了机械、电子、计算机、人工智能等多种技术在内的综合实践性课程，并通过运用已有的知识和“探究”式地面对未知知识的学习来解决问题。从而达到培养学生综合运用信息分析问题、解决问题的能力。使该课程成为科学素养教育的新载体，提高学生的科学素养。我们将课程按照中国机器人大赛、全国大学生电子设计竞赛性质以及相互关系进行合理安排，对学生在每个学习阶段提出具体的学习任务与要求。

在大一下学期开学时，由于学生已具备一定编程能力，我们在全校大一学生开设创新创业通识教育选修课程《大学生电子设计与中国机器人大赛》，目的让我校更多学生了解大学生电子设计与中国机器人大赛，通过学习机器人的相关知识，机器人的基本组成、结构及功能，能够利用机器人编程平台软件，掌握程序代码的输入和下载;认识灰度传感器、亮度传感器、避障传感器及其功能，掌握机器人行走、画图、探雷、追踪、语音识别、避障等的原理，学会程序流程图的绘制、简单程序的编制，同时学习电子设计竞赛基础训练、单元电子电路训练、单片机最小系统训练、可编程逻辑器件系统训练、电子设计竞赛系统设计训练、电子设计竞赛设计与总结报告写作的基本方法。大一下学期学生通过学习《大学生电子设计与中国机器人大赛》、电工电子工艺实习，电子技术工艺实习后，我们从中挑选优秀学生进入电信学院电子创新实验室两到三年的训练，老师重点指导，为学生提供暑假训练项目，寒假训练项目，为后期比赛做好准备。这个过程最重要的目的是使学生尽快完成高中向大学的过渡，提高学生的自主学习能力，同时为下阶段的竞赛训练选拔人员。学生自己动手完成电路板的焊接、模块电路的设计以及基本功能的测试，经过该环节的训练，学生基本具备了构建简单机器人（比如轮式机器人或者小车）的能力，具备较强的电子电路设计能力，为暑期的中国机器人大赛、全国大学生电子设计竞赛进行了人员准备。

通过参与创新项目的研究，学生能够加深理论知识的感性认识，对学生综合能力的提升更具意义。经过了大一的课程学习以及第一个暑期训练的历练，更加明确自己的学习目标，能够自主探究新知识和新技术，能够根据自己的所思所想提出更多创新，并在此基础上展开大学生创新训练计划项目的研究工作，这些项目不仅涉及机器人控制、电子电路开发设计、传感器技术等相关理论，而且还会涉及自然语言处理、机器学习、情感识别、数据分析等智能化更高的专业领域。我们相信经过多年检验，本课程的“以赛促学”和层阶式课程体系构建是非常有效的培养模式，学生在实验室主动学习，并且形成了以老带新的团队，团队成员无论是就业还是深造都有很好的发展。本课程满足新工科形势下课程教学的需求，为培养具有创新思维和能力的复合型人才提供更加有力的支持。

参考文献：

[1]祝龙记，郑晓亮.基于机器人制作平台的大学生创新能力的培养[J].安徽理工大学学报（社会科学版），2010，12（01）