机器人创新创业实践教育浅议

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摘要:机器人实践教育和创新创业教育具有相通的逻辑，多年的实践也验证了该实践教学模式的有效性，因此，有必要提出“机器人－创新创业”实践教育模式，其互促模式有利于跨学科交流、锻炼团队协作能力、磨炼意志品质、形成创新思维等。

关键词:机器人竞赛;机器人实践教育;创新创业教育;互促模式

0引言

创新是引领发展的第一动力，我国经济社会发展和民生改善比过去任何时候都更加需要科学技术解决方案，都更加需要增强创新这个第一动力。大学生创新创业教育是推动社会创新进步的重要途径。近年来，随着机器人技术的进步与应用，以机器人技术为基础的机器人创新实践教育在国内高校得到广泛发展，其学科交叉、紧跟前沿的特点获得了科研领域、教学领域甚至创投领域的关注。机器人创新实践教育不仅培养了青年学生的科创兴趣、综合素质、学科能力，也为机器人产业的持续性发展提供了储备人才，尤其是创新创业人才。机器人实践教育其中一种表现形式就是机器人竞赛。机器人竞赛作为连接教育与产业的桥梁，为智能硬件领域培养了大批卓越的工程师、创业企业家。一项针对全国大学生机器人大赛(CUＲC)参赛者毕业后创业情况的调研显示，参赛队员创立机器人企业达160家，创业人数600人，实现就业岗位新增16000人。目前，全国大学生机器人大赛包含ＲOBOCON，ＲOBOMASTEＲ、ＲOBOTAC和机器人创业赛四项赛事。吴振宇等学者认为，加强高校机器人实践教学体系建设，有利于培养大学生的创意思维、创新意识和创业能力，正逐步成为推进高校创新创业教育改革较为重要的切入口之一。王旭认为机器人实践基地是大学创新创业教育人才培养的一种独特方式，是传授知识、塑造理想、提升技能、完善品格的良好平台。二者都认可了机器人实践教学与创新创业教育的关系，但仍需要继续深入剖析二者的内在联系。本文将对机器人实践教育对创新创业教育促进其中的机理实现进行分析研究。

1机器人实践教育的特点

我国高校主要以机器人竞赛为载体在创新能力的培养方面进行了改革和实践，主要做法有开设创新类课程，成立教师指导团队，鼓励科创类基地协会组织建设，组织承办科技创新比赛。机器人实践教育过程具有综合性、协作性、多元性的特点。

1．1综合性

机器人实践教育项目的综合性体现在其涉及的技术领域范围较为广泛，产品开发的复杂性要求团队具有全面的知识能力，一个能落地完成的机器人项目，往往对机械结构、加工装配、嵌入式系统、传感技术、编程算法等多个专业领域都有着过硬的技术要求。团队成员需要各司其职，并且进行整体方案的综合设计，推进过程中不断调整修改才能完成设计目标。

1．2协作性

机器人实践教育项目的协作性是由其技术的综合性延伸而来的，正是由于机器人团队内部的专业分工需求，职责分明的各成员不仅要做好分内的任务，也需要和团队成员进行充分的沟通，并且在技术上顺利达成前后承接，减少可能的失误。

1．3多元性

机器人实践教育项目的多元性指在成员全面的知识体系和发散思维的基础上，团队可以探索出多种方案来实现机器人项目的成功运行。在同一不变的目标下，对于任一环节中机构、零部件、传感器、控制器或线路选择的调整，都意味着设计的技术功能出现了新变动，而开发者也可以探索出新思路来达到目标。

2“机器人－创新创业”实践教育互促模式

机器人实践教育和创新创业教育具有相通的逻辑特点，多年的实践也验证了该模式的有效性，因此，有必要提出“机器人－创新创业”实践教育模式，其互促模式构建如图1“机器人－创新创业”实践教育互促模式所示。

2．1逻辑层面

2．1．1逻辑起点。机器人实践教育和创新创业教育的逻辑起点是相同的，都是从一个或宏观或微观的问题、需求开始，提出问题、发现痛点。它们都是引导学生观察他人、观察社会，发现现实的、客观的问题，而不是凭空想象的。2．1．2逻辑过程。基于问题和需求，创新创业教育引导以产品或服务的方式制定解决方案，一般采取设计思维、精益创业等方法，结合自身的调研、资源来设计方案。而机器人实践教育由其专业特点指定了解决此问题是设计一款机器人作为基础和工具。确定方案后，组建团队、投入资源，形成初代产品。此时的产品往往是问题很多的，需要进行N次迭代方案，再提升团队、再投入资源，循环上升。2．1．3逻辑终点。机器人实践教育和创新创业教育的逻辑终点有所不同，因此决定了二者的最终产品形式是不同的。前者的终点往往是一两台机器人原型，能实现任务、参与竞赛、完成作业即可。而后者走得更远，会孵化公司、引入融资、参与市场竞争等。反过来思考，创新创业教育强调对市场、产业、用户的关注，可以优化机器人实践教育的各个环节。

2．2教学模式

机器人实践教育基本遵循这样的模式:“学生社团+基础实验+实训+竞赛”四位一体。机器人课程教育是集理论知识学习、软件编程调试、机器构件设计制作于一体的综合能力培养，具有明显的实践性和工程性。基于这一特点，机器人专业的教学不能仅停留在老师的知识输出、学生的被动接受、课堂的实验和试卷考核上。四位一体教学模式形成一体化的教学体系，真正将学生所学理论应用于实践，注重学生自主学习与团队协作中的跨专业交流能力。在机器人实践教学方面，北京科技大学于2001年成立的MEI机器人团队走在了前列。它是一支致力于竞技机器人设计制作的多院系、多学科交叉的学生技术团队。学校为机器人队提供了充分的实验场地，同时也提供了专业的指导教师、丰富的设备资源，增强学生的实践技能、科研能力及竞赛技巧。每年招新正式队员和预备队员后，预备队员会由机器人队优秀队员进行培训，形成互助提升机制。机器人实践基地建立了多个实验室，包括各类专业与方向，且面向全校全天开放，在学校科技创新项目的实施中发挥重要作用。

2．3实践意义

2．3．1有利于跨学科交流，锻炼团队协作能力。传统教学模式强调学生理论知识的构建，其结果容易导致学生困在僵化的应试教育体制内，理论与实践严重脱节，不利于学生综合素质的培养。机器人创新项目通过涉及多方面专业技术的完整项目，充分调动不同学科之间学生的实践创新能力，促进其更好地适应小组化学习和合作。机器人实践教育模式在竞赛过程中深化了学生专业能力的同时也增长了相关学科知识的见识，协作备赛也增强了他们“团结一致办大事”的集体意识和“坚持到底不服输”的集体情怀。2．3．2有利于磨炼意志品质，形成创新思维。机器人项目的开发周期长，过程复杂，层层推进，能够让学生感受完整的项目推进过程，促进其克服困难的恒心和信心，牵引学生步步登高，充分激发其创造创新的激情，进而提高自主设计和创造能力。学生通过在机器人实践基地的锻炼，已经形成了“不将就，要讲究”的做事原则，以及“注重细节，精益求精”的做事态度，为后续投身于创业活动打下良好的基础。这些吃苦耐劳的精神、个人的综合素质都是创业者素质的重要构成。2．3．3多年创业实践验证互促模式。实践是检验真理的唯一标准。从机器人实践教育模式培养出来的一些创业者对此深感感触。北京极智嘉科技公司联合创始人陈曦，认为在社团让他对机器人产生了更加浓厚的兴趣，机器人竞赛的经历为之后的创业打下了坚实的基础。深圳奇诺动力科技有限公司创始人梁哲认为在机器人队最大的收获，一是可以将兴趣深化为专业;二是提高团队合作能力，在共同完成任务的过程中，收获友情，提高能力。北京因时科技公司创始人蔡颖鹏认为，机器人大赛除了让个人技术得到提升，最重要的是结识了一帮志同道合的朋友，建立了足以支撑创业的信任。

3“机器人－创新创业”实践教育模式发展建议

机器人实践教育对创新创业教育的作用已被理论和实践证明，如何将此教育模式的作用发挥得更好，如何培养更多机器人行业的领军人物，本文提出以下三点建议。

3．1强化四个“面向”，提升“机器人－创新创业”实践

模式的目标和使命感习近平总书记在科学家座谈会上的讲话指出，在激烈的国际竞争面前，在单边主义、保护主义上升的大背景下，我们必须走出适合国情的创新路子，特别是要把原始创新能力提升摆在更加突出的位置，努力实现更多“从0到1”的突破。作为机器人科技工作者和创新创业教育者，必须有更强的使命感，肩负起历史责任，将“机器人－创新创业”教育与四个“面向”结合起来:坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康。只有这样，才能让机器人的发展具有更大的想象空间、更高的发展目标、更强劲的使命感。

3．2发挥创新创业教育新动能，利用校企平台深化协同育人合作内涵

将创新创业教育引导学生关注社会、关心他人的利他精神充分发挥，引导学生在机器人实践时关注企业、行业的需求。校企双方可以共建实践孵化平台，企业为学生提供教学与实践相结合的实习平台，学生为其提供优质的创新思维，进而实现校企双赢。也可以针对企业需求，鼓励学生自行组队，在老师的指导下形成解决方案，从而解决实际问题，积累项目经验、实践经验、创业意识。

3．3组建双轨道教师团队，提高培育创业能力

机器人涉及多种关键技术，要求老师在机械制造、自动化等多个领域有所造诣。单纯地采用某个专业的任课老师进行授课难以对机器人技术讲解融会贯通，尤其是利用创新创业教育的特点和优势方面指导能力不足。加强“双导师”队伍的建设，鼓励校内教师前往企业进行专业技能培训，进驻企业参与具体工程项目以及进行挂职锻炼等，邀请企业资深员工担任学生的实习导师，从理论研究和实践教育两方面对学生进行高效指导，从而提升教师团队、学生、企业的创新能力及知识融合。

参考文献

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［2］王旭．中国机器人竞赛20年:技术、教育与未来工程师［J］．前沿科学，2020，14(3):66-71．

［3］王旭．以机器人实践基地为平台的大学生创新创业能力培养研究．创新创业理论研究与实践［J］．2020，(16):176-177．

［4］曹江中，戴青云，何家峰，等．产学研背景下工科院校实验教学的改革探索［J］．实验室研究与探索，2011，(6):287-290．

［5］陈曦，张志安，庞兆君，等．机器人实践教学中“教－学－做－赛”四位一体方法研究，教育现代化杂志［J］．2018，(46):134．

作者:邓张升 刘斐怡 刘子琪 王圆慧 李辉单位:北京科技大学创新创业中心 北京科技大学外国语学院 北京科技大学经济管理学院 北京科技大学文法学院