机器人竞赛驱动学生培养机制改革的研究
陶大鹏普园媛赵征鹏王一荃
［摘要］针对目前大学生创新创业能力总体偏低，无法结合专业知识提升自身创新创业能力的问题，云南大学信息学院在新工科建设背景下，以本科生课程“机器人学导论”为例，探索并实践了“项目—竞赛—实践”三位一体的创新创业能力培养新机制。云南大学信息学院以产学研用为目标，在教学过程中引入全国大学生机器人大赛内容，加强了学科融合；引入贴合实际工程应用的实践操作及实验室软硬件设施，激发了学生的创新意识。通过分析课程改革实施以来取得的成效，充分说明了信息学院改革模式的有效性，在培养具备深厚理论知识、高水平技术技能和创新创业意识的复合型人才中发挥了重要作用，也为相关课程的改革提供了新的思路。
［关键词］创新创业能力；机器人竞赛；人才培养；教学模式改革
［基金项目］2021年度云南省高等教育教学成果培育项目“产教融合助力机器人竞赛的学生创新创业能力培养机制探索及实践”；2021年度云南大学教育教学改革研究重点项目“产教融合助力学科竞赛的学生创新创业能力培养机制探索及实践”；2021年度云南省研究生导师团队建设项目“机器人与智能系统博士生导师团队”；2020年度教育部新工科研究与实践项目“面向新工科的信号与信息系统系列课程改革”（E-DZY
［中图分类号］G642.0［文献标识码］A［文章编号］1674-9324（2023）22-0022-04［收稿日期］2022-07-13
学生创新创业能力是国家经济建设、科技进步和社会发展的重要因素。2018年4月，教育部印发了《高等学校人工智能创新行动计划》；2021年9月，国务院办公厅印发了《关于进一步支持大学生创新创业的指导意见》；2019年云南省政府工作报告指出，抢抓数字经济机遇，全力建设“数字云南”。积极、有序、稳妥推进“数字云南”建设［1］。由此可见，国家和云南省对大学生创新创业的支持力度逐年增加，创新创业将成为时代发展的必然要求。深化高校创新创业教育改革是国家实施创新驱动发展战略的需要，也是推进高等教育综合改革、提高人才培养质量的重要突破口［2］。然而，在此背景下，大学创新创业能力的不足在许多方面弊端初显，以至于影响了学校乃至社会创新创业能力的进一步提升。
国内外名校都在探索提高大学生工程实践和创新创业能力的方法。美国要求培养计划密切联系国民经济发展和社会发展需求；德国采取“双元制”模式，学校和企业各为一元，促使学生的专业理论和职业实践有机对接。我国清华大学发挥校企双导师和多学科导师组的效用，取得了明显的成效；深圳大学实施了“竞赛驱动、科研引领”的机械类创新拔尖人才培养模式，提出了“三体融合、四阶递进”的培养方案，凝练了创新拔尖人才［2-3］。然而，目前我国大学生创新人才培养方案依旧处于探索阶段，很难满足高等院校培养创新型高层次科研工作者和工程技术工作者的需求。
本文以云南大学本科生“机器人学导论”课程为例，以RoboMaster（RM）机器人比赛为载体，以产学研用为目标，提出学生创新创业能力培养的新模式，旨在建立课程理论与实践之间的联系，充分挖掘和锻炼大学生的创新创业能力。新模式通过引入竞赛，革新传统课堂内容和教学手段。竞赛作为实践活动的特殊形式，不仅可以增强学生的学习能力，同时也可以成为专业课程学习效果测评的新手段。
一、传统培养模式的弊端
传统培养模式中，教师的教学内容、教学能力和教学水平等因素决定了教学质量，学生的听课程度决定了其知识掌握的效果［4］。然而，大部分课程教学是教师按照教学大纲讲述知识，忽略了知识与实践结合的关系，限制了学生能力的提升。从教学情况和结果反馈看，传统培养模式存在以下几方面问题。
（一）培养模式落后
传统的培养模式多为课堂教学，大多数是学生和授课教师之间的互动，缺乏与科研团队或实验室的结合［5］。单一的教师指导有难以避免的问题，即缺乏完善的平台和系统引导，学生的学习紧迫感不强、学习动力不足。此外，由于受教学经费等影响，培养模式中前沿知识更新慢，实验内容长时间得不到更新与补充，教学仪器逐渐满足不了教学需求，学生在课堂上学习的理论知识难以在实验课程中得到验证。
（二）应用教学薄弱
传统教学过程中，培养模式与应用场景联系不紧密，学生解决问题的思路不清晰、创新性较弱，难以激发学生对专业知识的学习兴趣。此外，传统培养模式缺少将课堂教学和课外竞赛相结合的成功案例，难以为培养学生提供深入研究、思考和实践的参考［6］。在实验教学过程中，传统教学无法根据每个学生的专业特长设计个性化培養方案，而且实验室的设备有限，极大限制了学生实践与创新能力的提升［7］。
（三）实践培养不足
传统培养模式并没有将创新落到实处，学生缺乏行业信息的指引，只能泛泛谈创新，不能实践应用。这种培养模式下，学生