論文摘要：介紹了機器人競賽的基本情況以及機器人競賽的特點，結合機電專業的特色，從政策的支援、教師的努力、結合其他教學環節和學生的分工協作等方面，提出了以機器人競賽為平臺，探索一條適合機電專業學生創新能力培養的新途徑，經實踐取得了良好的效果。
論文關鍵詞：機器人；機電專業；創新；競賽
國家教育“十二五”規劃和國家中長期教育改革發展綱要中明確指出，高等教育承擔著培養高階專門人才、發展科學技術文化、促進社會主義現代化建設的重大任務。提高人才培養質量乃是高校工作的中心任務，而只有通過不斷深化教學改革才能有效提高人才培養的質量。
適應國家和社會發展需要，遵循教育規律和人才成長規律，創新教育教學方法，探索多種培養方式，形成各類人才輩出、拔尖創新人才不斷湧現的局面，是未來教學改革的主要方向。機器人作為典型的機電一體化系統，成為機械電子工程專業學生常見的教學和實驗物件。而機器人競賽具有能夠激發學生的好奇心、營造獨立思考、自由探索、勇於創新的良好環境及培養學生的興趣愛好等特點，正越來越多地被廣大高校所重視。本文以機器人競賽為平臺，探索出一條培養機電專業創新能力的新途徑。
一、機器人競賽介紹
2001年6月21日中國自動化學會機器人競賽工作委員會成立標誌著我國機器人競賽事業進入了一個新的階段。通過機器人比賽和技術研討，除了增強參賽者的創新能力外，也為推動和促進機器人與自動化技術的發展與創新，為我國的快速持續發展貢獻力量。國內的機器人競賽很多，影響力比較大的主要有兩個，一個是以由中國自動化學會機器人競賽工作委員會、RoboCup中國委員會等組織的一年一度的“中國機器人大賽”，另一個是由中央電視臺組織的一年一度的“Robocop機器人大賽”。省級機器人競賽中影響力較大的屬江蘇省教育廳支援、江蘇省自動化學會組織的江蘇省大學生機器人大賽，距今已舉辦4次。大學生機器人大賽設立的比賽專案已達數十項，包括RoboCup足球機器人比賽、RoboCup救援組比賽、RoboCup家庭組比賽、FIRA足球機器人比賽、空中機器人比賽、水中機器人比賽、舞蹈機器人比賽、雙足競步機器人比賽、機器人遊中國比賽、機器人創新設計等。隨著比賽專案的逐年豐富，越來越多的高校都投入到機器人大賽中來。
二、機電專業的創新能力培養
機械電子工程專業俗稱機電一體化，是機械工程與自動化的一種，也是最有前途的一個方向。機械電子工程專業包括基礎理論知識和機械設計製造方法、計算機軟硬體應用能力，能承擔各類機電產品和系統的設計、製造、試驗、開發工作。這個專業的特色就是強調機械動手能力與機電控制能力相結合，側重於機電控制和數控維修。以數控所需各種能力為主線，突出機電控制的專業核心地位，培養會設計、能程式設計、具有較強的機電裝置操作、除錯、維修、維護等實際操作技能的技術工程師和職教師資。
針對機電專業的特色不難看出，要想培養學生的創新能力就離不開動手能力的培養和實際操作能力的訓練。而機器人競賽作為機電專業創新能力培養的平臺是非常合適的，這也正是機器人競賽舉辦的初衷。下面以淮海工學院機械工程學院為例來探討如何以機器人競賽為平臺實現對機電專業創新能力的培養。
1.政策的支援
一直以來，學校和學院對機器人競賽都非常支援，淮海工學院為此專門制定了相關的獎勵措施，對舉辦機器人競賽也都大力支援並積極組織參與。機械工程學院為了支援機器人競賽，設立了機器人創新活動室，還配備了電腦，購買了實驗工具以及器材，專為機電專業的同學們使用。對能夠獲得獎項的參賽同學除了頒發特殊獎學金外，還獎勵一定的選修學分，這些都促使很多學生參與到機器人競賽當中。與此同時，機器人創新活動都安排有經驗豐富的教師，對於能夠獲獎的給予適當獎勵，也激勵著許多老師從事機器人的教學和競賽工作。學校和學院對於機器人活動室的同學在申請創新專案上也有一定的政策傾斜。近年來活動室先後有兩個江蘇省大學生實驗室創新專案，三個校大學生實驗室創新專案被批准，直接參與的學生達20多人，在專案中有兩個機器人蔘加2011年江蘇省大學生機器人大賽，在機器人遊中國專案和機器人創新設計專案分獲二、三等獎。好的政策支援是培養學生創新能力的重要基礎。
2.教師的努力
教師在培養學生創新能力方面的作用是不可或缺的。沒有教師的努力，學生創新能力的培養就是一句空話。由於大學生還正處在學習階段，知識結構尚不完善，加之學校一般又都沒有專門針對機器人的系統的訓練計劃，大多數機電專業學生對於機器人知識體系的理解比較片面，尤其是低年級同學，參加機器人競賽的過程很多時候都還是一個摸著石頭過河的過程。這就需要指導教師抽出時間系統培訓和引導學生。告訴學生應該看什麼專業書籍、學習什麼設計軟體等等。這對學生快速建立起對機器人的系統認識、更深入地瞭解機器人起著非常重要的作用。
韓愈曾說過：“千里馬常有而伯樂不常有。”積極參與機器人活動的同學是很多的。作為指導教師應該發掘那些有科技創新能力或有潛質的同學，並鼓勵他們積極地參與機器人競賽。教師在平時的教學中，要留心尋找那些基礎好、創新能力強的同學，支援他們到大學生創新活動室學習和工作，為將來各種競賽儲備人才。待競賽時再從這些同學中挑選表現突出的同學參賽。實踐證明，好的開始是成功的一半。
3.結合其他教學環節
現階段，我國還沒有專門設定機器人的專業，只有機電專業與機器人的關係最接近。但機電專業關於機器人方面的課程還是太少。所以淮海工學院有針對性地在專業課程的教授過程中加入機器人相關技術。 增加機器人技術課程，開設了“機器人技術基礎”課程，又增加了“機器人控制技術”、“特種機器人”等選修課程，目的是希望增加學生對機器人技術的認識，提高他們學習機器人知識的`興趣。在其他專業課中多引入機器人案例。例如在“機電一體化設計”課程中刪掉了部分數控機床的內容，增加了機器人的教學案例。在“機械設計”中增加了關於機器人方面的結構分析案例。這樣，就可以將機器人的機械、控制、感測器、電機等部分分別對應到相關課程，學生對機器人會有一個系統的認識。將競賽機器人引入課程設計和畢業設計。針對高年級學生的“控制技術課程設計”、“機電系統課程設計”和畢業設計，將競賽機器人作為課程設計和畢業設計的任務分配給學生，課程設計做相對成熟的內容，而畢業設計就可以結合競賽來實施。通過其他的教學環節來支撐機器人教學能夠取得較好的效果，學生也感到學習的針對性和趣味性增加了。
4.學生的分工協作
機器人作為一個複雜的機電系統，不是一個人所能完成的。所以團隊的合作、個人的不同分工是非常重要的。對於大學生們來講，知識結構、自學能力、工程實踐、團隊分工與協作是相輔相成的，他們需要在競賽過程中不遺餘力地完善自己的知識結構，提高和培養自學能力、工程實踐、團隊分工與協作能力。機電一體化是以機械學科為基礎，融合了電子、計算機等學科的交叉學科，這就要求機電專業的學生所學的專業知識較多。在有限的時間裡每個專業課都要學精那是不可能的，每個同學只能在一個或兩個領域裡有所深入。對於機器人競賽而言，這就要求同學們有不同的側重點，比如有些同學把重點放在機器人機構的設計和製作上，有些同學就以控制系統電路設計作為自己的主攻方向，還有程式設計能力強的同學主要負責演算法和程式的設計。這樣每個同學都會得到深入的鍛鍊，再通過同學們的相互交流、取長補短，同學們的創新能力就會有質的飛躍。
三、實踐創新能力培養
通過參加機器人競賽提高和鍛鍊了學生理論與實踐相結合的能力、動手能力和自主創新能力。每年舉行的各種機器人大賽為機電專業大學生在基本理論與實踐相結合、實際動手能力、創新設計等方面提供了良好的平臺。在當前注重學生綜合能力的形勢下，該平臺的建設對學生們參加機器人競賽和機器人、機電一體化系統創新設計、教學科研以及鍛鍊和提高學生們的創新能力都具有非常重要的意義。通過機器人競賽前的培訓和演練以及競賽過程鍛鍊和提高參賽隊員機電一體化系統的軟硬體創新設計能力，從機器人競賽平臺的機械本體結構設計、感測檢測技術與方法、自動控制理論與方法以及計算機程式設計技術等多方面都得到了很好的鍛鍊。淮海工學院機械工程學院一直以來都重視大學生參加機器人競賽，在歷屆江蘇省大學生機器人大賽獲得“機器人遊江蘇”專案二、三等獎及“機器人遊中國”專案二等獎、“機器人創新設計”專案三等獎，取得了豐碩的成果。
四、結束語
新的形勢下，高等院校如何實現可持續發展關鍵在於是否能夠培養出高素質的創新人才，而機器人競賽則是培養學生創新精神和動手能力的最佳平臺。參加機器人競賽可以激發學生的興趣與愛好，有利於提高學生自主學習的主動性、科研動手創新能力、團隊協作能力以及就業競爭能力。藉助機器人競賽這個平臺，教師可以改進教學方法，提高教學質量，促進教學體系的不斷完善。
藉助機器人競賽的平臺，在提高學生創新能力方面作出了積極嘗試，並取得了良好的效果。若要想取得更好的成績，需要學校進一步在政策和資金上加大投入力度，完善教師的激勵機制，鼓勵學生儘早參與機器人競賽，夯實專業基礎知識，建立起機器人的科研梯隊，這些都需要堅持不懈的努力。