機器人學課程教學改革研究

時間:2022-02-26 09:43:36

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機器人學課程教學改革研究

摘要:本本以現(xiàn)今大數(shù)據(jù)應(yīng)用環(huán)境為研究背景,面向計算機應(yīng)用科學類專業(yè)學生為例,針對目前高校中高等教育教學存在的問題,提出如何建設(shè)《機器人學課程的改革思路。通過對《機器人學》課程的發(fā)展情況、研究進展、課程目標以及探索進行剖析,并對教學內(nèi)容、教學手段、考核方法等幾個方面進行分析及總結(jié)《機器人學》課程的建設(shè)情況,并立足新的計算機應(yīng)用與軟件工程類專業(yè)學生的特點,基于大數(shù)據(jù)背景下特征特點建設(shè)新《機器人學》課程,實現(xiàn)與大數(shù)據(jù)、人工智能、機器人以及計算機應(yīng)用等技術(shù)的交叉融合,對大學課程建設(shè)和改革提供引導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù);機器人;計算機科學與技術(shù);課程建設(shè);教育教學改革

1概述

近年來,大數(shù)據(jù)(BigData)一詞被學術(shù)人員以及工程人員提及,乃至成為人們?nèi)粘I钣迷~,人們越來越多地用它來描述和定義信息爆炸時代產(chǎn)生的海量數(shù)大數(shù)據(jù)[1-3]。現(xiàn)今,數(shù)據(jù)正在以驚人的速度膨脹并擴大,它已經(jīng)開始標志著許多事物的未來發(fā)展情況[1-3]。同時,我們也需要認識到數(shù)據(jù)爆炸性增長帶來的隱患。另一方面,在云平臺的發(fā)展趨勢下,大數(shù)據(jù)也吸引了越來越多的關(guān)注[4],[5]。作為人工智能領(lǐng)域的重要分支,機器人技術(shù)及其應(yīng)用已經(jīng)成為人們其中尤為關(guān)注的領(lǐng)域之一[6]。機器人學(Robotics)與機器人設(shè)計、制造和應(yīng)用相關(guān)的科學。機器人學涉及的科目很多,主要內(nèi)容有運動學和動力學、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、運動規(guī)劃和應(yīng)用工程技術(shù)等諸多方面[6]。在大數(shù)據(jù)與人工智能的新浪潮下,傳統(tǒng)的《機器人學》課程設(shè)置可能不一定滿足新時代環(huán)境的人才培養(yǎng)需求。面向大數(shù)據(jù)與人工智能,適合計算機類專業(yè)學生知識結(jié)構(gòu)和能力教育的《機器人學》課程,亟需建設(shè)和開發(fā)。本文在面向“大數(shù)據(jù)”與“人工智能”浪潮背景下,多學科交叉融合特征和計算機應(yīng)用類專業(yè)人才培養(yǎng)在知識、能力與素質(zhì)上的要求,建設(shè)《機器人學》課程,將大數(shù)據(jù)、人工智能等概念和關(guān)鍵技術(shù)、前沿知識融入到《機器人學》課程體系,開拓學生視野,大數(shù)據(jù)等新浪潮下的科學研究能力和工程應(yīng)用能力。

2《機器人學》課程建設(shè)方案

本節(jié)主要介紹在教學內(nèi)容、方法及手段、考核方式等幾方面進行的教學改革。本教改擬希望將《機器人學》課程建設(shè)成具有計算機類專業(yè)特色、符合工科學生培養(yǎng)目標的《機器人學》課程。2.1面向計算機類學生培養(yǎng)特色的改革教學內(nèi)容。突出學生實踐能力的培養(yǎng)是計算機類專業(yè)教育重要的特征。加強對計算機類專業(yè)課程的實踐教學研究,有助于教育培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。學生通過課程學會提出問題、分析和解決問題,不斷提高實踐能力和創(chuàng)新能力。另外,在《機器人學》課程實驗中,可以將實驗任務(wù)與課程教學相結(jié)合。2.2改革教學方法,改善教學效果。應(yīng)用線上和線下教育技術(shù),提高學生興趣[5]?!稒C器人學》課程可以建立了課程網(wǎng)站,把教學大綱、課件、實驗、習題及答案等教學相關(guān)材料放在遠程端口,幫助學生課余自學[5]。采用啟發(fā)教學法,培養(yǎng)學生主動性。由于機器人是一門實踐性很強的課程,因此教師鼓勵學生多動手、多調(diào)試,消除學生對課程的擔憂心理,使學生更直觀地理解和掌握知識,激發(fā)學生對新知識和新技術(shù)的求知欲,提高教學質(zhì)量[5]。教學與科研結(jié)合,提高學生創(chuàng)新能力。《機器人學》課程可以積極鼓勵學習能力強的學生申請機器人科研項目、參加大型的機器人比賽[5]。2.3考核方式?!稒C器人學》這門課程,需要修正考核單一化、唯一由期末考試決定最終成績的傳統(tǒng)考核方式??刹捎枚喾N方式手段考核。例如,期末考試和平時作業(yè)、課程設(shè)計、學術(shù)匯報、企業(yè)項目實習等多種方式結(jié)合,期末考試和家庭作業(yè)以考察智能機器人的基本概念和基礎(chǔ)理論知識為主,成績約占總成績的50%,課程設(shè)計,學術(shù)匯報、企業(yè)項目實習等非期末考試,以考察實踐動手和學術(shù)研究能力為重點,包括選題、設(shè)計理念、代碼編寫、發(fā)現(xiàn)問題、小組協(xié)助、學術(shù)展示等考核方式環(huán)節(jié)?!稒C器人學》課程匯報答辯等環(huán)節(jié)、占總成績的50%。2.4輔助教學改革?!稒C器人學》這門課程的建設(shè),要求做到理論教學與動手實踐教學相結(jié)合,線上教學與線下教學相結(jié)合,通過優(yōu)化供給方式,提高教育教學科學化,創(chuàng)新化水平。通過線上線下資源共享方式,一方面?zhèn)魇谥R,一方面也可以為學生終身學習,終身更新知識庫打下良好的基礎(chǔ)。

3結(jié)語

本文對大數(shù)據(jù)與人工智能背景下面向計算機類專業(yè)學生的《機器人學》課程建設(shè)和改革進行了探索與研究,更新了傳統(tǒng)的教育理念和教育教學方式方法,使其符合計算機類專業(yè)學生的專業(yè)特點和培養(yǎng)計劃,教育理念,完善了在大數(shù)據(jù)與人工智能背景下適應(yīng)新行業(yè)和新業(yè)態(tài)的《機器人學》課程專業(yè)知識體系,提出了合適的教育教學模式改革。通過啟發(fā)式的課題線上研討方式,實踐式的課下線下設(shè)計開發(fā)方式,為學生提供多元化的學習空間。對于激發(fā)學生的學習熱情和提升教學質(zhì)量和效果,有著積極推進的作用。

作者:陳德潮 單位:杭州電子科技大學計算機學院