一、“双创”机器人实验班历史沿革
2015年,国务院办公厅深化高等学校创新创业教育改革,提出“深化高等学校创新创业教育改革,是国家实施创新驱动发展战略、促进经济提质增效升级的迫切需要,是推进高等教育综合改革、促进高校毕业生更高质量创业就业的重要举措。”为此, 辽宁省制定出台高校人才培养规划提出:把办学思路真正转到服务地方经济社会发展上来,实现高校人才培养与社会经济发展需要全面对接,满足现代产业体系多样化的人才需求。推进区域教育链、人才链、产业链的有机衔接。在此高校人才培养定位的大背景下,沈阳工学院对人才培养进行了积极探索和尝试。为贯彻落实教育部深化高等学校创新创业教育改革精神,培养学生的创新精神、创业意识和创新创业能力,把创新创业教育与专业教育紧密融合,为建立具有我校特色的创新创业教育体系,我校于2016年10月,在创新创业学院探索创办了首届“双创实验班”。同时,由机械设计制造及其自动化专业骨干教师、电子信息工程专业骨干教师及引进的机电类专业的企业工程技术人员组建了“双创”实验班机器人教学团队,开始了教育教学改革的实践与探索。
二、教学目标
“双创”机器人实验班以“坚持创新创业教育与专业教育深度融合,把将创新创业教育融入人才培养的全过程,培养具有创新创业特质的高素质应用型人才”为教学目标,采用完全的项目驱动教学,根据学生的情况和特长组成项目团队,教学过程强化职业素质的养成教育,为不同专业学生构建了一个学科交叉的教育、训练、孵化平台,并逐步形成一套培养机器人领域具有创新创业特质的应用型人才的教育体系,力争起到示范引领作用。
三、教学理念
“双创”机器人实验班贯彻学院“以人为本、学以致用”的办学理念,本着解放传统教学观念、方法束缚的想法,以机器人试点项目为突破,立足行业人才需求,融合电子信息技术、自动化、机械制造技术于一体的机器人方向,跨学科全力打造学生个性化发展平台。“双创”机器人实验班建立了“六步”(思维训练、项目解析、项目设计、项目制作、成果展示、教学总结)“十周”循环教学模式,在“思考-动手-学习-总结”中,不断提高学生的综合能力素质。
图1 学生参观中科院沈阳那个自动化所
图2 学生为小学生展示跳舞机器人
四、教学方法
应对“创新创业人才培养”,在教学方法改革上,“双创”机器人实验班打破传统教学模式,将递进式的机器人项目与专业教育深度融合,提出“一周一突破、一月一实践、一季一成果”,通过实施完整的机器人制作项目而进行教学活动。结合“西英”教学模式,充分利用实验室资源,让学生自主主动的进行项目讨论、规划和实际操作工作。针对项目方案设计授课内容,项目指导和方案优化讨论课由一到三名老师同时参与,采用“Lecture+Saminer+实践”的先进教学方式授课。教学方法的改革,“双创”机器人实验班 学生的科研思维、创新能力、职业素养得到了显著提高。
图3 学生项目开题
图4 学生项目展示
五、课程体系
“双创”机器人实验班是全新模式的项目学习,以大学生创新创业训练项目、竞赛项目为依托,教学过程中围绕着每一个项目,交叉整合课程内容。建立了基础-加强-提升的递进式课程体系,基础模块由机械传动结构设计-控制器设计-三维建模设计等整合,加强模块由气动驱动设计-机床电气驱动设计-零件精度设计等整合,提升模块以创意机器人项目的研发与制作涉及的知识、技能整合。全面提升学生的科学技术、创新创业能力和素质,培养他们的创新思维与社会实践能力,同时增强实践操作力、同伴协作力与自我想象力。

图5 教师指导机器人实验班学生项目方案设计


图6 机器人实验班学生项目安装调试
六、师资构成
“双创”实验班机器人教学团队是一支高素质专业化的师资团队,有跨学科、跨专业的教师组建而成。团队教师职称结构合理,呈正态分布,其中教授1人,讲师2人,工程师1人。其中,高职称教师比例达25%,四位教师承担主要课程的教学任务。为“双创”机器人实验班的教学提供了强有力的师资保障。

图7 机器人教学团队教师

图8 机器人实验班团队教师与学生在一起
七、学生来源
“双创”机器人实验班学生来自于我校各二级学院各专业,通过报名、笔试、面试等择优录取。对机器人研发与制作感兴趣的不同专业学生,组建了跨学科、跨专业的机器人实验班。在学习与研发项目过程中,达成了专业优势互补,团队意识、协作能力得到快速提升,在各类竞赛中成绩优异,自信心及对机器人的喜爱更加强烈,同时增强了对普及机器人技术的社会责任感。
八、教学条件
创新创业学院为机器人实验班学生建成了多媒体教室,打破教室和实验室之间的壁垒,教室即实训室,将理论教学与实践教学高度统一、融合,实现“理实同步,交互融合”;将学习知识和知识运用结合起来,提高应用型人才培养特色和质量。同时成立了机器人创意工作室,购置了3D打印机、小型加工机床、控制器学习机等实验设备,为学生从事科学技术研究提供了强有力的实践环境支撑。

图9 学生使用3D扫描仪完成作品的优化设计
九、教学成果
“双创”机器人实验班经过将近4年多的教学改革与实践,创新了人才培养模式,突出工程教育理念,努力构建了新型有效的创新课程体系。通过学校的大力支持及团队教师的共同努力,取得了优异的成绩。
机器人教学团队是我校的优秀教学团队,获批省级教学成果三等奖1项、省级教改立项1项、校级教改立项1项、校百门重点课程建设项目1项。教学团队教师每年带领机器人实验班学生成功申报国家级大创项目、省级大创项目、校级大创项目多项。机器人实验班学生通过创意机器人项目的研发与制作,参加国家级、省级各类竞赛,获国家级一等奖2项、省级一等奖9项、特等奖3项。学生发表科技论文8篇、授权的实用新型专利6项。
已毕业的机器人实验班学生大多数在企业和公司非标设计岗从事非标设计工作,受到用人单位的认可。


图10 学生参加各类大创竞赛

图10 学生参赛


图11 学生撰写并已授权的部分专利


图12 学生参加各类竞赛部分获奖证书
十、未来展望
“双创”机器人实验班在高素质应用型人才培养上逐步形成了“六步十周”教学法的创新人才培养特色,探索出了成果导向、个性施教、融入专业、强化创新实践为特征的机器人创新人才培养新路径。
未来,机器人实验班在现有创新能力培养基础上,进一步加强创业意识的培养,向推广机器人技术、开展机器人培训教育进行改革与实践。如慧鱼、无人机、机甲大师等教育机器人培训,培养学生不但能自主创新还能自主创业的高素质应用型人才,力争与社会经济发展需求全面对接。