機(jī)器人學(xué)課程教學(xué)改革研究
時(shí)間:2022-02-26 09:43:36
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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(jì)算機(jī)應(yīng)用科學(xué)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生為例,針對(duì)目前高校中高等教育教學(xué)存在的問(wèn)題,提出如何建設(shè)《機(jī)器人學(xué)》課程的改革思路。通過(guò)對(duì)《機(jī)器人學(xué)》課程的發(fā)展情況、研究進(jìn)展、課程目標(biāo)以及探索進(jìn)行剖析,并對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、考核方法等幾個(gè)方面進(jìn)行分析及總結(jié)《機(jī)器人學(xué)》課程的建設(shè)情況,并立足新的計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的特點(diǎn),基于大數(shù)據(jù)背景下特征特點(diǎn)建設(shè)新《機(jī)器人學(xué)》課程,實(shí)現(xiàn)與大數(shù)據(jù)、人工智能、機(jī)器人以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等技術(shù)的交叉融合,對(duì)大學(xué)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(jī)器人;計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù);課程建設(shè);教育教學(xué)改革
1概述
近年來(lái),大數(shù)據(jù)(BigData)一詞被學(xué)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?cè)絹?lái)越多地用它來(lái)描述和定義信息爆炸時(shí)代產(chǎn)生的海量數(shù)大數(shù)據(jù)[1-3]?,F(xiàn)今,數(shù)據(jù)正在以驚人的速度膨脹并擴(kuò)大,它已經(jīng)開(kāi)始標(biāo)志著許多事物的未來(lái)發(fā)展情況[1-3]。同時(shí),我們也需要認(rèn)識(shí)到數(shù)據(jù)爆炸性增長(zhǎng)帶來(lái)的隱患。另一方面,在云平臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)下,大數(shù)據(jù)也吸引了越來(lái)越多的關(guān)注[4],[5]。作為人工智能領(lǐng)域的重要分支,機(jī)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(jī)器人學(xué)(Robotics)與機(jī)器人設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用相關(guān)的科學(xué)。機(jī)器人學(xué)涉及的科目很多,主要內(nèi)容有運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、傳感技術(shù)、控制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)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(jī)器人學(xué)》課程設(shè)置可能不一定滿足新時(shí)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(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)和能力教育的《機(jī)器人學(xué)》課程,亟需建設(shè)和開(kāi)發(fā)。本文在面向“大數(shù)據(jù)”與“人工智能”浪潮背景下,多學(xué)科交叉融合特征和計(jì)算機(jī)應(yīng)用類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)在知識(shí)、能力與素質(zhì)上的要求,建設(shè)《機(jī)器人學(xué)》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(shí)融入到《機(jī)器人學(xué)》課程體系,開(kāi)拓學(xué)生視野,大數(shù)據(jù)等新浪潮下的科學(xué)研究能力和工程應(yīng)用能力。
2《機(jī)器人學(xué)》課程建設(shè)方案
本節(jié)主要介紹在教學(xué)內(nèi)容、方法及手段、考核方式等幾方面進(jìn)行的教學(xué)改革。本教改擬希望將《機(jī)器人學(xué)》課程建設(shè)成具有計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)特色、符合工科學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的《機(jī)器人學(xué)》課程。2.1面向計(jì)算機(jī)類(lèi)學(xué)生培養(yǎng)特色的改革教學(xué)內(nèi)容。突出學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)是計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教育重要的特征。加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)研究,有助于教育培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。學(xué)生通過(guò)課程學(xué)會(huì)提出問(wèn)題、分析和解決問(wèn)題,不斷提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。另外,在《機(jī)器人學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)中,可以將實(shí)驗(yàn)任務(wù)與課程教學(xué)相結(jié)合。2.2改革教學(xué)方法,改善教學(xué)效果。應(yīng)用線上和線下教育技術(shù),提高學(xué)生興趣[5]?!稒C(jī)器人學(xué)》課程可以建立了課程網(wǎng)站,把教學(xué)大綱、課件、實(shí)驗(yàn)、習(xí)題及答案等教學(xué)相關(guān)材料放在遠(yuǎn)程端口,幫助學(xué)生課余自學(xué)[5]。采用啟發(fā)教學(xué)法,培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)性。由于機(jī)器人是一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的課程,因此教師鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手、多調(diào)試,消除學(xué)生對(duì)課程的擔(dān)憂心理,使學(xué)生更直觀地理解和掌握知識(shí),激發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)和新技術(shù)的求知欲,提高教學(xué)質(zhì)量[5]。教學(xué)與科研結(jié)合,提高學(xué)生創(chuàng)新能力?!稒C(jī)器人學(xué)》課程可以積極鼓勵(lì)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生申請(qǐng)機(jī)器人科研項(xiàng)目、參加大型的機(jī)器人比賽[5]。2.3考核方式?!稒C(jī)器人學(xué)》這門(mén)課程,需要修正考核單一化、唯一由期末考試決定最終成績(jī)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(shí)作業(yè)、課程設(shè)計(jì)、學(xué)術(shù)匯報(bào)、企業(yè)項(xiàng)目實(shí)習(xí)等多種方式結(jié)合,期末考試和家庭作業(yè)以考察智能機(jī)器人的基本概念和基礎(chǔ)理論知識(shí)為主,成績(jī)約占總成績(jī)的50%,課程設(shè)計(jì),學(xué)術(shù)匯報(bào)、企業(yè)項(xiàng)目實(shí)習(xí)等非期末考試,以考察實(shí)踐動(dòng)手和學(xué)術(shù)研究能力為重點(diǎn),包括選題、設(shè)計(jì)理念、代碼編寫(xiě)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、小組協(xié)助、學(xué)術(shù)展示等考核方式環(huán)節(jié)?!稒C(jī)器人學(xué)》課程匯報(bào)答辯等環(huán)節(jié)、占總成績(jī)的50%。2.4輔助教學(xué)改革。《機(jī)器人學(xué)》這門(mén)課程的建設(shè),要求做到理論教學(xué)與動(dòng)手實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合,線上教學(xué)與線下教學(xué)相結(jié)合,通過(guò)優(yōu)化供給方式,提高教育教學(xué)科學(xué)化,創(chuàng)新化水平。通過(guò)線上線下資源共享方式,一方面?zhèn)魇谥R(shí),一方面也可以為學(xué)生終身學(xué)習(xí),終身更新知識(shí)庫(kù)打下良好的基礎(chǔ)。
3結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)大數(shù)據(jù)與人工智能背景下面向計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的《機(jī)器人學(xué)》課程建設(shè)和改革進(jìn)行了探索與研究,更新了傳統(tǒng)的教育理念和教育教學(xué)方式方法,使其符合計(jì)算機(jī)類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和培養(yǎng)計(jì)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(jī)器人學(xué)》課程專(zhuān)業(yè)知識(shí)體系,提出了合適的教育教學(xué)模式改革。通過(guò)啟發(fā)式的課題線上研討方式,實(shí)踐式的課下線下設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)方式,為學(xué)生提供多元化的學(xué)習(xí)空間。對(duì)于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和提升教學(xué)質(zhì)量和效果,有著積極推進(jìn)的作用。
作者:陳德潮 單位:杭州電子科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院