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特种机器人技术研究中心

 

北京理工大学机电学院特种机器人技术研究中心成立于2005年,主要进行军用机器人、工业机器人、机电伺服控制技术、机电设备测试技术、传感探测技术和机电产品创新设计等的研发工作,在国内享有很高的知名度和影响力。自成立以来,该中心在罗庆生教授、韩宝玲教授的带领下,始终高举教书育人、创新育人的大旗,始终坚持科研促创新、创新促科研的理念,始终扮演高新技术探索者、科研攻关冲锋队、创新项目孵化器的角色,使整个团队成为了一支充满创新精神、创新意识、创新才智、创新能量的标兵集体。

近年来,该中心结合相关方面的实际需求,设计并研制了包括仿生六足机器人、反恐防暴机器人、特种搜救机器人、新型轮腿机器人等在内的多款军用机器人,以及高速智能码垛机器人、高精度、多用途焊接机器人等在内的多款工业机器人,这些机器人功能强、性能好,得到了业界人士的普遍赞誉和一致好评。

在带领团队承担高新科技项目攻关的同时,罗庆生教授、韩宝玲教授将教书育人、科研育人、创新育人作为自己责无旁贷的任务,一直将指导本科生开展课外科技创新活动作为自己的份内工作。为使培养出来的学生成为创新型、复合型、通才型人才,在多年的科研、教学实践中,罗庆生教授、韩宝玲教授带领团队探索并实施了书本内外结合、课堂内外结合、校园内外结合、理论实际结合、继承创新结合、动脑动手结合的新型教学模式,并把这一模式贯彻到指导大学生开展课外科技创新活动中去。

一、新型创新教育模式特种机器人技术研究中心在罗庆生教授、韩宝玲教授带领下,积极探索和认真总结,形成了以指导大学生开展课外科技创新活动为主体,辅以短期性、专业性课程教学的新型创新教育模式。在新型创新教学法、创新指导法实施过程中,研究中心紧密结合现有实验设备、重点研究方向、关键技术领域以及教师在研课题,以多领域的科研课题和多学科的科研经验为实施理论教学、实验教学、实践教学提供重要依托和直接帮助。实施过程中,始终坚持“大学生课外科技创新、毕业设计课题、实验室项目”三位一体的结合方式,并提出“以高带低、以硕带本”创新实践理论。团队成员积极指导不同专业、不同年级的大学生开展课外科技创新活动,充分发挥特种机器人研发中心的优势,以研究中心实验设备和工作室为硬件,以团队成员研究经验、实验技能等为软件,软硬结合,为大学生创新能力的培养提供全方位支持。针对具体内容开展综合性、设计性、创新性的设计类实验与设计类实践活动,锻炼和提升学生理论与实践相结合、动脑与动手相结合的能力。

在指导大学生开展课外科技创新活动过程中,团队的教师、研究生们群策群力、因势利导,帮助学生端正“做人、做事、做学问”的态度,帮助学生树立“创新增智、创新成才”的信心,敢于面对创新实践过程中的各种困难,并引导学生将浓厚的学习兴趣转化为生机勃勃的创造力。

二、创新教学法在学校各级领导和广大教师的大力支持下,罗庆生教授、韩宝玲教授带领团队全体成员,积极构建实践教学平台、创立实验基地和综合实验室,在指导大学生开展课外科技创新活动的过程中,有意识、有选择地开设了一些短期性、专业性课程,并在教学观念、教学内容、教学方法以及教学手段方面推陈出新:
1、教学策略

华阳彩票 ①运用正确的认知策略,促进学生创新设计和创新实践能力的增长罗庆生教授、韩宝玲教授利用现有条件,积极创设多样学习情境,利用多种教学方法和实验器具,激发学生积极认知的动因,根据每个教学或实践环节的具体内容,妥善组织认知内容,认真安排认知方法,巧妙利用认知结果,提升学生的学习效果。

②运用合理的互动策略,促进学生创新设计和创新实践能力的增长采用学习小组互动、活动小组互动、设计专题互动等形式,发挥互动行为在培养学生辨析思维能力、强化学生置疑问题能力、发展学生人际交流能力、锻炼学生构思方案能力等方面的强大作用。

③运用科学的反馈策略,促进学生创新设计和创新实践能力的增长运用反馈策略使师生双方依据反馈信息,及时调整教与学的活动,提高教与学的效率。将在教学中、实验中、实践中获取知识的主动权交给学生,增强学生开展综合性、设计性、创新性实践活动的信心和能力。

2、教学方法经过特种机器人技术研究中心全体成员的深入讨论、反复思考和实践探索,形成了以机电学院、宇航学院和机械与车辆工程学院现有实验设备、重点研究方向、关键技术领域、典型机电产品及已建的“计算机辅助创新设计平台”、“创新能力拓展平台”为依托,通过创新思维基本概念和创新综合设计基本理论的讲授以及相关实践活动的开展,在人才培养、能力训练、知识拓展等方面形成一套行之有效教学方法,并在指导思路、教学方法上另辟蹊径,贯彻了自学质疑—导学讨论法和角色体验—活动激励法等新型创新教育方法。在指导大学生开展课外科技创新活动中,特种机器人技术研究中心的老师多次通过让学生做一做、玩一玩、演一演、比一比的活动,将学生带到一种既宽松,又紧张;既快乐,又刺激的学习氛围中,激励了学生的参与意识,调动了学生的主动创新精神。

3、教学模式:

新型创新教育模式包括:

①提倡释疑—解惑模式,引导学生自主阅读、自主学习、自主探索、自主创新;②大力推广合作—交流模式,通过组建学习小组、探索小组、实践小组,鼓励小组同伴协同作战、共同努力,提出问题、制定方案、收集信息、讨论分析、寻找解决创新设计问题的方法与途径;③大力宣传诱导—发现模式,使学生在探究中了解和弄清实际问题的各种关系,从而得到解决问题的答案。

研究中心团队成员通过多年的积极探索和认真总结,构建了“问题→探索→解答→结论→新问题→新探索→新解答→新结论”的新型反馈式、开放式、创新式、实践式教学模式,促使学生在开展课外科技创新过程中多看、多想、多问、多议、多试,使学生从单纯学习者转变成参与者、实施者、促进者,激发了学生学习的自觉性、主动性、参与性、能动性、创新性。特种机器人技术研究中心的全体成员们认为,学生学力、创造力的增长与在指导大学生开展课外科技创新活动中“因学施教”和“因材施教”紧密相联。只有构建起充满创新意识、创新氛围的教学、指导、实践环境,才能使学生更好地激发创新意识、树立创新目标、采用创新方法、培养创新能力。

三、育人成效通过新型教学模式和课外科技创新活动,激发了学生学习的自觉性、主动性、参与性、能动性、创新性;提高了学生的动手能力、分析问题解决问题能力、创新综合设计能力;提升了学生的团队协作,集体攻关的意识能力;培养了学生的科研热情和科研意识,为学生成为科研团队的后备力量,积极投身于今后的科研工作夯实基础。团队成员之间的相互学习,相互促进,相互鼓励,极大的促进了同学的全方位发展,不仅有利于学生的课程学习,更丰富了学生课本之外的实践知识和理论知识。“品学兼优”是创新项目组同学的共同特征。

华阳彩票 参加课外科技创新项目的同学中,80%-90%的同学获得了免试推荐研究生的资格并选择在本校深造;部分同学以优异的成绩考取了清华大学、北京航空航天大学等院校的研究生;选择留学国外的同学更是凭借着参加创新项目的经历、与创新团队一起披荆斩棘奋勇攻关所历练出的能力,得到了国外教师的认可和赞许。

在提高大学生创新能力的同时,中心的新型创新培养教育方式同样锻炼了研究生的科研组织协调能力,在不断的互动中形成有效的良性循环,形成了本硕博环环相扣的新型科研队伍。在不断促进大学生创新能力提升的道路上,该创新团队大踏步地走在我校科技创新团队的前列,为形成具有北京理工大学特色的创新型、复合型、通才型人才培养新模式作出贡献。

四、成果显著北京理工大学特种机器人技术研究中心的这种教学与科研紧密结合、相互促进的做法对培养大学生创新能力的作用十分明显、效果十分突出。近年来,特种机器人技术研究中心的课外科技创新实践活动方面取得的成果部分如下:

2007年6月-2008年10月,罗庆生教授、韩宝玲教授指导“教育部大学生创新性实验计划项目”“新型反恐防暴机器人”。该项目在2008年10月于长沙中南大学举行的首届全国大学生创新论坛中荣获“我最喜爱的10件作品”称号,且排名第一;2008年5月-2009年10月,指导“教育部大学生创新性实验计划项目”“特种搜救机器人”。该项目在2009年10月于江苏南京东南大学举办的第二届全国大学生创新论坛中再次荣获“我最喜爱的10件作品”称号;2009年5月,指导项目“新型反恐防暴机器人”参加在北京举办的“全国科技周开幕式”,该项目受到国务委员刘延东、科技部长万钢等领导同志的高度评价,在国内引起极大反响;2009年5月-2010年9月,指导“教育部大学生创新性实验计划项目”“新型轮腿式机器人”。2010年9月,罗庆生教授率领我校两个作品组和两个论文组参加在大连理工大学举办的第三届全国大学生创新论坛,两个作品均获得“我最喜爱的10件作品”称号;其中“新型轮腿式机器人”在“我最喜爱的10件作品”排名第五;2009年11月,指导项目“反恐机器人”参加在北京航空航天大学举行的第十一届“挑战杯全国大学生课外学术、科技作品竞赛”,获得全国一等奖,为我校名列该次赛事全国第七名作出了极大贡献;2010年5月,指导项目“特种搜救机器人”参加在北京举办的“全国科技成果展示会”,该项目受到国务委员刘延东、科技部长万钢等领导同志的高度评价,国内主要媒体都做了重点报道;2010年5月,指导的“新型轮腿式机器人”等两个项目均获得“北京理工大学大学生10佳创新项目”称号;2010年10月,我校四件作品参加在江苏南京东南大学举办的第四届全国大学生机械创新设计大赛决赛,四件作品均获得一等奖,总成绩名列全国第一;其中罗庆生教授指导的“边缘救援平台”获一等奖,并得到与会专家、现场观众的一致好评;2010年10月,两个国家级大学生创新性实验项目“新型节肢机器人”和“工业焊接机器臂”在2011年5月学校举办的第八届“世纪杯”科技作品竞赛中均获得一等奖称号。

2011年10月,罗庆生教授为指导教师、机电学院三年级本科生为主要成员、融合了数名其他专业本科生的智能机器人代表队代表我校参加了于哈尔滨工业大学举行的首届“中俄工科大学联盟”大学生机器人创新大赛及展示。“中俄工科大学联盟”由30所中俄两国顶尖的工科院校组成,代表着两国在工科领域的科技实力和办学水平。智能机器人代表队创造了在所参加项目中均获得奖项的好成绩。团队指导的全国大学生创新性实验项目“新型节肢机器人”在大会展示活动中获得“最佳团队奖”,我校代表队获得“最佳组织奖”。我校总获奖数为此次赛事所颁发奖项的四分之一,是所有参赛学校中获得奖项最多的院校。

2011年10月,我校代表队参加在同济大学举办的“第四届全国大学生创新年会”,两个作品均获得论坛“我最喜爱的10件作品”称号;创新团队指导的“新型节肢机器人”一骑绝尘,以绝对领先的得票数夺取十佳中的第一名,再度上演了全国大学生创新论坛上的“北理风暴”。使我校在“我最喜爱的十件作品”称号获奖榜上继续高视阔步,保持了我校在全国大学生创新性实验计划项目中的“霸主”地位。指导学生连续四届参赛,连续四次获奖,为扩大我校的知名度和影响力作出了重大贡献。

上述优异成绩的取得充分体现出北京理工大学特种机器人技术研究中心所探索的创新教育模式和大学生课外科技创新活动教学模式、指导模式的有效性、合理性和可行性,从中我们可以看到在今后开展大学生课外科技创新活动时坚持这些方法和模式所将产生的积极效果和光明前景。

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