陳德潮

摘 要：《機器人》課程改革，擬面向計算機方向?qū)I(yè)，對相關(guān)《機器人》課程的建設(shè)和改革進行探索和研究。首先，本文討論高校計算機專業(yè)的教學內(nèi)容以及改革的重要性。然后，重點介紹在大學計算機專業(yè)開設(shè)機器人相關(guān)課程的特性。簡要分析大學計算機課程的教學中存在的問題。最后，探討本科計算機專業(yè)的機器人課程改革思路、辦法，并為高校計算機專業(yè)的機器人課程教育，提供一種以提高學生開發(fā)工程能力為目標的教學模式。

關(guān)鍵詞：計算機專業(yè);機器人;課程建設(shè);教育教學改革

當代信息及數(shù)據(jù)豐富的社會中，不同的信息及數(shù)據(jù)對我們的工作以及生活產(chǎn)生巨大的影響[1]。近年來，各大工科院校均開設(shè)計算機方向相關(guān)課程[2]。同時，相關(guān)的教學和教育方式，已經(jīng)經(jīng)歷大量有效和完善的改革。同時，計算機專業(yè)的教育理論以及教育目的，也在發(fā)生不斷的深入和探索[3]。在計算機類專業(yè)課程不斷地進行教育教學的發(fā)展與推進，顯示了我國對計算機類專業(yè)人才的重視和鼓勵[4]。當代社會和高校已全面鼓勵面向計算機方向?qū)嶋H應(yīng)用能力的培養(yǎng)，同時也鼓勵培養(yǎng)學生計算機思維研究能力。例如，高等院校計算機類專業(yè)學位碩士項目大規(guī)模招收和培養(yǎng)全日制碩士研究生[5]。

一、大學機器人相關(guān)課程及重要性

（一）大學機器人教學課程

大學計算機專業(yè)的機器人教學內(nèi)容，一般包含三個方面的內(nèi)容。首先是理論方面的內(nèi)容。第二個方面的內(nèi)容是其他機器人有關(guān)涉及技術(shù)。第三個方面就是機器人開發(fā)實踐。為使開發(fā)實踐的教學，既能滿足教學培養(yǎng)計劃的要求，同時又能與科研實踐相結(jié)合，機器人相關(guān)的課程可以通過借助，V-REP虛擬機器人開發(fā)軟件和MATLAB編程開發(fā)工具，進行聯(lián)動式的課程實驗。同學們可進行機器人的運動控制、路徑規(guī)劃等開發(fā)實踐;運動控制和系統(tǒng)部署虛擬實現(xiàn)等，以不斷對機器人相關(guān)課程的基本理論理解和應(yīng)用?？傊叩仍盒Ｖ杏嬎銠C相關(guān)基礎(chǔ)知識課程是必不可少的，其中機器人學課程對于培養(yǎng)計算機類專業(yè)學生的計算思維也是非常必要的。

（二）機器人課程改革探索重要性

本機器人教學改革課程，一方面，大學計算機專業(yè)的學生，可以通過在課余的時間，進行合理有效的自學、預(yù)習和復(fù)習。另一方面，本機器人教學改革課程，可以打破板書授課的死板形式，讓同學們學會獨立思考，例如編程時遇到相關(guān)漏洞或者問題時，可以結(jié)合機器人實際工作原理，進行有針對性的解決。此外，在機器人課程的教學課堂上，需要使用現(xiàn)代計算機專業(yè)的技術(shù)，讓同學們的課堂氛圍生動有趣，同時學習內(nèi)容也易于理解。

二、計算機專業(yè)特征

為計算機專業(yè)學科培養(yǎng)先進機器人技術(shù)的高等教育計算機專業(yè)類基礎(chǔ)課程是非常重要的。一方面，高等學習計算機類專業(yè)對機器人相關(guān)課程的定位就是基礎(chǔ)課程。換句話說，機器人相關(guān)課程與數(shù)學、物理等課程具有相同地位。由于是基礎(chǔ)性課程，那么機器人相關(guān)課程的教學方法，就可以仿照數(shù)學和物理的基礎(chǔ)課程一樣，傳授本新興學科的基礎(chǔ)性知識點。另一方面，對于教程方面，高等院校的計算機專業(yè)的機器人教程，名稱各不相同，例如有入門、文化等等，它們都被視為計算機類專業(yè)的基本授課教材。

三、機器人課程教學改革

隨著機器人以及計算機等設(shè)備應(yīng)用越來越普及，工作和生活對機器人及計算機技術(shù)水平的要求也越來越高。機器人課程教學研究，計算思維或者說編程解決實際問題的思維培養(yǎng)是非常重要的。從計算機專業(yè)的計算思維培養(yǎng)的角度，相關(guān)機器人課程教學改革是需要的。例如，現(xiàn)今的機器人課程大多只簡單介紹幾個經(jīng)典案例，現(xiàn)有的基于實際應(yīng)用的研究成果是將一些機器人直接應(yīng)用上述理想狀態(tài)下的無干擾神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，或者借助于預(yù)先獲知的、已有的機器人系統(tǒng)標稱參數(shù)值，但是對于真實機器人模型來說，對于機器人在受到外部時變干擾和內(nèi)部系統(tǒng)不確定性下的復(fù)雜運動控制問題，如何有效地為其設(shè)計一個魯棒遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并進行系統(tǒng)的理論分析和性能驗證評估，是一個極具前沿性、挑戰(zhàn)性和創(chuàng)新性的教學研究方向。為了能有效地求解機器人復(fù)雜運動控制問題，設(shè)計出同時具有外部時變干擾和內(nèi)部系統(tǒng)不確定性抑制能力的魯棒遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型或?qū)⒕哂兄匾睦碚摷肮こ虒嵺`意義和較廣泛的應(yīng)用前景，也可同時有效地驗證機器人引用解決方案。

四、結(jié)語

本機器人課程改革探索，擬對人工智能背景下，面向高校計算機類專業(yè)學生的機器人及其相關(guān)課程建設(shè)和改革進行了探索與研究。首先，更新了傳統(tǒng)的計算機類專業(yè)基礎(chǔ)教育理念方法，使得該機器人課程符合計算機類專業(yè)學生的專業(yè)特點和培養(yǎng)計劃;其次，完善了在人工智能背景下的機器人課程專業(yè)知識體系;最后，提出了機器人教學模式改革探索路線。

參考文獻：

[1]郝桂英.關(guān)于計算機程序設(shè)計語言課程教學的探索[J].教育與職業(yè)，2007，（17）：43-46.

[2]張玫.項目教學法在機器人技術(shù)實訓課程中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索，2010，29（9）：89-91.

[3]王詠梅，葛建宏，王炳謙.機器人創(chuàng)新開放實驗室建設(shè)[J].實驗室研究與探索，2009，28（11）：4-5，33.

[4]董聚敏，劉永強.以機器人教育為平臺培養(yǎng)大學生創(chuàng)新意識和能力[J].實驗室研究與探索，2011，30（9）：243-244，320.

[5]萬佑紅，蔣國平.機器人教育與大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的探索[J].電氣電子教學學報，2005，27（4）：6-8.

項目：本文受全國高等院校計算機基礎(chǔ)教育研究會計算機基礎(chǔ)教育教學研究項目（2020-AFCEC-193）支持

作者簡介：陳德潮（1990—），男，漢族，廣東云浮人，博士，副研究員，研究方向：機器人控制、人工智能。