冷春濤，武書昆，郝 麗

（上海交通大學 學生創(chuàng)新中心，上海 200240）

自“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”方針實施以來，各高校以及教育管理部門逐步明確了創(chuàng)新型、創(chuàng)業(yè)型人才的需求。為此，國務院辦公廳指出[1]，深化高等學校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，是國家實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、促進經(jīng)濟提質(zhì)增效升級的迫切需要，是推進高等教育綜合改革、促進高校畢業(yè)生更高質(zhì)量創(chuàng)業(yè)就業(yè)的重要舉措。為滿足新時代建設(shè)創(chuàng)新型國家提出的人才需求，各高校不斷進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革思考[2-3]，面對新的環(huán)境，進行探索與實踐[4-7]。

隨著科學技術(shù)的進步、社會的發(fā)展，機器人已經(jīng)深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、服務等各個領(lǐng)域。此外，由于機器人技術(shù)具有高度綜合的交叉創(chuàng)新特性以及產(chǎn)業(yè)活躍度，機器人作為生動的教學與實踐對象，可以最大限度地調(diào)動學生的學習興趣，成為培養(yǎng)大學生協(xié)同創(chuàng)新能力的理想平臺[8-9]。以機器人為教學實訓對象，進行大學生學科競賽平臺建設(shè)[10-11]，以及開展機器人創(chuàng)新實踐教學研究[12-15]等，使得機器人創(chuàng)新實踐平臺在“雙創(chuàng)”教育中的作用顯得尤為重要。

1 機器人創(chuàng)新實踐平臺整體框架設(shè)計

我校根據(jù)當前社會發(fā)展需要，針對高科技人才培養(yǎng)要求，從綜合性的機器人平臺資源、層次化的創(chuàng)新教學體系、立體式的能力培養(yǎng)方法等方面，規(guī)劃建設(shè)了機器人創(chuàng)新實踐平臺（以下簡稱“創(chuàng)新平臺”）。此外，借助多學科交叉特性，針對不同專業(yè)、不同年級的學生，創(chuàng)新平臺采取立體式的綜合能力培養(yǎng)方法，以基礎(chǔ)知識、基本方法、基本技能為開端，注重知識運用、系統(tǒng)設(shè)計、工程技能訓練，最終培養(yǎng)面向社會的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)綜合型人才。

我校創(chuàng)新平臺通過創(chuàng)新實驗室、課程建設(shè)、科創(chuàng)競賽、校企合作等為學生提供專業(yè)指導與訓練，實現(xiàn)學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的目的。此外，將創(chuàng)新平臺中的優(yōu)秀創(chuàng)新項目依托零號灣、產(chǎn)業(yè)園等校外機構(gòu)進行成果孵化，實現(xiàn)學生創(chuàng)業(yè)的目的。機器人創(chuàng)新實踐平臺整體框架設(shè)計如圖1所示。

圖1 機器人創(chuàng)新實踐平臺整體框架設(shè)計

2 機器人創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)

2.1 創(chuàng)新實驗室

在創(chuàng)新實驗室建設(shè)過程中，建立了科創(chuàng)空間、創(chuàng)新工坊等，為學生提供良好的科創(chuàng)環(huán)境，如 C200創(chuàng)新工坊等配置了設(shè)備圖書館，旨在讓我校學生能夠像借閱圖書一樣借用設(shè)備，方便學生的科創(chuàng)活動。設(shè)備圖書館配有各類配件、各類“掌上實驗室”“口袋儀器”等。除了常規(guī)的五金、耗材，還有各種信號發(fā)生器、Arduino入門開發(fā)套件、樹莓派開發(fā)板、SoC開發(fā)板等。學生只要通過dev.si.sjtu.edu.cn網(wǎng)址，使用本校Jaccount賬戶登錄，在線下單，就可以進入設(shè)備圖書館線下倉庫領(lǐng)取所需的儀器設(shè)備及耗材。

學生入駐創(chuàng)新實驗室后，可以自由進入 3D打印服務中心、激光切割中心、軟件中心等，真正將它們打造成為學生的第二課堂，學生只要懷揣合理的創(chuàng)新設(shè)想走進創(chuàng)新實驗室，利用這里所有的資源進行創(chuàng)作，最后就可以捧著自己的作品走出實驗室。

2.2 課程建設(shè)

建立“基礎(chǔ)認知—交叉探究—實踐訓練—競賽提升—創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)）”的階梯式創(chuàng)新課程教學體系（見圖2），重視基礎(chǔ)知識和因材施教，實現(xiàn)課程體系從“理論理解能力”向“反思實踐能力”轉(zhuǎn)變。瞄準當前移動機器人、仿人機器人、工業(yè)機器人等社會前沿科技，突出科技創(chuàng)新課程的核心地位，兼顧專業(yè)能力與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。

（1）基礎(chǔ)認知。以基礎(chǔ)實踐課作為認知階段課程，從機械、電控、傳感、編程等 4方面，以 Arduino、VEX、LabVIEW等為平臺進行教學。

（2）交叉探究。在拓展選修階段，以典型機器人平臺為主，學習移動機器人、機械臂、仿人機器人等內(nèi)容，學生可以在自己感興趣的方向進一步學習。

（3）實踐訓練。在提升階段，主要以企業(yè)課程為主，關(guān)注人工智能、機器學習等方面，讓學生與企業(yè)導師面對面，與社會前沿緊密接觸，獲取實踐能力。

（4）競賽提升。有了以上基礎(chǔ)的沉淀，接下來是競賽階段，讓學生和其他學校的學生一起在同一平臺上進行交流、切磋，不僅了解了別人的水平，同時也清楚了自己在哪些方面存在的不足，通過競賽進一步提高其創(chuàng)新實踐能力。

（5）創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。在校企合作平臺上，通過企業(yè)提出的新方向、新課題，輔以產(chǎn)品開發(fā)訓練及創(chuàng)業(yè)輔導課程，讓學生實現(xiàn)從基礎(chǔ)實踐能力向創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的提升。

圖2 階梯式創(chuàng)新課程教學體系

2.3 科技競賽

堅持以競賽為驅(qū)動的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方式，能夠滿足基礎(chǔ)技能訓練、高級創(chuàng)新競賽、尖端創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)等多層次的訓練要求，讓不同階段、不同專業(yè)的學生得到相應的訓練機會。以項目式管理為基礎(chǔ)，突出成本管理、工程管理等，形成完善的創(chuàng)業(yè)型競賽團隊組織架構(gòu)，實現(xiàn)學生自主化團隊管理，在潛移默化中培養(yǎng)學生領(lǐng)導力、創(chuàng)新力，提升學生團隊合作能力。

1.3.2.1 調(diào)節(jié)飲食 ①保證每日正常早餐;②每日晨起空腹飲水200～300 mL，分2～3次飲用;③每日飲水總量不低于2 000 mL;④每日給予粗纖維蔬菜(青菜、芹菜、韭菜等)250～500 g;⑤每日給予粗糧(糙米、谷物等)1～2種;⑥每日給予水果(香蕉、蘋果、橙子等)1～2種;⑦禁忌食用辛辣、生冷、油炸、油膩等食物。

在層次化競賽平臺上，主要通過基礎(chǔ)、拓展、提升三個層次優(yōu)化機器人競賽教學體系（見圖 3）。在基礎(chǔ)方面，設(shè)置了完整的課程內(nèi)容，包括技術(shù)課（涵蓋機械設(shè)計、電控、視覺等）、競賽工程探究課、賽前輔導課等，并通過以課促賽的方式，為學生提供競賽保障。在課程之外，為了擴大競賽受益面，面向全校各年級學生每年組織多項校內(nèi)競賽，包括區(qū)域競賽、對應全國賽的選拔賽、企業(yè)合作的 Workshop等。通過以賽促教的方式，使學生方便參與各種競賽活動。在拓展方面，從課程及各類校內(nèi)活動中進行各賽隊的新成員招募，充實競賽團隊。在完成日常技術(shù)開發(fā)及訓練后，選拔優(yōu)秀隊員參加各類高級別競賽，如RoboMaster機器人競賽、RoboCup機器人競賽等。在提升方面，通過優(yōu)化團隊建設(shè)，加強組織管理，真正實現(xiàn)創(chuàng)業(yè)化團隊素質(zhì)的培養(yǎng)，同時從競賽團隊中提取各類優(yōu)秀創(chuàng)新項目，在創(chuàng)業(yè)導師的引導下進行科技孵化，最終實現(xiàn)創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化。

2.4 校企合作

深度開展校企合作“雙創(chuàng)”人才培養(yǎng)基地的建設(shè)，依據(jù)“調(diào)查—研究—實踐—再研究”的思路，將企業(yè)文化、工程思維與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思想引入教學，結(jié)合校企聯(lián)合實驗室管理制度和企業(yè)導師制度，從課程育人、項目訓練、實踐基地三方面，形成既分工又合作的多層次校企產(chǎn)學合作模式（見圖4）。

（1）課程育人。為了引入企業(yè)的工程管理、前沿技術(shù)、產(chǎn)品開發(fā)理念，我校與企業(yè)合作開發(fā)課程，并作為學校教務處認可的全校學生的學分課。通過聘請優(yōu)秀的校友企業(yè)導師進課堂，與我校教師合作講授企業(yè)選修課、企業(yè)公開課，讓學生與工程師、企業(yè)家面對面，彌補了大學校園缺少的產(chǎn)業(yè)化實際經(jīng)驗，同時通過舉辦 Workshop和講座，讓學生全方位了解前沿技術(shù)、產(chǎn)業(yè)需求及工程生產(chǎn)管理方法。

圖3 機器人競賽教學體系

圖4 多層次校企產(chǎn)學合作模式

（2）項目訓練。為了進一步讓學生獲得項目訓練機會，我校大學生創(chuàng)新實踐計劃增設(shè)了校企大創(chuàng)項目。由企業(yè)出題，校內(nèi)導師和企業(yè)導師共同指導完成。此外，我校邀請企業(yè)導師參與學生的畢業(yè)設(shè)計和指導，將企業(yè)研究項目需求在校內(nèi)立項，支持品學兼優(yōu)且具有較強科研潛質(zhì)的在校學生開展自主選題并進行企業(yè)項目的科學研究工作。在相關(guān)項目訓練中，強調(diào)選題的科技前沿性、學科交叉性、學術(shù)創(chuàng)新性及社會價值，重視對學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維和創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)。

（3）實踐基地。為了實現(xiàn)學校和企業(yè)的“零距離”，采取參觀體驗、進入實習基地的方式。讓學生在企業(yè)獲得就業(yè)、創(chuàng)業(yè)指導，不僅提高了學生實際工程能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，也增強了職業(yè)素養(yǎng)和就業(yè)能力。此外，與我校“雙創(chuàng)”示范基地建立合作關(guān)系的70多家企業(yè)，均以學生“雙創(chuàng)”能力訓練需求為出發(fā)點，根據(jù)各企業(yè)自身特色，制定具體合作內(nèi)容。在創(chuàng)新平臺上，與華為、大疆、創(chuàng)首等公司積極合作，其主要形式以課程、Workshop、講座、實習、畢業(yè)設(shè)計、課題項目開發(fā)、競賽等，充分發(fā)揮各企業(yè)優(yōu)勢，培養(yǎng)適應社會需求的創(chuàng)新型人才。

3 機器人創(chuàng)新實踐平臺建設(shè)成效

3.1 團隊建設(shè)成效

在“雙創(chuàng)”建設(shè)中，從創(chuàng)新平臺涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的學生團隊，主要包括 VEX機器人賽隊、RoboMaster交龍戰(zhàn)隊、RoboCup足球機器人賽隊等3個團隊，3年累計參與學生達1 000余人。機器人賽隊已不僅是技術(shù)團隊，更是創(chuàng)業(yè)團隊，已形成良性循環(huán)，成為我校最大規(guī)模的學生團隊，也為學校其他競賽團隊樹立了榜樣，并經(jīng)常受邀開設(shè)相關(guān)講座分享經(jīng)驗。競賽團隊采取自主管理模式，通過部門之間明確的分工，緊密的合作和成熟完善的制度，形成一個管理的閉環(huán)，實行有效的學生團隊自我管理、自我運行，達到培養(yǎng)學生創(chuàng)業(yè)能力的目的。除了常規(guī)的技術(shù)部門外，還設(shè)有服務部門，進行項目管理、日常運行、招新及校內(nèi)比賽等活動的組織與宣傳工作。在與企業(yè)的對接中，開展技術(shù)交流、課程培訓等活動，同時設(shè)立商業(yè)部門，負責團隊的財務管理、經(jīng)費募集等，目前已有3個學生團隊進入創(chuàng)業(yè)孵化階段。

3.2 競賽成績

創(chuàng)新平臺自建立以來，從 2017年開始參加各類機器人競賽，取得了良好的成績。榮獲RoboCup2017機器人世界杯小型組世界冠軍、全國大學生機器人大賽RoboMaster2017東部分區(qū)賽季軍及全國賽二等獎、RoboCup2018中國賽小型組冠軍及標準平臺組亞軍、全國大學生機器人大賽 RoboMaster2018中部分區(qū)賽二等獎及全國賽二等獎、2019VEX機器人世錦賽獲世界冠軍、全國大學生機器人大賽RoboMaster2019獲亞軍（特等獎）、2018—2019賽季亞洲公開賽獲最高獎等。

創(chuàng)新平臺的學生不僅作為參賽隊員參加了眾多競賽，也以組織管理人員的身份協(xié)助教師工作，在2017年，成功組織舉辦了第十六屆全國大學生機器人大賽東部分區(qū)賽，來自全國29個高校600多名參賽隊員參加了本次比賽；在 2018年，成功組織舉辦了中國VEX機器人大賽，來自全國各中小學、高校近 300支競賽團隊2 000多名參賽隊員參加了比賽。

3.3 為學校贏得美譽

交龍機器人團隊連續(xù)2次登上央視，參與《我與國旗同框》以及《開學第一課》的拍攝，并2度登上《中國青年報》，獲得了作為最美社團的案例做專題報道，VEX機器人社團也得到《中國日報》（海外版）報道，通過各類活動讓更多人了解了我校機器人團隊（見圖5）。

3.4 學生個人成績

學生榜樣具有強大的影響力和感召力，在學生群中的示范引領(lǐng)作用方面，是一種正能量的感召與傳遞，具有及時性、示范性等特點。學生榜樣來自學生之間，與學生聯(lián)系緊密，影響著周圍的學生。一個“雙創(chuàng)”人才榜樣可以帶動周圍的學生形成良好的學風、校風，形成“雙創(chuàng)”的輻射效應，從而有效地推進創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)項目。機器人團隊中 1名學生被評為我校2017—2018年度人物，1名學生獲評我校2018—2019年度人物候選，在他們的帶領(lǐng)下，機器人賽隊成為我校熱門賽隊，隊員在各類創(chuàng)新競賽中屢獲佳績，數(shù)次獲得全國冠軍、世界冠軍。同時，在賽隊中僅 2019年便涌現(xiàn)出11名國家獎學金獲得者。這些都使得社團在招新季獲得了學生的表睞。

圖5 機器人團隊展風采

3.5 教學資源輻射中小學

我校進一步發(fā)揮大學服務社會的功能，讓教育資源惠及周邊，發(fā)揮高校對基礎(chǔ)教育的輻射作用，促進優(yōu)質(zhì)教育均衡發(fā)展。鑒于以上指導思路，從創(chuàng)新平臺走出的交龍機器人團隊，在自身獲得優(yōu)異成績的同時，不忘反哺社會，團隊成員將自己所學知識、技能為中小學生提供指導和幫助，為來到實驗室參觀的中小學生演示機器人，其中 VEX機器人賽隊、RoboMaster機器人賽隊以及指導教師被邀請至 10多所中小學開設(shè)講座、參加訓練營等，將機器人科技帶入眾多中小學校，讓機器人“雙創(chuàng)”教學資源為更多青少年服務，真正體現(xiàn)了“雙創(chuàng)”示范性。

4 結(jié)語

建設(shè)創(chuàng)新平臺的本質(zhì)在于將具有創(chuàng)新思維的教師和創(chuàng)新潛質(zhì)的學生聚集在一起，讓他們的創(chuàng)新思想互相激發(fā)，形成使學生受益終身的創(chuàng)新能力。同時，它也是學校對外宣傳和形象展示的窗口，輻射到周邊的高校和中小學。創(chuàng)新平臺從實驗室建設(shè)、課程建設(shè)、科技競賽、校企合作等方面，探索了課程教學、科技競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相銜接的創(chuàng)新實踐教學模式，注重學生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才為教學目標，為提高學生創(chuàng)新能力提供了強有力的保障，為學生提供了更多的創(chuàng)新實踐機會，增加了創(chuàng)業(yè)的可能性。