［摘 要］ 推動(dòng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融入專業(yè)教育，是專業(yè)教學(xué)改革和人才培養(yǎng)質(zhì)量提高的重要突破口。課程是人才培養(yǎng)的重要教學(xué)載體。針對(duì)工程技術(shù)類課程專業(yè)知識(shí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融合不足的現(xiàn)狀，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)以“機(jī)器人控制技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”課程為例，從課程“專創(chuàng)融合”思路、課程體系設(shè)計(jì)、課程考核方式等方面論述了專業(yè)課程教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的融合方案，并在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織方式、考核方式以及教學(xué)團(tuán)隊(duì)五個(gè)方面進(jìn)行專創(chuàng)融合教學(xué)改革，探索了機(jī)器人方向課程的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)方案，挖掘和充實(shí)了專業(yè)課程中的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)元素和資源，全面提升了自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

［關(guān)鍵詞］ 專創(chuàng)融合；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育；教學(xué)改革；課程建設(shè)；人才培養(yǎng)

［基金項(xiàng)目］ 2017年度江蘇省高等教育教改立項(xiàng)研究課題（重點(diǎn)項(xiàng)目）“新工科背景下自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究與實(shí)踐”（2017JSJG020）

［作者簡介］ 惠玉卓（1998—），女，陜西渭南人，碩士，南京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院助理實(shí)驗(yàn)師，主要從事移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航定位系統(tǒng)研究；李 勝（1976—），男，山西臨汾人，博士，南京理工大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院副教授，主要從事機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究。

［中圖分類號(hào)］ G642.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）23-0117-04 ［收稿日期］ 2023-08-05

引言

自2014年時(shí)任國務(wù)院總理的李克強(qiáng)提出“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”［1］后，國內(nèi)掀起了“人人創(chuàng)新、集體創(chuàng)業(yè)”的浪潮［2］。2021年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步支持大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的指導(dǎo)意見》，提出要堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)業(yè)帶動(dòng)就業(yè)，支持在校大學(xué)生提升創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力［3］?！皩?chuàng)融合”建設(shè)是國家的需要、時(shí)代的要求［4］。

習(xí)近平總書記明確要求：要把創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，以創(chuàng)造之教育培養(yǎng)創(chuàng)造之人才，以創(chuàng)造之人才造就創(chuàng)新之國家［5］。各高校紛紛結(jié)合自身對(duì)人才培養(yǎng)的定位和對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的要求開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，形成具有高校和專業(yè)特色的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)模式。培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，高校教師是落實(shí)“專創(chuàng)融合”教學(xué)模式的主力軍［6-7］。怎樣提高課堂教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)，已經(jīng)成為每位大學(xué)教師須要深入思考的問題［8］。

本文以“機(jī)器人控制技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”課程為例，探索了在專業(yè)課教學(xué)中開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的思路和方法，以及如何將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育和專業(yè)知識(shí)相融合［9］，以提升自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

一、“專創(chuàng)融合”課程建設(shè)

“機(jī)器人控制技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”是我校自動(dòng)化專業(yè)的一門必修課，也是一門創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育與專業(yè)課程教學(xué)融合的課程，該課程以機(jī)器人控制技術(shù)為基礎(chǔ)，涉及感知、定位、規(guī)劃、運(yùn)動(dòng)控制等多項(xiàng)內(nèi)容。因此探索機(jī)器人方向的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)方案，有助于培養(yǎng)“專創(chuàng)融合”的新工科人才。

（一）課程“專創(chuàng)融合”思路

首先，構(gòu)建專業(yè)教育和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育融合的人才培養(yǎng)模式，將創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)思維的培養(yǎng)包含在以機(jī)器人控制技術(shù)為核心的自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的構(gòu)建與教學(xué)之中。其次，通過革新教學(xué)內(nèi)容，在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、學(xué)科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)等不同的教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)，增加機(jī)器人相關(guān)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)思維的訓(xùn)練。最后，從項(xiàng)目出發(fā)，結(jié)合課程教學(xué)內(nèi)容和學(xué)科前沿，開展機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)或相關(guān)技術(shù)研發(fā)，設(shè)計(jì)與機(jī)器人產(chǎn)業(yè)應(yīng)用緊密相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生完成具體創(chuàng)業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

在教學(xué)過程中，強(qiáng)化“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)主動(dòng)學(xué)習(xí)、自主探索、提升學(xué)生創(chuàng)新能力。另外，要將專業(yè)知識(shí)與市場環(huán)境相結(jié)合，強(qiáng)調(diào)順應(yīng)技術(shù)發(fā)展趨勢、產(chǎn)品是創(chuàng)業(yè)之本。在課堂教學(xué)中，幫助學(xué)生了解機(jī)器人控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，要求學(xué)生進(jìn)行市場調(diào)研，了解當(dāng)前機(jī)器人在生產(chǎn)生活應(yīng)用中遇到的困難和痛點(diǎn)問題，分組開展討論，分析技術(shù)瓶頸，尋求突破技術(shù)瓶頸的方法；同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)客空間，結(jié)合課堂理論教學(xué)內(nèi)容，開展實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)，要求學(xué)生針對(duì)市場具體需求、當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)中的痛點(diǎn)問題或者具體比賽項(xiàng)目，開展機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)或相關(guān)技術(shù)研發(fā)，完成具體創(chuàng)業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)。

通過理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，將創(chuàng)新融入實(shí)踐，將創(chuàng)業(yè)融入課堂，形成以課堂教學(xué)為基礎(chǔ)、課內(nèi)課外相結(jié)合的教學(xué)方法，更好地增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)業(yè)熱情，實(shí)現(xiàn)以賽促學(xué)、以創(chuàng)促教。“機(jī)器人控制技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”課程建設(shè)“專創(chuàng)融合”思路如圖1所示。

（二）課程體系設(shè)計(jì)

“機(jī)器人控制技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”課程主要結(jié)合機(jī)器人控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)、完善創(chuàng)新思維、提升創(chuàng)業(yè)技能、學(xué)習(xí)創(chuàng)業(yè)流程為主，讓學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的過程中，創(chuàng)新能力得到有效提升，創(chuàng)業(yè)意識(shí)得到充分啟發(fā)。

在“機(jī)器人控制技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”課程授課內(nèi)容的基礎(chǔ)上，融入創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)業(yè)技能、創(chuàng)業(yè)知識(shí)等要素，從移動(dòng)機(jī)器人感知、定位、規(guī)劃和運(yùn)動(dòng)等機(jī)器人控制系統(tǒng)的四個(gè)核心環(huán)節(jié)入手，針對(duì)技術(shù)瓶頸問題和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的痛點(diǎn)問題，充分挖掘和充實(shí)機(jī)器人技術(shù)相關(guān)課程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教學(xué)資源，利用項(xiàng)目式教學(xué)方法，結(jié)合機(jī)器人競賽和機(jī)器人領(lǐng)域上市企業(yè)的成功創(chuàng)業(yè)案例，開發(fā)與機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域密切相關(guān)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育。課程體系設(shè)計(jì)如圖2所示。

課程體系的設(shè)計(jì)重點(diǎn)在于如何利用多種教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)意識(shí)。在對(duì)機(jī)器人控制技術(shù)掌握的基礎(chǔ)上，應(yīng)用新技術(shù)，研發(fā)新一代機(jī)器人感知系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、規(guī)劃系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)及新一代機(jī)器人整機(jī)產(chǎn)品，解決企業(yè)所面臨的勞動(dòng)力短缺、生產(chǎn)效率低下等問題，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)靈感，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、學(xué)以致用、融會(huì)貫通的能力。

（三）課程考核方式

本課程在原有終結(jié)性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，積極探索過程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，個(gè)體評(píng)價(jià)與團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)相結(jié)合的多元化“專創(chuàng)融合”課程評(píng)價(jià)方案。設(shè)計(jì)了依托產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的平時(shí)成績、圍繞創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書的答辯成績和課程考試成績的綜合考核體系。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)中，要求學(xué)生以組為單位，針對(duì)所發(fā)現(xiàn)的機(jī)器人控制技術(shù)痛點(diǎn)問題，設(shè)計(jì)出一個(gè)新產(chǎn)品或新技術(shù)，完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書和宣傳文案。將原先簡單依靠出勤率和課堂表現(xiàn)的考核方式，改為依靠依據(jù)學(xué)生在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和說明中發(fā)揮的作用，綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案的合理性、科學(xué)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。在創(chuàng)業(yè)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)中，要求學(xué)生以組為單位，撰寫創(chuàng)業(yè)計(jì)劃書并進(jìn)行創(chuàng)業(yè)答辯，將傳統(tǒng)教師評(píng)價(jià)改為共同評(píng)價(jià)的方式，每名學(xué)生可以對(duì)其他創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的計(jì)劃書進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后通過加權(quán)求和的方式得到各組設(shè)計(jì)方案的評(píng)分結(jié)果。對(duì)于創(chuàng)新能力突出、在高水平學(xué)科競賽中獲獎(jiǎng)的學(xué)生，可以增加他們的創(chuàng)新活動(dòng)成績。

二、教學(xué)案例

以課程中的一個(gè)項(xiàng)目“電力巡檢機(jī)器人”為例，分析課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深度融合路徑的落地實(shí)施。

（一）教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)：熟悉移動(dòng)機(jī)器人感知系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、定位建圖模塊設(shè)計(jì)、規(guī)劃模塊設(shè)計(jì)、軌跡跟蹤模塊及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.技術(shù)目標(biāo)：能夠完成移動(dòng)機(jī)器人感知系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、定位建圖模塊、規(guī)劃模塊設(shè)計(jì)、軌跡跟蹤模塊及控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；能夠運(yùn)用工程思維及理論知識(shí)定位并解決相關(guān)的故障；能根據(jù)不同的場景及功能，完成機(jī)器人控制方案等的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

（二）教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施

1.課前學(xué)習(xí)：學(xué)生通過搜集資料，了解電力巡檢機(jī)器人產(chǎn)品的功能，以及設(shè)計(jì)一個(gè)巡檢機(jī)器人包含哪些模塊。

2.理論學(xué)習(xí)：教師講解機(jī)器人控制技術(shù)方面核心的感知、定位、規(guī)劃問題以及涉及的技術(shù)。

3.項(xiàng)目導(dǎo)入：學(xué)生通過觀察和學(xué)習(xí)項(xiàng)目組的機(jī)器人，經(jīng)過教師的介紹，學(xué)習(xí)機(jī)器人底盤的運(yùn)動(dòng)方式，搭載的傳感器，整體軟件設(shè)計(jì)框架，每個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)方式等。

4.企業(yè)觀摩：組織學(xué)生去相關(guān)機(jī)器人企業(yè)參觀學(xué)習(xí)，現(xiàn)場觀摩電力巡檢機(jī)器人的工作情形，并對(duì)比企業(yè)設(shè)計(jì)的機(jī)器人和自己研制的機(jī)器人的區(qū)別。

5.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)：如路徑規(guī)劃部分的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)習(xí)幾種常用主流規(guī)劃算法，如Dijkstra算法、動(dòng)態(tài)窗口法（DWA）、A*算法、人工勢場法等，掌握各路徑規(guī)劃算法之間的不同與聯(lián)系，以及其各自的適用領(lǐng)域，并能夠與各種不同的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)形式結(jié)合，實(shí)現(xiàn)各種機(jī)器人在仿真環(huán)境中的規(guī)劃問題求解。

6.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)：學(xué)生通過對(duì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)研制的多種機(jī)器人資料的比較學(xué)習(xí)，了解并掌握各機(jī)器人控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，以及設(shè)計(jì)和開發(fā)步驟。以某一領(lǐng)域的機(jī)器人為設(shè)計(jì)對(duì)象，分組撰寫機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。寫企業(yè)策劃書，制作PPT展示介紹自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的思路，并分組互評(píng)。

7.競賽：在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生設(shè)計(jì)的比較好的產(chǎn)品參加“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽。也可以依照全國機(jī)器人大賽ROBOCON、中國機(jī)器人大賽等比賽的規(guī)則，學(xué)生自己設(shè)計(jì)研制機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)比賽要求的功能。

結(jié)語

論文針對(duì)工程技術(shù)類課程專業(yè)知識(shí)與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融合不足的現(xiàn)狀，以“機(jī)器人控制技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”課程為例，從課程“專創(chuàng)融合”思路、課程體系設(shè)計(jì)、課程考核等方面論述了專業(yè)教育與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育相融合的方案，并在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織方式、考核方式、教學(xué)團(tuán)隊(duì)五個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新。從理論課堂到實(shí)驗(yàn)室、創(chuàng)客空間，從理論知識(shí)學(xué)習(xí)到實(shí)驗(yàn)和競賽，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)到產(chǎn)品研發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)業(yè)、自主創(chuàng)新，提升自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。

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Exploration of Professional Curriculum Construction under the Background of Innovation and Entrepreneurship： Taking the Course “Innovation and Entrepreneurship Practice of Robot Control Technology” as an Example

HUI Yu-zhuo， LI Sheng， WU Yi-fei， WANG Hai-mei

（School of Automation， Nanjing University of Science amp; Technology， Nanjing， Jiangsu 210094， China）

Abstract： Promoting the integration of innovation and entrepreneurship education into professional education is an important breakthrough in the reform of professional teaching and the improvement of the quality of personnel training. Curriculum is an important teaching carrier of talent training. In view of the lack of integration of professional knowledge and innovation and entrepreneurship in engineering and technology courses， the teaching team takes the course “Innovation and Entrepreneurship Practice of Robot Control Technology” as an example to discuss the integration plan of professional course education and innovation and entrepreneurship education from the aspects of curriculum innovation and integration， curriculum system design， curriculum assessment methods， etc. In addition， it carries out innovation and integration teaching reform in five aspects： teaching objectives， teaching content， teaching organization， assessment method and teaching team， explores the innovation and entrepreneurship practice teaching program of robotics courses， excavates and enriches the innovation and entrepreneurship elements and resources in professional courses， and comprehensively improves the innovation and entrepreneurship ability of automation students.

Key words： innovation and integration; innovation and entrepreneurship education; teaching reform; curriculum construction; personnel training