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特種機器人技術(shù)研究中心
北京理工大學(xué)機電學(xué)院特種機器人技術(shù)研究中心成立于2005年，主要進行軍用機器人、工業(yè)機器人、機電伺服控制技術(shù)、機電設(shè)備測試技術(shù)、傳感探測技術(shù)和機電產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計等的研發(fā)工作，在國內(nèi)享有很高的知名度和影響力。自成立以來，該中心在羅慶生教授、韓寶玲教授的帶領(lǐng)下，始終高舉教書育人、創(chuàng)新育人的大旗，始終堅持科研促創(chuàng)新、創(chuàng)新促科研的理念，始終扮演高新技術(shù)探索者、科研攻關(guān)沖鋒隊、創(chuàng)新項目孵化器的角色，使整個團隊成為了一支充滿創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新才智、創(chuàng)新能量的標兵集體。
近年來，該中心結(jié)合相關(guān)方面的實際需求，設(shè)計并研制了包括仿生六足機器人、反恐防暴機器人、特種搜救機器人、新型輪腿機器人等在內(nèi)的多款軍用機器人，以及高速智能碼垛機器人、高精度、多用途焊接機器人等在內(nèi)的多款工業(yè)機器人，這些機器人功能強、性能好，得到了業(yè)界人士的普遍贊譽和一致好評。
在帶領(lǐng)團隊承擔高新科技項目攻關(guān)的同時，羅慶生教授、韓寶玲教授將教書育人、科研育人、創(chuàng)新育人作為自己責無旁貸的任務(wù)，一直將指導(dǎo)本科生開展課外科技創(chuàng)新活動作為自己的份內(nèi)工作。為使培養(yǎng)出來的學(xué)生成為創(chuàng)新型、復(fù)合型、通才型人才，在多年的科研、教學(xué)實踐中，羅慶生教授、韓寶玲教授帶領(lǐng)團隊探索并實施了書本內(nèi)外結(jié)合、課堂內(nèi)外結(jié)合、校園內(nèi)外結(jié)合、理論實際結(jié)合、繼承創(chuàng)新結(jié)合、動腦動手結(jié)合的新型教學(xué)模式，并把這一模式貫徹到指導(dǎo)大學(xué)生開展課外科技創(chuàng)新活動中去。
一、新型創(chuàng)新教育模式特種機器人技術(shù)研究中心在羅慶生教授、韓寶玲教授帶領(lǐng)下，積極探索和認真總結(jié)，形成了以指導(dǎo)大學(xué)生開展課外科技創(chuàng)新活動為主體，輔以短期性、專業(yè)性課程教學(xué)的新型創(chuàng)新教育模式。在新型創(chuàng)新教學(xué)法、創(chuàng)新指導(dǎo)法實施過程中，研究中心緊密結(jié)合現(xiàn)有實驗設(shè)備、重點研究方向、關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域以及教師在研課題，以多領(lǐng)域的科研課題和多學(xué)科的科研經(jīng)驗為實施理論教學(xué)、實驗教學(xué)、實踐教學(xué)提供重要依托和直接幫助。實施過程中，始終堅持“大學(xué)生課外科技創(chuàng)新、畢業(yè)設(shè)計課題、實驗室項目”三位一體的結(jié)合方式，并提出“以高帶低、以碩帶本”創(chuàng)新實踐理論。團隊成員積極指導(dǎo)不同專業(yè)、不同年級的大學(xué)生開展課外科技創(chuàng)新活動，充分發(fā)揮特種機器人研發(fā)中心的優(yōu)勢，以研究中心實驗設(shè)備和工作室為硬件，以團隊成員研究經(jīng)驗、實驗技能等為軟件，軟硬結(jié)合，為大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供全方位支持。針對具體內(nèi)容開展綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性的設(shè)計類實驗與設(shè)計類實踐活動，鍛煉和提升學(xué)生理論與實踐相結(jié)合、動腦與動手相結(jié)合的能力。
在指導(dǎo)大學(xué)生開展課外科技創(chuàng)新活動過程中，團隊的教師、研究生們?nèi)翰呷毫Α⒁騽堇麑?dǎo)，幫助學(xué)生端正“做人、做事、做學(xué)問”的態(tài)度，幫助學(xué)生樹立“創(chuàng)新增智、創(chuàng)新成才”的信心，敢于面對創(chuàng)新實踐過程中的各種困難，并引導(dǎo)學(xué)生將濃厚的學(xué)習(xí)興趣轉(zhuǎn)化為生機勃勃的創(chuàng)造力。
二、創(chuàng)新教學(xué)法在學(xué)校各級領(lǐng)導(dǎo)和廣大教師的大力支持下，羅慶生教授、韓寶玲教授帶領(lǐng)團隊全體成員，積極構(gòu)建實踐教學(xué)平臺、創(chuàng)立實驗基地和綜合實驗室，在指導(dǎo)大學(xué)生開展課外科技創(chuàng)新活動的過程中，有意識、有選擇地開設(shè)了一些短期性、專業(yè)性課程，并在教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及教學(xué)手段方面推陳出新：
1、教學(xué)策略
①運用正確的認知策略，促進學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計和創(chuàng)新實踐能力的增長羅慶生教授、韓寶玲教授利用現(xiàn)有條件，積極創(chuàng)設(shè)多樣學(xué)習(xí)情境，利用多種教學(xué)方法和實驗器具，激發(fā)學(xué)生積極認知的動因，根據(jù)每個教學(xué)或?qū)嵺`環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容，妥善組織認知內(nèi)容，認真安排認知方法，巧妙利用認知結(jié)果，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
②運用合理的互動策略，促進學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計和創(chuàng)新實踐能力的增長采用學(xué)習(xí)小組互動、活動小組互動、設(shè)計專題互動等形式，發(fā)揮互動行為在培養(yǎng)學(xué)生辨析思維能力、強化學(xué)生置疑問題能力、發(fā)展學(xué)生人際交流能力、鍛煉學(xué)生構(gòu)思方案能力等方面的強大作用。
③運用科學(xué)的反饋策略，促進學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計和創(chuàng)新實踐能力的增長運用反饋策略使師生雙方依據(jù)反饋信息，及時調(diào)整教與學(xué)的活動，提高教與學(xué)的效率。將在教學(xué)中、實驗中、實踐中獲取知識的主動權(quán)交給學(xué)生，增強學(xué)生開展綜合性、設(shè)計性、創(chuàng)新性實踐活動的信心和能力。
2、教學(xué)方法經(jīng)過特種機器人技術(shù)研究中心全體成員的深入討論、反復(fù)思考和實踐探索，形成了以機電學(xué)院、宇航學(xué)院和機械與車輛工程學(xué)院現(xiàn)有實驗設(shè)備、重點研究方向、關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域、典型機電產(chǎn)品及已建的“計算機輔助創(chuàng)新設(shè)計平臺”、“創(chuàng)新能力拓展平臺”為依托，通過創(chuàng)新思維基本概念和創(chuàng)新綜合設(shè)計基本理論的講授以及相關(guān)實踐活動的開展，在人才培養(yǎng)、能力訓(xùn)練、知識拓展等方面形成一套行之有效教學(xué)方法，并在指導(dǎo)思路、教學(xué)方法上另辟蹊徑，貫徹了自學(xué)質(zhì)疑—導(dǎo)學(xué)討論法和角色體驗—活動激勵法等新型創(chuàng)新教育方法。在指導(dǎo)大學(xué)生開展課外科技創(chuàng)新活動中，特種機器人技術(shù)研究中心的老師多次通過讓學(xué)生做一做、玩一玩、演一演、比一比的活動，將學(xué)生帶到一種既寬松，又緊張；既快樂，又刺激的學(xué)習(xí)氛圍中，激勵了學(xué)生的參與意識，調(diào)動了學(xué)生的主動創(chuàng)新精神。
3、教學(xué)模式：
新型創(chuàng)新教育模式包括：
①提倡釋疑—解惑模式，引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀、自主學(xué)習(xí)、自主探索、自主創(chuàng)新；②大力推廣合作—交流模式，通過組建學(xué)習(xí)小組、探索小組、實踐小組，鼓勵小組同伴協(xié)同作戰(zhàn)、共同努力，提出問題、制定方案、收集信息、討論分析、尋找解決創(chuàng)新設(shè)計問題的方法與途徑；③大力宣傳誘導(dǎo)—發(fā)現(xiàn)模式，使學(xué)生在探究中了解和弄清實際問題的各種關(guān)系，從而得到解決問題的答案。
研究中心團隊成員通過多年的積極探索和認真總結(jié)，構(gòu)建了“問題→探索→解答→結(jié)論→新問題→新探索→新解答→新結(jié)論”的新型反饋式、開放式、創(chuàng)新式、實踐式教學(xué)模式，促使學(xué)生在開展課外科技創(chuàng)新過程中多看、多想、多問、多議、多試，使學(xué)生從單純學(xué)習(xí)者轉(zhuǎn)變成參與者、實施者、促進者，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性、主動性、參與性、能動性、創(chuàng)新性。特種機器人技術(shù)研究中心的全體成員們認為，學(xué)生學(xué)力、創(chuàng)造力的增長與在指導(dǎo)大學(xué)生開展課外科技創(chuàng)新活動中“因?qū)W施教”和“因材施教”緊密相聯(lián)。只有構(gòu)建起充滿創(chuàng)新意識、創(chuàng)新氛圍的教學(xué)、指導(dǎo)、實踐環(huán)境，才能使學(xué)生更好地激發(fā)創(chuàng)新意識、樹立創(chuàng)新目標、采用創(chuàng)新方法、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。
三、育人成效通過新型教學(xué)模式和課外科技創(chuàng)新活動，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性、主動性、參與性、能動性、創(chuàng)新性；提高了學(xué)生的動手能力、分析問題解決問題能力、創(chuàng)新綜合設(shè)計能力；提升了學(xué)生的團隊協(xié)作，集體攻關(guān)的意識能力；培養(yǎng)了學(xué)生的科研熱情和科研意識，為學(xué)生成為科研團隊的后備力量，積極投身于今后的科研工作夯實基礎(chǔ)。團隊成員之間的相互學(xué)習(xí)，相互促進，相互鼓勵，極大的促進了同學(xué)的全方位發(fā)展，不僅有利于學(xué)生的課程學(xué)習(xí)，更豐富了學(xué)生課本之外的實踐知識和理論知識。“品學(xué)兼優(yōu)”是創(chuàng)新項目組同學(xué)的共同特征。
參加課外科技創(chuàng)新項目的同學(xué)中，80%-90%的同學(xué)獲得了免試推薦研究生的資格并選擇在本校深造；部分同學(xué)以優(yōu)異的成績考取了清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等院校的研究生；選擇留學(xué)國外的同學(xué)更是憑借著參加創(chuàng)新項目的經(jīng)歷、與創(chuàng)新團隊一起披荊斬棘奮勇攻關(guān)所歷練出的能力，得到了國外教師的認可和贊許。
在提高大學(xué)生創(chuàng)新能力的同時，中心的新型創(chuàng)新培養(yǎng)教育方式同樣鍛煉了研究生的科研組織協(xié)調(diào)能力，在不斷的互動中形成有效的良性循環(huán)，形成了本碩博環(huán)環(huán)相扣的新型科研隊伍。在不斷促進大學(xué)生創(chuàng)新能力提升的道路上，該創(chuàng)新團隊大踏步地走在我校科技創(chuàng)新團隊的前列，為形成具有北京理工大學(xué)特色的創(chuàng)新型、復(fù)合型、通才型人才培養(yǎng)新模式作出貢獻。
四、成果顯著北京理工大學(xué)特種機器人技術(shù)研究中心的這種教學(xué)與科研緊密結(jié)合、相互促進的做法對培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的作用十分明顯、效果十分突出。近年來，特種機器人技術(shù)研究中心的課外科技創(chuàng)新實踐活動方面取得的成果部分如下：
2007年6月-2008年10月，羅慶生教授、韓寶玲教授指導(dǎo)“教育部大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目”“新型反恐防暴機器人”。該項目在2008年10月于長沙中南大學(xué)舉行的首屆全國大學(xué)生創(chuàng)新論壇中榮獲“我最喜愛的10件作品”稱號，且排名第一；2008年5月-2009年10月，指導(dǎo)“教育部大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目”“特種搜救機器人”。該項目在2009年10月于江蘇南京東南大學(xué)舉辦的第二屆全國大學(xué)生創(chuàng)新論壇中再次榮獲“我最喜愛的10件作品”稱號；2009年5月，指導(dǎo)項目“新型反恐防暴機器人”參加在北京舉辦的“全國科技周開幕式”，該項目受到國務(wù)委員劉延?xùn)|、科技部長萬鋼等領(lǐng)導(dǎo)同志的高度評價，在國內(nèi)引起極大反響；2009年5月-2010年9月，指導(dǎo)“教育部大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目”“新型輪腿式機器人”。2010年9月，羅慶生教授率領(lǐng)我校兩個作品組和兩個論文組參加在大連理工大學(xué)舉辦的第三屆全國大學(xué)生創(chuàng)新論壇，兩個作品均獲得“我最喜愛的10件作品”稱號；其中“新型輪腿式機器人”在“我最喜愛的10件作品”排名第五；2009年11月，指導(dǎo)項目“反恐機器人”參加在北京航空航天大學(xué)舉行的第十一屆“挑戰(zhàn)杯全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)、科技作品競賽”，獲得全國一等獎，為我校名列該次賽事全國第七名作出了極大貢獻；2010年5月，指導(dǎo)項目“特種搜救機器人”參加在北京舉辦的“全國科技成果展示會”，該項目受到國務(wù)委員劉延?xùn)|、科技部長萬鋼等領(lǐng)導(dǎo)同志的高度評價，國內(nèi)主要媒體都做了重點報道；2010年5月，指導(dǎo)的“新型輪腿式機器人”等兩個項目均獲得“北京理工大學(xué)大學(xué)生10佳創(chuàng)新項目”稱號；2010年10月，我校四件作品參加在江蘇南京東南大學(xué)舉辦的第四屆全國大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽決賽，四件作品均獲得一等獎，總成績名列全國第一；其中羅慶生教授指導(dǎo)的“邊緣救援平臺”獲一等獎，并得到與會專家、現(xiàn)場觀眾的一致好評；2010年10月，兩個國家級大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目“新型節(jié)肢機器人”和“工業(yè)焊接機器臂”在2011年5月學(xué)校舉辦的第八屆“世紀杯”科技作品競賽中均獲得一等獎稱號。
2011年10月，羅慶生教授為指導(dǎo)教師、機電學(xué)院三年級本科生為主要成員、融合了數(shù)名其他專業(yè)本科生的智能機器人代表隊代表我校參加了于哈爾濱工業(yè)大學(xué)舉行的首屆“中俄工科大學(xué)聯(lián)盟”大學(xué)生機器人創(chuàng)新大賽及展示。“中俄工科大學(xué)聯(lián)盟”由30所中俄兩國頂尖的工科院校組成，代表著兩國在工科領(lǐng)域的科技實力和辦學(xué)水平。智能機器人代表隊創(chuàng)造了在所參加項目中均獲得獎項的好成績。團隊指導(dǎo)的全國大學(xué)生創(chuàng)新性實驗項目“新型節(jié)肢機器人”在大會展示活動中獲得“最佳團隊獎”，我校代表隊獲得“最佳組織獎”。我?？偒@獎數(shù)為此次賽事所頒發(fā)獎項的四分之一，是所有參賽學(xué)校中獲得獎項最多的院校。
2011年10月，我校代表隊參加在同濟大學(xué)舉辦的“第四屆全國大學(xué)生創(chuàng)新年會”，兩個作品均獲得論壇“我最喜愛的10件作品”稱號；創(chuàng)新團隊指導(dǎo)的“新型節(jié)肢機器人”一騎絕塵，以絕對領(lǐng)先的得票數(shù)奪取十佳中的第一名，再度上演了全國大學(xué)生創(chuàng)新論壇上的“北理風(fēng)暴”。使我校在“我最喜愛的十件作品”稱號獲獎榜上繼續(xù)高視闊步，保持了我校在全國大學(xué)生創(chuàng)新性實驗計劃項目中的“霸主”地位。指導(dǎo)學(xué)生連續(xù)四屆參賽，連續(xù)四次獲獎，為擴大我校的知名度和影響力作出了重大貢獻。
上述優(yōu)異成績的取得充分體現(xiàn)出北京理工大學(xué)特種機器人技術(shù)研究中心所探索的創(chuàng)新教育模式和大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動教學(xué)模式、指導(dǎo)模式的有效性、合理性和可行性，從中我們可以看到在今后開展大學(xué)生課外科技創(chuàng)新活動時堅持這些方法和模式所將產(chǎn)生的積極效果和光明前景。