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计算机专业机器人课程改革探讨

作者:admin 来源:未知 日期:2020-09-28 08:40人气:
摘要:《机器人》课程改革,拟面向计算机方向专业,对相关《机器人》课程的建设和改革进行探索和研究。首先,本文讨论高校计算机专业的教学内容以及改革的重要性。然后,重点介绍在大学计算机专业开设机器人相关课程的特性。简要分析大学计算机课程的教学中存在的问题。最后,探讨本科计算机专业的机器人课程改革思路、办法,并为高校计算机专业的机器人课程教育,提供一种以提高学生开发工程能力为目标的教学模式。
 
关键词:计算机专业;机器人;课程建设;教育教学改革
 
当代信息及数据丰富的社会中,不同的信息及数据对我们的工作以及生活产生巨大的影响[1]。近年来,各大工科院校均开设计算机方向相关课程[2]。同时,相关的教学和教育方式,已经经历大量有效和完善的改革。同时,计算机专业的教育理论以及教育目的,也在发生不断的深入和探索[3]。在计算机类专业课程不断地进行教育教学的发展与推进,显示了我国对计算机类专业人才的重视和鼓励[4]。当代社会和高校已全面鼓励面向计算机方向实际应用能力的培养,同时也鼓励培养学生计算机思维研究能力。例如,高等院校计算机类专业学位硕士项目大规模招收和培养全日制硕士研究生[5]。
 
一、大学机器人相关课程及重要性
 
(一)大学机器人教学课程
 
大学计算机专业的机器人教学内容,一般包含三个方面的内容。首先是理论方面的内容。第二个方面的内容是其他机器人有关涉及技术。第三个方面就是机器人开发实践。为使开发实践的教学,既能满足教学培养计划的要求,同时又能与科研实践相结合,机器人相关的课程可以通过借助,V-REP虚拟机器人开发软件和MATLAB编程开发工具,进行联动式的课程实验。同学们可进行机器人的运动控制、路径规划等开发实践;运动控制和系统部署虚拟实现等,以不断对机器人相关课程的基本理论理解和应用。总之,高等院校中计算机相关基础知识课程是必不可少的,其中机器人学课程对于培养计算机类专业学生的计算思维也是非常必要的。
 
(二)机器人课程改革探索重要性
 
本机器人教学改革课程,一方面,大学计算机专业的学生,可以通过在课余的时间,进行合理有效的自学、预习和复习。另一方面,本机器人教学改革课程,可以打破板书授课的死板形式,让同学们学会独立思考,例如编程时遇到相关漏洞或者问题时,可以结合机器人实际工作原理,进行有针对性的解决。此外,在机器人课程的教学课堂上,需要使用现代计算机专业的技术,让同学们的课堂氛围生动有趣,同时学习内容也易于理解。
 
二、计算机专业特征
 
为计算机专业学科培养先进机器人技术的高等教育计算机专业类基础课程是非常重要的。一方面,高等学习计算机类专业对机器人相关课程的定位就是基础课程。换句话说,机器人相关课程与数学、物理等课程具有相同地位。由于是基础性课程,那么机器人相关课程的教学方法,就可以仿照数学和物理的基础课程一样,传授本新兴学科的基础性知识点。另一方面,对于教程方面,高等院校的计算机专业的机器人教程,名称各不相同,例如有入门、文化等等,它们都被视为计算机类专业的基本授课教材。
 
三、机器人课程教学改革
 
随着机器人以及计算机等设备应用越来越普及,工作和生活对机器人及计算机技术水平的要求也越来越高。机器人课程教学研究,计算思维或者说编程解决实际问题的思维培养是非常重要的。从计算机专业的计算思维培养的角度,相关机器人课程教学改革是需要的。例如,现今的机器人课程大多只简单介绍几个经典案例,现有的基于实际应用的研究成果是将一些机器人直接应用上述理想状态下的无干扰神经网络模型,或者借助于预先获知的、已有的机器人系统标称参数值,但是对于真实机器人模型来说,对于机器人在受到外部时变干扰和内部系统不确定性下的复杂运动控制问题,如何有效地为其设计一个鲁棒递归神经网络模型,并进行系统的理论分析和性能验证评估,是一个极具前沿性、挑战性和创新性的教学研究方向。为了能有效地求解机器人复杂运动控制问题,设计出同时具有外部时变干扰和内部系统不确定性抑制能力的鲁棒递归神经网络模型或将具有重要的理论及工程实践意义和较广泛的应用前景,也可同时有效地验证机器人引用解决方案。
 
四、结语
 
本机器人课程改革探索,拟对人工智能背景下,面向高校计算机类专业学生的机器人及其相关课程建设和改革进行了探索与研究。首先,更新了传统的计算机类专业基础教育理念方法,使得该机器人课程符合计算机类专业学生的专业特点和培养计划;其次,完善了在人工智能背景下的机器人课程专业知识体系;最后,提出了机器人教学模式改革探索路线。
 
参考文献:
 
[1]郝桂英.关于计算机程序设计语言课程教学的探索[J].教育与职业,2007,(17):43-46.
 
[2]张玫.项目教学法在机器人技术实训课程中的应用[J].实验室研究与探索,2010,29(9):89-91.
 
[3]王咏梅,葛建宏,王炳谦.机器人创新开放实验室建设[J].实验室研究与探索,2009,28(11):4-5,33.
 
[4]董聚敏,刘永强.以机器人教育为平台培养大学生创新意识和能力[J].实验室研究与探索,2011,30(9):243-244,320.
 
[5]万佑红,蒋国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索[J].电气电子教学学报,2005,27(4):6-8.
 
作者:陈德潮 单位:杭州电子科技大学计算机学院

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