以学生为中心打造创新实践型的学习研究环境

梁建宏北航智能技术与机器人中心2014年4月长沙自我介绍“特种机器人”研究室主任，团队约20人自我介绍自我介绍主要研究方向•仿生机器鱼和水下航行器：(BIONICFISHROBOT&UUV)•基础科研项目“XXX系统技术研究与实验验证”2001～2010；•863项目“多机器鱼协调运动控制算法研究”（2001AA422370）；•国家自然科学基金重点项目“鱼类机动运动的特征和机理研究”（10332040）主要研究方向•飞行机器人：（FLYINGROBOT）•国家863计划“基于MEMS技术的微小型机器人系统及其示范应用的研究”（2003AA404190）•国家863计划重点项目“极地科学考察的冰雪面移动和低空飞行机器人关键技术与系统研究”（2006AA04Z206）•国家863计划国际合作项目“极地科学考察机器人装备研制”（2008～2010）主要研究方向•反恐技术与装备•国家反恐怖科技计划“移动式车底检查系统”（2006~2008）•国家863计划“先进反恐防暴机器人研究”（2004AA420090）•国家863计划“侦察机器人实用化研究”（2009AA04Z2172）提要•第一篇：发现学生•第二篇：引育梦想•第三篇：走向正道第一篇：发现学生•有基础的学生？学习成绩好的学生？聪明的学生？•有创新热情的学生•创造求知功利目标发现的平台•青年教师要给学生上课•我教授的课程：•专业必修课：机电控制工程（2）•全校公选课：机器人创新设计与竞赛发现的举措•专业启蒙类实践课：机器人创新设计与竞赛•专业综合类实践课机电控制工程（2）•前者：自己选的，不重复的实践题材，对抗性的。面向大一大二学生•后者：必修课，实验和作业基本固定，抄袭严重。大三学生教学效果•低年级上课效果比高年级好，创新设计型的比理论系统复现的好。机器人创新设计与竞赛16学时围绕机器人比赛机电控制工程（2）34学时围绕X-Y工作台设计理论课4学时：仅介绍机器人传感、控制、驱动基本概念，仅介绍速度控制和位置控制概念10学时：介绍机电系统传感、控制、驱动的各种类型，速度控制建模、插补算法初步实验课12学时：实验竞赛题目每年一变最终完成机器人进行PK24学时：围绕项目任务书、电机控制建模、单片机编程、插补G代码4个大作业不要低估学生的想象力和执行力•2008年题目比赛排名名次实验小组吹灭蜡烛数最少耗时1冠军马晨小组4（100分）11秒852最佳结构设计吕田小组4（100分）40秒973黄磊小组3（75分）28秒314李纶小组3（75分）37秒5最佳软件设计张浩宇小组3（75分）2分钟梁毅成小组4－4（60分）1分14秒郑朋小组2温鹏飞小组2孙涪龙小组2岳圣瀛小组1•2012年题目：扎气球比赛•方案一•方案二•方案三•方案四•终极PK小结：发现学生•趁早：不要忽视启蒙类实践教学的重要性：产品对象、职业意识、知识能力体系，建议大一、大二持续开课。•越早在实践教学中展露才能的学生，越容易获得创新研究成果。第二篇：引育梦想•当我们认识了那些可爱的、充满创造热情的学生，我们便有了成就梦想的条件。•学生可塑性强，要引导学生研究与自己研究方向相关的，有价值的问题•学生和老师都要有明确的目标（参赛、基金、横向课题）引育的平台•本科学生渴望参与科研活动•自然科学基金、青年基金、其它基金•北航冯如杯、全国挑战杯•其它国内和国际级别比赛•一个上过我选修课的学生让我做冯如杯指导老师（飞行汽车梦！）资助学生完成飞行机器人样机制作•电动版本•油动版本无人机梦！典型学生薛骋豪•2005年本科•2008年冯如杯一等奖•2009年免试研究生•2011年中航工业杯二等奖•就业：北航无人机研究所“职业无人机操纵手”薛骋豪的冯如杯作品（2008）无人机梦！1999机器鳗鱼波动推进机理研究2001机器海豚、微型机器鱼拍动推进船最佳拍动推进模式研究2002SPC模式机器鱼3种比例机器鱼的稳定性和优化设计2003~04SPC-II机器鱼原理样机速度、航程、GPS导航海试，福建东山考古试验2005~SPC3-ROV：观测型工程化验证样机，潜深50m，海底跟踪声纳2006~SPC3-AUV：基于高效仿生推进的长航程无人潜器机器鱼梦！-梁建宏引育的举措•课题组拿出一些结余经费支持本科学生科技项目。•冯如杯各院系支持经费力度大，二等奖以上接近全额报销。来自校友捐赠、院长基金等。•学校、学院教务给予校级、国家级参赛获奖本科生推荐免试研究生政策。小结：引育梦想•小投入撬动大事业，当学生的梦想和老师的梦想重合，我们可能得到团队和项目的双重收获。•避免低水平重复，鼓励学生参照研究生标准（论文、技术手段、产品指标）开展科研活动。第三篇：走向正道至此，一些优秀的学生进入课题组，并参与科研活动的几个方面，以老带新，高手带新手，实现科研资源的良性循环。•教学（助教、熟悉实验课内容、准研究生、大三学生指导低年级学生）•研发（准研究生在课题组中发挥中坚作用，并成长为课题组技术方面的高手）•发表论文（尝试发表EI级别的论文）•申请课题（尝试协助导师撰写基金申请书）总结•工程创新教学从低年级抓起。•高年级带低年级，形成类似俱乐部或学生社团的传帮带机制。•强调榜样的作用，以点带面，是建设重实践、重创新学习风气的有效途径。•学生的成长和课题组成长结合，实现科研资源良性循环。问题•一些理论性强、系统集成实践难度大的代表性课程（如电机控制、X-Y工作台），由于课时、成本等原因，仍然很难做到以学生自主创新设计为主的实践教学。教学效果欠佳。Thankyou!