特種機器人技術研究中心
北京理工大學機電學院特種機器人技術研究中心成立于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、機電設備測試技術、傳感探測技術和機電產品創(chuàng)新設計等的研發(fā)工作，在國內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，始終扮演高新技術探索者、科研攻關沖鋒隊、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，該中心結合相關方面的實際需求，設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。
在帶領團隊承擔高新科技項目攻關的同時，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，一直將指導本科生開展課外科技創(chuàng)新活動作為自己的份內工作。為使培養(yǎng)出來的學生成為創(chuàng)新型、復合型、通才型人才，在多年的科研、教學實踐中，羅慶生教授、韓寶玲教授帶領團隊探索并實施了書本內外結合、課堂內外結合、校園內外結合、理論實際結合、繼承創(chuàng)新結合、動腦動手結合的新型教學模式，并把這一模式貫徹到指導大學生開展課外科技創(chuàng)新活動中去。
一、新型創(chuàng)新教育模式特種機器人技術研究中心在羅慶生教授、韓寶玲教授帶領下，積極探索和認真總結，形成了以指導大學生開展課外科技創(chuàng)新活動為主體，輔以短期性、專業(yè)性課程教學的新型創(chuàng)新教育模式。在新型創(chuàng)新教學法、創(chuàng)新指導法實施過程中，研究中心緊密結合現(xiàn)有實驗設備、重點研究方向、關鍵技術領域以及教師在研課題，以多領域的科研課題和多學科的科研經驗為實施理論教學、實驗教學、實踐教學提供重要依托和直接幫助。實施過程中，始終堅持“大學生課外科技創(chuàng)新、畢業(yè)設計課題、實驗室項目”三位一體的結合方式，并提出“以高帶低、以碩帶本”創(chuàng)新實踐理論。團隊成員積極指導不同專業(yè)、不同年級的大學生開展課外科技創(chuàng)新活動，充分發(fā)揮特種機器人研發(fā)中心的優(yōu)勢，以研究中心實驗設備和工作室為硬件，以團隊成員研究經驗、實驗技能等為軟件，軟硬結合，為大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供全方位支持。針對具體內容開展綜合性、設計性、創(chuàng)新性的設計類實驗與設計類實踐活動，鍛煉和提升學生理論與實踐相結合、動腦與動手相結合的能力。
在指導大學生開展課外科技創(chuàng)新活動過程中，團隊的教師、研究生們群策群力、因勢利導，幫助學生端正“做人、做事、做學問”的態(tài)度，幫助學生樹立“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，并引導學生將濃厚的學習興趣轉化為生機勃勃的創(chuàng)造力。
二、創(chuàng)新教學法在學校各級領導和廣大教師的大力支持下，羅慶生教授、韓寶玲教授帶領團隊全體成員，積極構建實踐教學平臺、創(chuàng)立實驗基地和綜合實驗室，在指導大學生開展課外科技創(chuàng)新活動的過程中，有意識、有選擇地開設了一些短期性、專業(yè)性課程，并在教學觀念、教學內容、教學方法以及教學手段方面推陳出新：
1、教學策略
①運用正確的認知策略，促進學生創(chuàng)新設計和創(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)設多樣學習情境，利用多種教學方法和實驗器具，激發(fā)學生積極認知的動因，根據每個教學或實踐環(huán)節(jié)的具體內容，妥善組織認知內容，認真安排認知方法，巧妙利用認知結果，提升學生的學習效果。
②運用合理的互動策略，促進學生創(chuàng)新設計和創(chuàng)新實踐能力的增長采用學習小組互動、活動小組互動、設計專題互動等形式，發(fā)揮互動行為在培養(yǎng)學生辨析思維能力、強化學生置疑問題能力、發(fā)展學生人際交流能力、鍛煉學生構思方案能力等方面的強大作用。
③運用科學的反饋策略，促進學生創(chuàng)新設計和創(chuàng)新實踐能力的增長運用反饋策略使師生雙方依據反饋信息，及時調整教與學的活動，提高教與學的效率。將在教學中、實驗中、實踐中獲取知識的主動權交給學生，增強學生開展綜合性、設計性、創(chuàng)新性實踐活動的信心和能力。
2、教學方法經過特種機器人技術研究中心全體成員的深入討論、反復思考和實踐探索，形成了以機電學院、宇航學院和機械與車輛工程學院現(xiàn)有實驗設備、重點研究方向、關鍵技術領域、典型機電產品及已建的“計算機輔助創(chuàng)新設計平臺”、“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)新綜合設計基本理論的講授以及相關實踐活動的開展，在人才培養(yǎng)、能力訓練、知識拓展等方面形成一套行之有效教學方法，并在指導思路、教學方法上另辟蹊徑，貫徹了自學質疑—導學討論法和角色體驗—活動激勵法等新型創(chuàng)新教育方法。在指導大學生開展課外科技創(chuàng)新活動中，特種機器人技術研究中心的老師多次通過讓學生做一做、玩一玩、演一演、比一比的活動，將學生帶到一種既寬松，又緊張；既快樂，又刺激的學習氛圍中，激勵了學生的參與意識，調動了學生的主動創(chuàng)新精神。
3、教學模式：
新型創(chuàng)新教育模式包括：
①提倡釋疑—解惑模式，引導學生自主閱讀、自主學習、自主探索、自主創(chuàng)新；②大力推廣合作—交流模式，通過組建學習小組、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)新設計問題的方法與途徑；③大力宣傳誘導—發(fā)現(xiàn)模式，使學生在探究中了解和弄清實際問題的各種關系，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，構建了“問題→探索→解答→結論→新問題→新探索→新解答→新結論”的新型反饋式、開放式、創(chuàng)新式、實踐式教學模式，促使學生在開展課外科技創(chuàng)新過程中多看、多想、多問、多議、多試，使學生從單純學習者轉變成參與者、實施者、促進者，激發(fā)了學生學習的自覺性、主動性、參與性、能動性、創(chuàng)新性。特種機器人技術研究中心的全體成員們認為，學生學力、創(chuàng)造力的增長與在指導大學生開展課外科技創(chuàng)新活動中“因學施教”和“因材施教”緊密相聯(lián)。只有構建起充滿創(chuàng)新意識、創(chuàng)新氛圍的教學、指導、實踐環(huán)境，才能使學生更好地激發(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模式和課外科技創(chuàng)新活動，激發(fā)了學生學習的自覺性、主動性、參與性、能動性、創(chuàng)新性；提高了學生的動手能力、分析問題解決問題能力、創(chuàng)新綜合設計能力；提升了學生的團隊協(xié)作，集體攻關的意識能力；培養(yǎng)了學生的科研熱情和科研意識，為學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。團隊成員之間的相互學習，相互促進，相互鼓勵，極大的促進了同學的全方位發(fā)展，不僅有利于學生的課程學習，更豐富了學生課本之外的實踐知識和理論知識。“品學兼優(yōu)”是創(chuàng)新項目組同學的共同特征。
參加課外科技創(chuàng)新項目的同學中，80%-90%的同學獲得了免試推薦研究生的資格并選擇在本校深造；部分同學以優(yōu)異的成績考取了清華大學、北京航空航天大學等院校的研究生；選擇留學國外的同學更是憑借著參加創(chuàng)新項目的經歷、與創(chuàng)新團隊一起披荊斬棘奮勇攻關所歷練出的能力，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特色的創(chuàng)新型、復合型、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特種機器人技術研究中心的這種教學與科研緊密結合、相互促進的做法對培養(yǎng)大學生創(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“教育部大學生創(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月于長沙中南大學舉行的首屆全國大學生創(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“教育部大學生創(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舉辦的第二屆全國大學生創(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”，該項目受到國務委員劉延東、科技部長萬鋼等領導同志的高度評價，在國內引起極大反響；2009年5月-2010年9月，指導“教育部大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目”“新型輪腿式機器人”。2010年9月，羅慶生教授率領我校兩個作品組和兩個論文組參加在大連理工大學舉辦的第三屆全國大學生創(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，指導項目“反恐機器人”參加在北京航空航天大學舉行的第十一屆“挑戰(zhàn)杯全國大學生課外學術、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”，該項目受到國務委員劉延東、科技部長萬鋼等領導同志的高度評價，國內主要媒體都做了重點報道；2010年5月，指導的“新型輪腿式機器人”等兩個項目均獲得“北京理工大學大學生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舉辦的第四屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽決賽，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，羅慶生教授為指導教師、機電學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)大學舉行的首屆“中俄工科大學聯(lián)盟”大學生機器人創(chuàng)新大賽及展示。“中俄工科大學聯(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域的科技實力和辦學水平。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。團隊指導的全國大學生創(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”。我校總獲獎數(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舉辦的“第四屆全國大學生創(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)新團隊指導的“新型節(jié)肢機器人”一騎絕塵，以絕對領先的得票數(shù)奪取十佳中的第一名，再度上演了全國大學生創(chuàng)新論壇上的“北理風暴”。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生創(chuàng)新性實驗計劃項目中的“霸主”地位。指導學生連續(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)出北京理工大學特種機器人技術研究中心所探索的創(chuàng)新教育模式和大學生課外科技創(chuàng)新活動教學模式、指導模式的有效性、合理性和可行性，從中我們可以看到在今后開展大學生課外科技創(chuàng)新活動時堅持這些方法和模式所將產生的積極效果和光明前景。