问题:长期以来,部分高校课程期末考核仍以论文、展示或闭卷笔试为主,评价维度偏重结果呈现,难以完整反映学生在工程实践中的系统设计、调试优化、团队协作与现场应变等综合能力。
尤其在机器人等交叉学科领域,知识点分散、软硬件耦合紧密,单一考核方式容易出现“会写不一定会做”“会算不一定能用”的落差,影响人才培养与产业需求的衔接。
原因:机器人系统的学习具有“强实践、强综合、强迭代”的显著特点。
结构设计、动力学控制、传感器与算法、嵌入式与通信等环节相互牵连,任何一处偏差都可能放大为系统失效。
另一方面,新工科背景下的教学改革强调把学习从“知识讲授”转向“问题驱动”,通过真实任务牵引学生把课堂概念转化为可运行的工程方案。
同济大学国豪书院在《机器人结构与动力学控制》中引入项目制学习,并鼓励学生参与考核设计,正是对这一规律的回应:让学生在提出问题、定义任务、制定规则和衡量标准的过程中,完成对“学习目标是什么、如何证明达成”的再理解,从而把评价从单向裁定转为共同建构。
影响:近日举行的“机器人实战大考”成为上述理念的集中呈现。
比赛在书院活动室内进行,40余名学生组成八支队伍,围绕自搭建机器人与现场编程能力展开抓取与放置挑战。
考核设置“基础任务项”与“满分冲刺项”,既强调达标,又鼓励突破。
基础任务要求参赛队伍在限定时间内通过无线遥控完成不同尺寸、不同颜色物块的抓取、旋转与精准放置,对控制精度、路径规划与执行稳定性提出硬指标。
满分冲刺环节进一步提升难度:无外部视觉传感器的队伍要在信息受限条件下完成“盲堆”并叠出指定形状;配置摄像头的队伍则面向视觉识别抓取、复杂路线的自主识别与避障,考验算法鲁棒性与代码工程化能力。
活动现场还出现移动平台型机器人,将作业场景从固定点扩展至平面范围,体现了从单一机械臂控制向更复杂系统集成的探索方向。
更具现实意义的是,考核过程把课堂中“可讲清”的难题还原为现场“必须解决”的问题:灯光变化导致颜色识别偏差、抓取力度与摩擦条件变化、程序卡顿、机械臂过热等突发情况,都要求团队在有限时间内快速定位问题、分工协作并完成参数调整与软硬件联调。
这种在不确定性环境下的决策与迭代,恰是工程人才的关键能力。
学生在赛前近一个月的准备和赛中高强度对抗中,既检验了知识掌握程度,也强化了系统观、工程意识与抗压能力。
课程指导教师指出,机器人作为复杂系统,亲手搭建与编写程序的过程能够促使学生形成全局视角,在不断试错中实现自驱成长,而这类能力往往难以通过传统课堂与单一作业获得。
对策:这类探索给高校课程改革提供了可复制的路径。
其一,考核方式要坚持“能力导向”,把目标从“完成作业”转为“解决问题”,通过任务链覆盖设计、实现、测试、优化全流程。
其二,评价标准要兼顾公平与鼓励创新,采用分层任务与多维指标:基础项确保参与与达标,冲刺项允许差异化路线;评分可同时关注性能指标、稳定性、工程规范、复盘质量与团队协作,并将过程性评价纳入权重。
其三,充分保障实践条件与安全规范,硬件设备、场地管理、风险预案与数据记录缺一不可,为学生“敢试、能试、可复盘”提供支撑。
其四,强化产学研视角,将真实工程约束引入课堂,如环境光干扰、热管理、可靠性与可维护性等,让学生在接近真实的场景中形成工程判断。
前景:随着制造业智能化升级与服务机器人加速发展,社会对复合型工程人才的需求日益旺盛。
以项目制学习为牵引、以实战考核为抓手、以师生共建评价体系为保障的教学方式,有望在更多交叉学科课程中推广。
一方面,它能倒逼教学内容与产业能力模型对齐,减少“学用脱节”;另一方面,学生在参与制定考核与标准的过程中,提升目标管理与自我评价能力,为未来科研攻关与工程实践奠定基础。
可以预见,围绕“真实任务—迭代优化—可验证成果”的培养链条,将成为高校推进新工科建设、提升人才培养质量的重要方向。
教育的本质在于唤醒潜能、启迪智慧。
同济大学这场特殊的期末考试,不仅是一场技术比拼,更是一次教育理念的生动实践。
当学生从知识的被动接受者变为学习的主动设计者,教育的真正价值便得以彰显。
在加快建设教育强国的征程中,这样的创新探索值得期待,也必将为培养更多拔尖创新人才开辟新路径。