机器人实战期末考,同济学生自己来“定制”

青年报·青春上海记者 刘晶晶
你以为大学的期末考还停留在写论文、做PPT的“常规模式”?在同济大学,有一门课的期末考试彻底打破了这种想象——学生自己设计考什么、师生共同决定怎么评。这就是国豪书院为2024级未来技术班开设的项目制课程《机器人结构与动力学控制》。一场充满创意与对抗的“机器人实战大考”,在这里激情上演。
◆ 期末考什么、怎么考?学生说了算! ◆
走进国豪书院西南楼4002活动室,气氛火热。40余名学生组成的八支战队,正凭借自己搭建的机器人和现场编程的能力,展开一场高规格的“机器人抓取物块挑战赛”。这不仅是《机器人结构与动力学控制》课程的期末答卷,更是一次项目制学习(PBL)成果的生动亮相。
比赛设计独具巧思,分为“基础任务”与“满分冲刺”两大环节。基础任务中,各队需在15分钟内,通过无线遥控操纵机械臂,抓取并精准放置不同尺寸、不同颜色的物块,中途还得完成角度旋转。动作看似简单,实则对机器人动力学控制的精度要求极高——从毫米级的抓取偏差,到毫秒级的旋转响应,每个细节都在考验学生的真功夫。
满分冲刺环节,将现场气氛推向高潮。无摄像头组要在机器人没有“眼睛”的情况下,实现“盲堆”物块并叠出指定形状;而有摄像头组则挑战更高阶的视觉识别抓取,让机器人自主识别、避障,在复杂路线上灵敏穿梭。更有移动平台型机器人登场,将作业范围从固定点扩展到整个平面,生动体现了学院鼓励学科交叉与技术探索的理念,也为传统工业机器人的应用打开了新思路。
赛场瞬息万变,意外接二连三。视觉组的同学就遭遇了意想不到的“对手”——教室灯光。光线变化导致颜色识别产生偏差,他们不得不争分夺秒现场调试算法。“短时间内化险为夷,可比在实验室里难多了!”赛后,学生陈怡瑾回想起来仍兴奋不已。
抓取力度不稳、程序突然卡顿……课堂上讲过的理论难题,在实战中变得无比真实。有一组同学的机械臂因过热导致程序“罢工”,全队迅速在10分钟内分工协作:有人负责“捉虫”查代码,有人检测硬件连接,还有人想办法给设备降温……这种在真实项目中淬炼出的抗压能力与团队精神,正是学院致力培养的核心素养。
◆ “比分数更重要的,是自主创新的能力” ◆
“把比赛作为期末考试的主形式,其实是我们主动向老师提议的,没想到老师不但爽快答应,还夸我们有想法!”班长彭怡焱语气中透着自豪,“书院听说后也全力支持,迅速采购了所有设备。”老师们还鼓励学生邀请好友到场,共同见证学业成果。为了把平时所学“真刀真枪”地展现在这场比赛里,全班足足准备了一个月。这份沉甸甸的成就感,让期末考变成了一场师生共同成长的仪式。
“比成绩更重要的,是创新能力的养成。”课程指导教师、机械工程与机器人学院胡宗杰告诉记者,“机器人是一个极其复杂的系统。同学们从零开始搭建属于自己的机器人,并编写程序、调试代码,不仅能培养系统思维和全局观,更能在创新过程中实现自我驱动——这是传统课堂难以给予的。”在规则设计上,教学团队也费尽心思:基础任务确保人人可参与,冲刺任务则依机器人特性量身定制,鼓励学生自由选择、大胆突破。这种“有梯度”的设计,既呵护了创新萌芽,也点燃了探索欲。
“以赛促学是这门课的鲜明特色。”胡宗杰说,“比赛能激发新想法,是一种很好的激励。我们和学生一起讨论规则,营造‘既赛又学’的氛围,让大家通过比赛去学习,而不是单纯追逐输赢。”这种“在做中学”的理念,真正让知识“活”了起来。
据了解,《机器人结构与动力学控制》课程知识体系涵盖广泛,涉及机器人学基础、工程图学、控制理论及MATLAB等工具。为系统化覆盖这些内容,教学团队由胡宗杰、李国欣、伍光宇、简冰聪、冉璐嘉五位老师组成,分模块授课,确保知识传递的专业与全面。“未来我们希望能深化产教融合,加强与企业合作,把产业中的真实问题带进课堂,作为项目制课程的重要内容。”胡宗杰展望道。
在国豪书院西南楼里,悬挂着许多弘扬科学家精神的标语。未来技术班的学子们就在这般浓厚的氛围中,探索前沿科技,承载着国家对于高水平科技自立自强的期待。正如本科生院院长、国豪书院院长尹学锋在比赛总结时所言:“希望同学们不仅是项目的参与者,更能成为技术的定义者与开发者,努力成长为引领未来的科技创新领军人才。”
青年报·青春上海记者 刘晶晶
编辑:陆天逸
来源:青春上海News—24小时青年报
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