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浙江大学:“漫不经心”散养恰是走心的教育

www.jyb.cn 2016年04月25日  来源:中国教育新闻网—中国教育报

  浙江大学永谦剧场的舞蹈排练厅,正被小型轮式足球机器人“占领”。每日酣战从早到晚,为了不让自然光影响机器人的视觉系统,宽大的窗帘厚实地挡住了屋外的春光。

  这是浙江大学机器人科教实验基地的新战场,出征今年机器人世界杯(Robocup)前,这里都将是小型轮式足球机器人的集训地。

  不同班学生共同成长

  去年“世界杯”前几个月,机器人科教实验基地的参赛队员被告知比赛场地扩大了一倍,新的要求使原有程序下的机器人行走未能达到预定效果。如何调整设计?实验室里忙成一团。指导教师控制学院熊蓉教授虽然提供了思路和参考文献,但具体的工程设计与实现全部交由学生独立完成。

  “本科生实验室里允许科研失误和探索失败,这反而能促进学生的科研进步。”熊蓉说。非传统竞争意义上的科研训练,让学生们在冰冷的机械、繁复的数据中发现知识不是简单重复,而是一次次新的开始。

  作为2016年出征德国“世界杯”学生领队金礼森说:“我们的科研学习没有个体竞争,成果不计成绩、不算学分,完全是依据兴趣和共同的目标从事研究与创新。”

  金礼森与其他成员一起,没日没夜地优化机器人的行走轨迹。大家凭借不同学科背景进行研究分析:软件组从计算机和控制研究领域出发,力求在人工智能编程上找方案;硬件组除了改变配重,使机器人的实际重心和几何重心逐渐重合外,还通过其他途径尝试重心矫正。就在这样不断实验、失败、磨合、再实验的集体攻关中,学生成功设计出新的技术路径,解决了机器人行走的问题。

  教师释放自由空间

  这种让学生自主研发的课堂模式经历过一段时间的探索。在正式成立实验基地的头几年,熊蓉一直尽心竭力地全盘跟踪着学生的研发,安排布置并检查每一项科研,但学生的成长速度却低于预期。如何才能让学生直面机器人研究的国际同行?这是熊蓉一直思索的问题。

  熊蓉感慨:“与其牵着学生当提线木偶,还不如使他们有更大的科研空间,有效激发学生的主动性和能动性。”之后的科研教学中熊蓉改变了思路,除了引导学生对问题的思考和提供必要的研究思路外,更多的时间主要是打造实践平台的建设。

  机器人研究是一门多学科交叉协同的领域,连续空间的人工智能使足球机器人的设计程序甚至比谷歌阿尔法围棋更为复杂。针对不同的科研问题,浙江大学机器人科教实验基地的教师团队不断更替着人员专业构成,包括聘请企业单位的相关技术工程师。

  曾加入这个实训基地的李川说:“不同领域老师的合作,增进了我们在学科交叉中的创新与研究。”学生更加受益的是,提高了他们研发的稳定性和可靠性。

  在竞赛中成长

  进攻球员夹住足球并弹射,球起越过行进中的防守球员……这样激烈的“彩虹过人”,小型轮式足球机器人通过编程引导,在1.5秒内即可完成,并熟练得用于各类足球赛场。

  检验一个机器人的行走水平在赛场,检验一个研究团队的研究能力也是在赛场。浙大小型轮式足球机器人曾经蝉联了两届“世界杯”冠军,战胜强劲对手的奥秘就在于不断拓展实验室的空间规模。于是课堂向海外延伸,学校鼓励学生参加在伊朗、日本、加拿大举办的机器人公开赛。

  每次比赛,熊蓉都会选择赛前离场,留出自主决策的空间,让学生“自由放牧”。“我们往往在比赛间隙,与各国选手进行互动。”金礼森说,“通过讨论,我们指出各方在设计上的优劣和改进方案。”这种以赛代练的模式,与其说是一场竞争,更可以理解为是一场技术促进和工艺改进的“嘉年华”。

  这个从设立之初就被定性为面向本科生的机器人科教实践基地,和浙江大学其他42个实验中心一样,打破传统实验课程仅“验证”的思维惯性,看似是漫不经心的散养,实则是在学科交叉、师生协作中共融成长。(通讯员 柯溢能)

  《中国教育报》2016年4月25日第6版



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{ 编辑:李烨 }

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