你以為，大學(xué)的期末作業(yè)還停留在寫論文、做PPT的“常規(guī)操作”？在同濟(jì)大學(xué)有一門課程的期末考試,絕對(duì)讓你耳目一新——學(xué)生自主設(shè)計(jì)考試內(nèi)容，師生共同制定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。這門課正是國豪書院為2024級(jí)未來技術(shù)班推出的項(xiàng)目制課程《機(jī)器人結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)控制》。

近日，一場(chǎng)充滿創(chuàng)新與挑戰(zhàn)的“機(jī)器人實(shí)戰(zhàn)大考”就此拉開——

在國豪書院西南樓4002活動(dòng)室內(nèi)，40余名學(xué)生組成了八支隊(duì)伍，他們通過自主搭建的機(jī)器人和現(xiàn)場(chǎng)編程能力，展開了一場(chǎng)高水平的“機(jī)器人抓取物塊挑戰(zhàn)賽”。這場(chǎng)比賽不僅是《機(jī)器人結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)控制》課程的期末答卷，更是項(xiàng)目制學(xué)習(xí)（PBL）成果的精彩展示。

比賽設(shè)計(jì)別具匠心，分為“基礎(chǔ)任務(wù)項(xiàng)”和“滿分沖刺項(xiàng)”兩個(gè)環(huán)節(jié)?；A(chǔ)任務(wù)中，各組需通過無線遙控控制機(jī)械臂在15分鐘內(nèi)，完成對(duì)不同尺寸、不同顏色物塊的抓取與精準(zhǔn)放置，行進(jìn)路徑中還需進(jìn)行角度旋轉(zhuǎn)——看似簡(jiǎn)單的動(dòng)作，實(shí)則對(duì)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)控制的精度提出了較高要求。從毫米級(jí)的抓取誤差到毫秒級(jí)的旋轉(zhuǎn)響應(yīng)，每一個(gè)細(xì)節(jié)都在考驗(yàn)學(xué)生的專業(yè)功底。

滿分沖刺環(huán)節(jié)更將比賽推向高潮。無攝像頭組需在機(jī)器人無外部視覺傳感器的情況下，實(shí)現(xiàn)“盲堆”物塊并疊成特定形狀；機(jī)器人有攝像頭組則挑戰(zhàn)更高難度的視覺識(shí)別抓取，讓機(jī)器人擁有“眼睛”，在復(fù)雜的路線中進(jìn)行自主識(shí)別和避障，考驗(yàn)每一組同學(xué)對(duì)編程知識(shí)的熟練運(yùn)用。此外，現(xiàn)場(chǎng)還有移動(dòng)平臺(tái)型機(jī)器人的加入，將活動(dòng)范圍從固定點(diǎn)拓展至整個(gè)平面，這一學(xué)科交叉與技術(shù)探索，為傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用開辟了新可能。

比賽過程中，突如其來的“棘手問題”挑戰(zhàn)著學(xué)生的應(yīng)變能力。視覺組的同學(xué)遇到了意想不到的“對(duì)手”——教室的燈光。光線變化導(dǎo)致顏色識(shí)別出現(xiàn)偏差，他們不得不現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整算法參數(shù)?！叭绾卧诙虝r(shí)間內(nèi)化險(xiǎn)為夷？這比在實(shí)驗(yàn)室里難多了！”陳怡瑾同學(xué)說起比賽現(xiàn)場(chǎng)還意猶未盡。

抓取力度的控制、程序的突然卡頓……平時(shí)課堂上提到的理論難題，在實(shí)戰(zhàn)中變得無比真實(shí)。還有一組同學(xué)的機(jī)械臂突然過熱導(dǎo)致程序卡頓，全組在10分鐘內(nèi)迅速分工：有人“尋蟲”排查代碼，有人測(cè)試硬件連接，有人想辦法降溫……這種在真實(shí)項(xiàng)目中錘煉出的抗壓能力和協(xié)作精神，正是學(xué)院倡導(dǎo)的核心素養(yǎng)之一，同學(xué)們的精彩表現(xiàn)贏得了現(xiàn)場(chǎng)師生的陣陣掌聲。

“這場(chǎng)比賽作為期末考試的主要形式，是我們主動(dòng)向授課老師提出來的，沒想到老師們欣然接受了，還稱贊了我們的想法！”班長彭怡焱激動(dòng)地說。“聽說我們的建議后，書院立刻給予支持，購買了所有設(shè)備?！崩蠋熯€鼓勵(lì)同學(xué)們給自己的好友發(fā)邀請(qǐng)函，請(qǐng)他們來現(xiàn)場(chǎng)一同見證學(xué)業(yè)成果。為了將平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)“真槍實(shí)彈”地發(fā)揮在這場(chǎng)比賽上，全班準(zhǔn)備了將近一個(gè)月，這份實(shí)實(shí)在在的成就感，也讓這場(chǎng)期末考變成了師生共同的成長儀式。

“比成績(jī)更重要的是創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?！闭n程指導(dǎo)老師、機(jī)械工程與機(jī)器人學(xué)院胡宗杰表示?！皺C(jī)器人是一個(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，同學(xué)們通過親手搭建屬于自己的機(jī)器人，并設(shè)計(jì)程序完成代碼的編寫，不僅能培養(yǎng)全局觀和系統(tǒng)觀，還能在創(chuàng)新過程中自驅(qū)成長，這都是傳統(tǒng)課堂教育無法給予的?！?/p>

在比賽規(guī)則設(shè)計(jì)上，老師們下足了功夫?；A(chǔ)任務(wù)項(xiàng)確保所有學(xué)生都能參與并完成，滿分沖刺項(xiàng)則根據(jù)不同機(jī)器人的特性設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生自由選擇、大膽嘗試。這種“有梯度”的設(shè)計(jì)，既保護(hù)了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，又激發(fā)了他們的探索欲。

“以賽促學(xué)是這門課程的鮮明特色?！焙蠋熝a(bǔ)充道，“比賽能激發(fā)學(xué)生有新想法，是一個(gè)很好的激勵(lì)方式。我們和學(xué)生一起討論，設(shè)計(jì)合理的規(guī)則，營造‘既賽又學(xué)’的氛圍，讓學(xué)生通過比賽學(xué)習(xí)，而非單純追求結(jié)果。”這種“在做中學(xué)”的理念，讓理論知識(shí)真正“活”了起來。

《機(jī)器人結(jié)構(gòu)與動(dòng)力學(xué)控制》這門課的知識(shí)體系覆蓋廣泛，涉及機(jī)器人學(xué)基礎(chǔ)、工程圖學(xué)、控制理論及MATLAB等工具軟件的使用。為系統(tǒng)化覆蓋這些內(nèi)容，教學(xué)團(tuán)隊(duì)由胡宗杰、李國欣、伍光宇、簡(jiǎn)冰聰、冉璐嘉五位老師組成，分別負(fù)責(zé)不同模塊的教學(xué)，確保知識(shí)傳遞的全面性與專業(yè)性。談及課程的下一步計(jì)劃，胡老師表示，“我們將把產(chǎn)業(yè)應(yīng)用中的實(shí)際問題引入課堂，作為項(xiàng)目制課程的重要組成部分。”

原標(biāo)題：《期末考什么、怎么考、如何評(píng)分？同濟(jì)這門課由學(xué)生“定制”》

欄目主編：徐瑞哲

本文作者：解放日?qǐng)?bào) 李蕾