同济大学创新教学改革:学生自主设计期末考试 项目制学习成果集中呈现

"期末考什么、怎么考、如何评分"长期是高校教学管理的难题。传统考核过度依赖标准化答题,容易引导学生"会做题"而非"会解决问题";只看结果不看过程,也难以真实反映学生的工程素养与创新能力。近日,同济大学国豪书院在《机器人结构与动力学控制》课程期末考核中作出探索:学生参与提出考核方案,师生共同完善规则与评分体系,以现场"机器人抓取物块挑战赛"作为主要评估方式,将课堂知识直接放到复杂真实情境中检验。 面向机器人等前沿领域的人才培养——知识更新快、系统耦合强——单靠期末纸笔或汇报往往难以覆盖关键能力:系统集成、现场调试、误差分析、团队协同、应急处置等。在项目制学习背景下,如果考核仍停留在"写报告、做展示",学生可能在表达上得分,却在工程实现上缺少锤炼。 机器人是高度综合的系统,涉及结构设计、动力学建模、控制算法、传感与视觉、软件工程等多环节协同。能力培养不只依赖课堂讲授,更依赖在真实约束下的反复迭代:硬件误差、环境光变化、通信延迟、温升与负载波动等都会改变最终效果。因此课程团队将期末考核嵌入实战场景,并在规则上引入梯度设计:既保证每名学生都有可达成的基础目标,又为能力更强、方案更复杂的团队设置更高上限,鼓励差异化创新。让学生参与"定题定标",也有助于提升学习主体性,使评价从"被动应试"转向"共同定义目标与标准"。 在国豪书院活动室内,40余名学生组成8支队伍,通过自搭建机器人与现场编程完成挑战。基础任务要求在规定时间内实现对不同尺寸、不同颜色物块的抓取与精准放置,并在路径中完成角度旋转,考验控制精度与响应速度。更的"满分冲刺"环节分化为不同技术路线:有的团队在缺少外部视觉传感器条件下完成"盲堆"叠放,有的团队引入摄像头进行视觉识别与路径避障,还有移动平台型机器人将作业范围从固定点扩展到平面空间。 比赛中出现的"现场变量"恰恰构成对能力的真实检验。光照变化影响颜色识别,迫使团队在限定时间内调整算法参数;机械臂温升导致运行卡顿,团队需迅速分工排查代码、检查硬件连接并采取降温措施。这类突发情况难以在静态考试中呈现,却是工程实践的常态。通过将过程表现、问题诊断与改进策略纳入评分讨论,课程考核更接近真实科研与产业场景的评价逻辑:不仅看"做出来没有",也看"为什么能做出来、遇到问题如何处置、方案是否可复用"。 评价改革能否落地,关键在规则是否清晰、标准是否可执行。该课程采用"基础任务+冲刺任务"的结构:基础任务确保参与度与达成度,避免把考核变成少数团队的"技术秀";冲刺任务鼓励根据机器人特性选择挑战,允许不同路线竞争同一目标,形成"有标准、也有空间"的评价框架。教学组织层面提供必要资源保障,并通过邀请观摩等方式增强学习的公开性,使成果展示与过程评价相互促进。 从更长远看,以实战任务为牵引的考核方式,契合新工科对"跨学科、强实践、重创新"的培养取向。随着机器人、智能制造等领域加速迭代,高校课程评价需要从"知识点检验"走向"能力场景检验",从"一次性分数"走向"全过程证据"。未来可在保障学术规范与公平性的前提下,改进过程性记录、代码与结构的可追溯评审、团队贡献的量化方式,并加强与科研课题、企业真实需求的对接,让学生在更接近真实应用的任务中形成可迁移的工程方法论。通过评价方式的系统改革,有望带动教学内容、实验平台、师资协同等环节的联动升级,形成可复制、可推广的经验。

这场机器人实战大考,不仅是期末考核的创新尝试,更是我国工程教育从"知识传授"向"能力培养"转型的生动体现;当学生从被动的知识接受者变为主动的问题解决者,当考场从封闭的教室延伸到开放的实践场地,高等教育的育人成效正在发生质的转变。这启示我们:人才培养模式的创新没有终点,只有持续回应时代需求、尊重教育规律,才能真正培养出适应民族复兴大任的创新型人才。