“赛教融合”驱动的《机器人感知技术》课程教学模式构建研究
严飞 王之仓
随着人工智能、智能制造和智能无人系统技术的发展，机器人正由传统执行设备转向具备环境感知、自主决策和协同作业能力的智能系统。《机器人感知技术》作为机器人工程专业的重要课程，涉及传感器原理、内部状态感知、外部环境感知和多传感器信息融合等内容，具有较强的理论性和实践性。但传统教学多按传感器类型和章节展开，学生虽能掌握基本概念，却容易形成分散化理解，对其在移动机器人避障、智能小车循迹、视觉识别、状态估计等任务中的应用认识不足。
将“赛教融合”引入课程教学，能够为改革提供新思路。机器人竞赛任务具有目标明确、场景真实、综合性强等特点，能够将传感器应用、数据处理、系统调试和任务实现等环节串联起来。课程可围绕竞赛任务和智能无人系统应用场景，探索以赛引学、以项促教、以评导能的教学模式，引导学生从“理解传感器原理”走向“利用感知技术解决机器人问题”。
一、以赛引学：让感知知识嵌入真实机器人任务
《机器人感知技术》课程内容丰富，涵盖传感器基本概念、典型传感器原理、机器人内部状态感知、外部环境感知和多传感器信息融合等内容。这些知识构成机器人感知系统基础， 但在传统教学中，学生容易把不同知识点理解为相对独立的内容，难以思考其在真实机器人任务中的应用方式。
“赛教融合”的价值，在于为课程知识提供真实、具体的应用场景。将竞赛任务引入课程，不是简单要求学生参赛，也不是用竞赛训练替代课堂教学，而是把竞赛中的典型任务转化为课程案例和教学情境。例如，讲授超声波、红外或激光雷达时，可结合移动机器人避障和环境感知任务；讲授编码器、IMU 时，可联系机器人速度检测、姿态估计任务；讲授视觉传感器时，可引入智能小车循迹、标志物识别、目标检测等任务。
以赛引学的关键不在于追求竞赛成绩，而在于借助竞赛任务重塑学生的学习方式。通过将移动机器人避障、智能小车循迹、视觉目标识别、机器人状态估计、 多传感器融合判断等任务嵌入课程教学，可以使感知知识从抽象原理走向具体应用，引导学生从“学习某类传感器”转向“利用感知技术解决机器人任务问题”。
二、以项促教：让课程内容形成递进项目链条
“赛教融合”要真正进入课堂，需要转化为可组织、可实施、可评价的课程项目。对《机器人感知技术》课程而言， 项目化教学不是削弱理论讲授，而是以项目任务为纽带， 将传感器原理、 数据采集、信号处理、状态感知、环境感知和信息融合等内容串联起来，使课程形成由浅入深、由单点到系统的学习链条。
在课程内容设计上，可按照“基础理论—专项实验—综合项目”三个层次推进。基础理论层重点解决学生“懂原理”的问题；专项实验层重点解决学生“会采集、会分析、会验证”的问题，可在原有实验基础上强化机器人应用导向，如将光电传感器实验与循迹识别相联系，将图像识别和传感器信息融合实验与视觉目标检测和多源数据判断相联系。
综合项目层主要解决学生“会应用、会集成、会表达”的问题。该层次可面向竞赛任务和工程应用设置拓展项目，如移动机器人避障、运动状态感知、视觉目标识别、多传感器融合环境感知、智能小车综合感知系统设计等。学生在完成项目的过程中，经历任务分析、传感器选型、数据采集、程序设计、系统调试和结果展示，逐步建立机器人系统设计意识。
三、以评导能：让学习评价服务工程能力培养
课程评价是教学改革能否落地的重要环节。如果评价方式仍停留在作业、实验报告和期末考试上，学生容易把学习重点放在概念记忆和公式计算上，而忽视工程问题分析、系统方案设计、过程调试和团队协作等能力培养。因此，课程评价应从单一知识考核转向知识、能力和素养并重。
在理论评价方面，应保留对传感器原理、机器人内部与外部感知、多传感器信息融合等基础知识的考核。在实验与项目评价方面，应关注学生的数据意识、工程过程和任务完成质量。学生不仅要给出实验结果，还应说明传感器输出变化原因、测量方法适用条件以及实验误差对机器人任务的影响。对于移动机器人避障、视觉目标识别、多传感器融合等项目，可将评价重点放在任务理解、方案设计、传感器选型、功能实现和调试记录等方面。
在团队与展示评价方面，应引导学生重视协作过程和工程表达。机器人系统开发通常涉及硬件搭建、程序设计、数据处理、系统调试和汇报展示等环节。可通过小组分工表、过程记录、阶段汇报、组内互评等方式了解学生的参与情况；通过项目汇报、现场演示和课程答辩，训练学生表达沟通和工程说明能力。
“赛教融合”驱动的《机器人感知技术》课程教学模式构建，关键在于打通知识学习与工程应用之间的连接通道。通过以赛引学、以项促教、以评导能，将机器人竞赛任务和智能无人系统应用场景融入课程教学，可使传感器原理、状态感知、环境感知和信息融合等内容从抽象知识转向具体任务。后续还需完善竞赛案例库、项目任务库、实验平台和评价标准，使课程更好地服务于学生工程实践能力、创新意识和团队协作能力的培养。
（作者单位：西安邮电大学）