杭州超限教育綜合訊：在不久前結束的第18屆RoboCup機器人世界杯比賽中，中國科學技術大學自主研發(fā)的“可佳”智能服務機器人奪得冠軍。
這是我國服務機器人首次在國際服務機器人標準測試中排名第一，標志著我國服務機器人研發(fā)取得了歷史性突破。同時，該校還蟬聯(lián)多機器人2D仿真比賽冠軍。
“我們團隊的成員以研究生為主，他們大多數(shù)是本科期間就到實驗室參與研究的。”中國科大計算機學院機器人實驗室負責人陳小平教授自豪地說，他們培養(yǎng)的“土著”多次戰(zhàn)勝國際一流實驗室的高手。
實驗室成就“巔峰對決”
在巴西舉行的機器人世界杯大賽中，研究生王寧揚負責可佳機器人硬件的拆卸、裝配和維護等，為奪冠立下了大功。
王寧揚大一就參加了學�！癛oboGame機器人活動周”比賽。大二下學期，陳小平老師率隊在機器人世界杯大賽中取得冠、亞軍的優(yōu)異成績，回來后計算機學院組織宣講和實驗室參觀活動，更激發(fā)了王寧揚的熱情，便申請加入陳老師的實驗室。
陳老師讓研究生孫昊帶王寧揚，一開始給他簡單的任務，之后逐步加大難度。由于學校沒有開設機器人硬件方面的課程，王寧揚主要靠自學來彌補相關知識。他邊學習邊實踐，利用半年的課余時間設計了一種可佳機器人的機械臂。之后，王寧揚逐步成為骨干成員，參加可佳機器人整機研制、機器人底層的控制算法和通訊研究等工作。
“本科期間在陳老師實驗室里，邊學邊干，理論聯(lián)系實際，不僅學到了很多實用的東西，動手能力也大大增強�！蓖鯇帗P說。
在中國科大，機器人不僅作為一項前沿科學研究，而且被看成是人才培養(yǎng)的重要手段。陳小平所負責的機器人實驗室，從上世紀90年代末就開始選拔培養(yǎng)機器人方面的人才，并于2000年首次在澳大利亞舉辦的第四屆機器人足球世界杯上亮相，成為我國第一支參賽隊伍。
他們的具體做法是，面向本科生開設“機器人研討班”課程，以研討和上機實踐為主要教學手段，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新精神。課程結束后，有興趣的學生可以申請進入實驗室學習，一段時間后，再從中挑選能夠承擔比賽任務的學生，分配具體課題，開展研究工作。
“在這種培養(yǎng)機制下，有些學生很快就能獨當一面，王寧揚大四時就獨立承擔了可佳機器人硬件維護工作�！标愋∑秸f。截至目前，該實驗室已培養(yǎng)了51名博士和碩士。其中，作為競賽核心骨干的優(yōu)秀博士生，絕大多數(shù)是本科二年級就進實驗室學習的學生。陳小平發(fā)現(xiàn)，在本科階段練成出色的實驗能力，對于博士階段完成前沿創(chuàng)新研究具有極大的幫助。
如果說機器人世界杯是“巔峰對決”，那么該校一年一度的機器人活動周則是普及性的大學生課外科技活動，每年都吸引了數(shù)百名本科生參加。學生利用課余時間，自己動手設計程序、加工制造和組裝硬件，制作體現(xiàn)多學科交叉的機器人，然后進行比賽，為機器人研究培育了濃郁的氛圍。
“對學生參加科技競賽等課外科技活動，學校在經費等方面給予大力支持�！敝锌拼蟾毙ｉL陳初升表示，這些年來，在種種國內外著名的大學生科技競賽中，如RoboCup機器人世界杯、國際遺傳工程機器競賽等，總能看到中國科大學生爭金奪銀的身姿。
六級實驗體系渾然天成
陳錕是中國科大物理學院的研究生，他以第一作者身份在國際物理學頂尖期刊《物理評論快報》上發(fā)表了3篇論文。
陳錕本科期間上了《大學物理實驗》一至五級�！拔乙郧皹O端推崇理論的重要性，但一系列的實驗課使我意識到理論聯(lián)系實際是一件多么重要和有趣的事情，這對我來說是一種思維模式上的重建�！标愬K說，這種轉變決定了他后來在研究過程中偏愛使用計算機模擬。此外，“實驗課和理論課的進度很貼近，課堂上學到的抽象概念很快與物理實驗聯(lián)系起來，非常有利于培養(yǎng)物理直覺。”
據(jù)該校物理學院分黨委副書記、物理實驗教學中心負責人張增明教授介紹，作為首批國家級物理實驗教學示范中心和國家級精品資源共享課程，該校《大學物理實驗》是所有本科生的必修課，每年選課學生6000多人（在校本科生總數(shù)7400多人），實驗人時數(shù)每年達38萬，對全校學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)發(fā)揮了重要作用。
該校針對不同年級、不同專業(yè)的學生，按照難易程度構建起多層次、研究型的六級物理實驗教學體系，即“基礎實驗——設計性實驗—現(xiàn)代物理實驗技術—研究性實驗—專業(yè)基礎實驗—專業(yè)實驗”。
低年級的實驗課以激發(fā)學生學習興趣和訓練基本實驗技能為目的；高年級課程則以全方位的科研素養(yǎng)訓練和自主實驗為主，激發(fā)學生的創(chuàng)造力，提升他們的綜合素質。
其中，研究性實驗（四級）是培養(yǎng)本科生科研能力的重要課程。從查閱文獻、提出課題、實驗條件準備、實驗方案設計，到實驗操作、論文寫作、答辯等，都由學生自主完成，實驗室提供相關的實驗儀器和指導教師。每年全校大約有600名學生參加，選題是完全開放的，95%的學生的選題都與往年不同，這對指導老師也是很大的挑戰(zhàn)。
實驗教學中心還及時將最新前沿科研成果、研究方法轉化為教學實驗，實驗內容每年更新約20%。
例如，該校的量子通信相關實驗研究一直處于國際領先地位，潘建偉院士的研究團隊通過提煉，將他們在量子糾纏和量子編碼等方面的研究成果轉化為面上實驗，使高年級本科生能夠接觸到國際上最先進的實驗方法，自己動手實驗觀察了解深奧的量子現(xiàn)象。
此外，他們在調研摸底的基礎上將新生分類，開設基礎性開放性實驗，并改革基礎（一級）物理實驗教學，將每個實驗細化分解成基礎、進階、提高性實驗內容三部分，對不同基礎的學生作不同要求。而高年級的專業(yè)實驗課與研究生實驗課打通，實現(xiàn)了中學——大學——研究生物理實驗教學的無縫對接。
“物理實驗教學是我校實驗教學改革的一個縮影。實驗教學中心的有些設備已達到科研級水平，學生掌握了這些手段就能很快進入科研�！苯虅仗幐碧庨L湯家駿說，有些研究性實驗如果實驗教學中心做不了，就到學校集中力量打造的理化科學實驗中心等6大公共實驗中心去做。
“大學生研究計劃”舉重若輕
在中國科大，學生可以根據(jù)自己的興趣，自由選擇校內或中科院相關研究機構的導師和課題，利用一個暑假或一學年的業(yè)余時間完整地參加一個科研項目，完成后可得4個學分。
這項被稱為“大學生研究計劃”的項目已實施十年，將學生進實驗室、課題組從事科研活動納入本科生教學計劃之中，每屆本科生中超過一半學生參加，約30%的學生還將研究成果公開發(fā)表。
信息學院2011級王牧可謂創(chuàng)新小“超人”。由于對李驁老師的《生物醫(yī)學基礎》課感興趣，他報名參加大二暑期大研計劃時，想做生物信息學方面的研究。
但由于對該方向不太了解，首先是選題遇到很大困難。在仔細研讀了李老師推薦的幾篇論文并商討后，才確定課題——“基于治療前后癌癥基因組數(shù)據(jù)的變異檢測算法的研究”。
由于《概率論》、《隨機過程》這兩門課還沒上，王牧就在暑假前有重點地自學，為課題相關的數(shù)學建模打下基礎。
研究過程中，當對模型的理解和應用產生疑惑時，起初通過查閱資料解決問題，但效率低下，有時理解會出現(xiàn)偏差，甚至犯了原則性錯誤。之后，王牧主動與老師多討論，工作效率和工作方向的準確性大大提高。
“做科研的過程和要求與平時上課完全不同，大研計劃讓我提前領略到了如何做科研，這種經歷和體驗為今后科研方向選擇提供了寶貴的參考�！蓖跄琳f。
“科大的定位是培養(yǎng)科技領域的拔尖人才，激發(fā)學生的學習探索熱情，打下寬厚扎實的理論基礎，培養(yǎng)較強的創(chuàng)新實踐能力，是我校教學改革的主線�！标惓跎硎�，中科大自1963年有第一屆畢業(yè)生以來，本科畢業(yè)生中當選兩院院士的有59人,享有“千生一院士”的美譽，這說明我校學生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)是卓有成效的。