中學機器人的創新教育教學

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摘要：近年來，國家積極推行新課程改革，其中特別強調了學校應當創新教學理念與教學方法，開展創新教育，將教學任務的重心放在培養學生的創新能力上面。本文主要以中學機器人課堂教學為研究對象，探究如何開展機器人創新教學，培養學生的創新能力。

關鍵詞：中學機器人；創新教育；教學模式；創新能力

隨著時代的進步和發展，創新意識和創新能力已經成為決定一個國家發展和進步的核心因素，這就需要當代年青應當擁有高的創新精神和創新能力。所以在中學機器人教學當中，應當重視學生腦力和操作能力的開發，通過創新教學理念和教學方法充分培養學生的創新思維，將學生培養成為時代所需要的創新實踐型人才，現重點探究中學機器人創新教學的開展策略。

一、激發興趣，培養創新意識

俗話說：“興趣是最好的老師”，興趣能夠給予學生強大的推動力，使得學生愿意主動去思考和學習，對于教學質量的提高具有非常深遠的意義。中學生的好奇心比較重，常常對于外界新鮮事物感到比較好奇，愿意主動認識事物、探究事物，所以在中學機器人教學中，教師也應當重點激發學生的學習興趣，培養學生的創新意識[1]。教師可以首先向學生展示那些先進的機器人產品和實驗成果，或者帶領學生去觀看高規格的機器人比賽實況，讓學生能夠親身體會到先進機器人的無窮魅力，以此來激發學生對于機器人的學習興趣。其次，教師可以在課堂上多向學生介紹一些有趣的機器人，比如面孔機器人、Actroid機器人、阿特拉斯機器人等等，教師通過向學生全面地介紹這些世界知名的機器人，可以讓學生產生憧憬和向往之情，然后促使學生主動地投入到機器人的學習當中。學習興趣是創新意識和創新能力培養的起點，所以教師應當通過各種方式讓學生對機器人產生濃厚的興趣，才能讓學生主動地進行思索、探究和學習，中學機器人創新教學才有可能獲得成功[2]。

二、自主探究，培養創新思維

除了激發學生的學習興趣，教師還應當在教學中重點培養學生的獨立性、自主性，引導學生產生質疑，并且主動地去探究問題。首先教師應當通過多媒體教學設備向學生介紹經典的教學案例，使得學生能夠充分地理解和掌握機器人的工作原理。其次，在學生掌握基本的原理以后，教師應當改變教學方式，不再向學生展示完整的作品，以免學生只懂得模仿。教師可以擬定機器人將要實現的功能，然后讓學生自己去思考，想要實現這些功能，具體需要哪些機械部件、感應器件和動作器件，學生可以以小組為單位，在小組內共同討論方案，最終向教師提交一份可行的方案。例如，教師擬定功能——行走的機器人，那么可以將機器人設計成用“腳”走路的機器人，也可以用坦克的“履帶”幫助機器人走路，也可以在機器人底部裝上“車輪”等等。僅僅只是一個簡單的設定，就可以產生這么多的奇思妙想，所以教師應當為學生預留充足的思考空間，讓學生能夠充分發揮自己的想象力去設計獨一無二的機器人。最后，教師要在課堂上引導學生認真地挖掘有價值的問題，引導學生按照正確的思路去解決問題。除此之外，教師還要鼓勵學生大膽質疑，使學生能夠對事物始終保持積極健康的懷疑態度，而不是一味聽從教師的安排。例如，教師可以故意在課堂上說出錯誤的方案，然后讓學生來找出錯誤，對于最快找出錯誤的同學給予一定的獎勵。

三、勤于實踐，提升創新能力

俗話說：“實踐是檢驗真理的唯一標準”，當學生產生了創新意識，教師就應當讓學生將創新的想法投入到實踐當中，讓學生能夠在實踐過程中不斷觀察問題、思考問題、尋求問題的解決方案，只有讓學生能夠有效地將理論與實踐結合在一起，才能真正提升學生的創新能力。例如，教師以“避障機器人”為主題開展機器人創新實驗活動，學生通過實踐活動就能充分了解到剛開始設計的機器人在遇到障礙物以后只會后退，只有通過合理的調試才能讓機器人在碰到障礙后不是后退而是稍稍轉彎再繼續前行；又或者學生可以在探究實踐活動中讓機器人懂得靈活地躲避多個障礙物；又或者學生可以設計功能，讓機器人在成功規避障礙物之后，用發出聲音或者轉圈的方式表示自己的成功。在“避障機器人”的題目剛剛提出時，很多學生并不能瞬間聯想到這么多有趣的想法，而是在實踐過程中通過認真地思索和探究，才能迸發出新的靈感，所以機器人實踐活動對于學生創新能力的發展具有非常重要的意義。除了讓日常教學中，讓學生多多參與機器人實踐活動之外，教師還可以讓學生去參加正規的機器人競賽，一方面機器人競賽的比賽主題非常有趣，同時設計方案的要求不受限制，所以學生可以通過各種渠道來完成機器人比賽的各項要求，這對于學生創新思維的開發具有非常重要的意義；另一方面，真實的比賽能夠給予學生正面的壓力，使得學生能夠百分百投入到比賽當中，是一種激發學生創造力的方式。同時在競賽過程中，學生需要先將比賽的主題和規則轉化為實際的技術問題，然后對每一個技術問題可能產生的結果做出多種假想和預測，然后在保證機器人可以穩定運行的基礎上，設計出切實可行的方案，最后通過團隊的通力合作將創意轉化為實際的機器人作品，整個過程對于學生的理論基礎、動手能力和創新思維都有相當高的要求。所以機器人競賽對于學生來說，是不可多得的鍛煉平臺，教師應當積極地鼓勵學生參與到競賽當中，同時從多個方面給予學生充分的幫助，使得學生可以朝著成功的方向大步邁進。

四、總結語

綜上所述，機器人教學是近年來才興起的新興教學，但是它在培養學生創新意識和創新能力方面至關重要，所以教師一定要轉變傳統的教學理念和教學模式，在課堂上科學的引導和啟發學生，使得學生能夠自主建構知識，發現問題并解決問題，通過各種方式開展創新教學，培養學生的創新能力。

參考文獻

[1]王海芳,李鋒,任友群.關于中小學機器人教育的思考與分析[J].全球教育展望,2009,38(4):81-84.

[2]吳媚.中學機器人課堂教學中創新能力的培養[J].教學探索與應用,2015,(4):49-52.

作者:趙靈芝 時秀娟 單位:山東省汶上縣素質教育基地