中學(xué)機(jī)器人的創(chuàng)新教育教學(xué)

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摘要：近年來(lái)，國(guó)家積極推行新課程改革，其中特別強(qiáng)調(diào)了學(xué)校應(yīng)當(dāng)創(chuàng)新教學(xué)理念與教學(xué)方法，開展創(chuàng)新教育，將教學(xué)任務(wù)的重心放在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力上面。本文主要以中學(xué)機(jī)器人課堂教學(xué)為研究對(duì)象，探究如何開展機(jī)器人創(chuàng)新教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：中學(xué)機(jī)器人；創(chuàng)新教育；教學(xué)模式；創(chuàng)新能力

隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力已經(jīng)成為決定一個(gè)國(guó)家發(fā)展和進(jìn)步的核心因素，這就需要當(dāng)代年青應(yīng)當(dāng)擁有高的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。所以在中學(xué)機(jī)器人教學(xué)當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生腦力和操作能力的開發(fā)，通過(guò)創(chuàng)新教學(xué)理念和教學(xué)方法充分培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，將學(xué)生培養(yǎng)成為時(shí)代所需要的創(chuàng)新實(shí)踐型人才，現(xiàn)重點(diǎn)探究中學(xué)機(jī)器人創(chuàng)新教學(xué)的開展策略。

一、激發(fā)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

俗話說(shuō)：“興趣是最好的老師”，興趣能夠給予學(xué)生強(qiáng)大的推動(dòng)力，使得學(xué)生愿意主動(dòng)去思考和學(xué)習(xí)，對(duì)于教學(xué)質(zhì)量的提高具有非常深遠(yuǎn)的意義。中學(xué)生的好奇心比較重，常常對(duì)于外界新鮮事物感到比較好奇，愿意主動(dòng)認(rèn)識(shí)事物、探究事物，所以在中學(xué)機(jī)器人教學(xué)中，教師也應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)[1]。教師可以首先向?qū)W生展示那些先進(jìn)的機(jī)器人產(chǎn)品和實(shí)驗(yàn)成果，或者帶領(lǐng)學(xué)生去觀看高規(guī)格的機(jī)器人比賽實(shí)況，讓學(xué)生能夠親身體會(huì)到先進(jìn)機(jī)器人的無(wú)窮魅力，以此來(lái)激發(fā)學(xué)生對(duì)于機(jī)器人的學(xué)習(xí)興趣。其次，教師可以在課堂上多向?qū)W生介紹一些有趣的機(jī)器人，比如面孔機(jī)器人、Actroid機(jī)器人、阿特拉斯機(jī)器人等等，教師通過(guò)向?qū)W生全面地介紹這些世界知名的機(jī)器人，可以讓學(xué)生產(chǎn)生憧憬和向往之情，然后促使學(xué)生主動(dòng)地投入到機(jī)器人的學(xué)習(xí)當(dāng)中。學(xué)習(xí)興趣是創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的起點(diǎn)，所以教師應(yīng)當(dāng)通過(guò)各種方式讓學(xué)生對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生濃厚的興趣，才能讓學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行思索、探究和學(xué)習(xí)，中學(xué)機(jī)器人創(chuàng)新教學(xué)才有可能獲得成功[2]。

二、自主探究，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

除了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，教師還應(yīng)當(dāng)在教學(xué)中重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立性、自主性，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生質(zhì)疑，并且主動(dòng)地去探究問(wèn)題。首先教師應(yīng)當(dāng)通過(guò)多媒體教學(xué)設(shè)備向?qū)W生介紹經(jīng)典的教學(xué)案例，使得學(xué)生能夠充分地理解和掌握機(jī)器人的工作原理。其次，在學(xué)生掌握基本的原理以后，教師應(yīng)當(dāng)改變教學(xué)方式，不再向?qū)W生展示完整的作品，以免學(xué)生只懂得模仿。教師可以擬定機(jī)器人將要實(shí)現(xiàn)的功能，然后讓學(xué)生自己去思考，想要實(shí)現(xiàn)這些功能，具體需要哪些機(jī)械部件、感應(yīng)器件和動(dòng)作器件，學(xué)生可以以小組為單位，在小組內(nèi)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(jī)器人，那么可以將機(jī)器人設(shè)計(jì)成用“腳”走路的機(jī)器人，也可以用坦克的“履帶”幫助機(jī)器人走路，也可以在機(jī)器人底部裝上“車輪”等等。僅僅只是一個(gè)簡(jiǎn)單的設(shè)定，就可以產(chǎn)生這么多的奇思妙想，所以教師應(yīng)當(dāng)為學(xué)生預(yù)留充足的思考空間，讓學(xué)生能夠充分發(fā)揮自己的想象力去設(shè)計(jì)獨(dú)一無(wú)二的機(jī)器人。最后，教師要在課堂上引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真地挖掘有價(jià)值的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生按照正確的思路去解決問(wèn)題。除此之外，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生大膽質(zhì)疑，使學(xué)生能夠?qū)κ挛锸冀K保持積極健康的懷疑態(tài)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(shuō)出錯(cuò)誤的方案，然后讓學(xué)生來(lái)找出錯(cuò)誤，對(duì)于最快找出錯(cuò)誤的同學(xué)給予一定的獎(jiǎng)勵(lì)。

三、勤于實(shí)踐，提升創(chuàng)新能力

俗話說(shuō)：“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，當(dāng)學(xué)生產(chǎn)生了創(chuàng)新意識(shí)，教師就應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生將創(chuàng)新的想法投入到實(shí)踐當(dāng)中，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐過(guò)程中不斷觀察問(wèn)題、思考問(wèn)題、尋求問(wèn)題的解決方案，只有讓學(xué)生能夠有效地將理論與實(shí)踐結(jié)合在一起，才能真正提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。例如，教師以“避障機(jī)器人”為主題開展機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)就能充分了解到剛開始設(shè)計(jì)的機(jī)器人在遇到障礙物以后只會(huì)后退，只有通過(guò)合理的調(diào)試才能讓機(jī)器人在碰到障礙后不是后退而是稍稍轉(zhuǎn)彎再繼續(xù)前行；又或者學(xué)生可以在探究實(shí)踐活動(dòng)中讓機(jī)器人懂得靈活地躲避多個(gè)障礙物；又或者學(xué)生可以設(shè)計(jì)功能，讓機(jī)器人在成功規(guī)避障礙物之后，用發(fā)出聲音或者轉(zhuǎn)圈的方式表示自己的成功。在“避障機(jī)器人”的題目剛剛提出時(shí)，很多學(xué)生并不能瞬間聯(lián)想到這么多有趣的想法，而是在實(shí)踐過(guò)程中通過(guò)認(rèn)真地思索和探究，才能迸發(fā)出新的靈感，所以機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展具有非常重要的意義。除了讓日常教學(xué)中，讓學(xué)生多多參與機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)之外，教師還可以讓學(xué)生去參加正規(guī)的機(jī)器人競(jìng)賽，一方面機(jī)器人競(jìng)賽的比賽主題非常有趣，同時(shí)設(shè)計(jì)方案的要求不受限制，所以學(xué)生可以通過(guò)各種渠道來(lái)完成機(jī)器人比賽的各項(xiàng)要求，這對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新思維的開發(fā)具有非常重要的意義；另一方面，真實(shí)的比賽能夠給予學(xué)生正面的壓力，使得學(xué)生能夠百分百投入到比賽當(dāng)中，是一種激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的方式。同時(shí)在競(jìng)賽過(guò)程中，學(xué)生需要先將比賽的主題和規(guī)則轉(zhuǎn)化為實(shí)際的技術(shù)問(wèn)題，然后對(duì)每一個(gè)技術(shù)問(wèn)題可能產(chǎn)生的結(jié)果做出多種假想和預(yù)測(cè)，然后在保證機(jī)器人可以穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出切實(shí)可行的方案，最后通過(guò)團(tuán)隊(duì)的通力合作將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為實(shí)際的機(jī)器人作品，整個(gè)過(guò)程對(duì)于學(xué)生的理論基礎(chǔ)、動(dòng)手能力和創(chuàng)新思維都有相當(dāng)高的要求。所以機(jī)器人競(jìng)賽對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，是不可多得的鍛煉平臺(tái)，教師應(yīng)當(dāng)積極地鼓勵(lì)學(xué)生參與到競(jìng)賽當(dāng)中，同時(shí)從多個(gè)方面給予學(xué)生充分的幫助，使得學(xué)生可以朝著成功的方向大步邁進(jìn)。

四、總結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)器人教學(xué)是近年來(lái)才興起的新興教學(xué)，但是它在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力方面至關(guān)重要，所以教師一定要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)理念和教學(xué)模式，在課堂上科學(xué)的引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生，使得學(xué)生能夠自主建構(gòu)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，通過(guò)各種方式開展創(chuàng)新教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

參考文獻(xiàn)

[1]王海芳,李鋒,任友群.關(guān)于中小學(xué)機(jī)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(xué)機(jī)器人課堂教學(xué)中創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].教學(xué)探索與應(yīng)用,2015,(4):49-52.

作者:趙靈芝 時(shí)秀娟 單位:山東省汶上縣素質(zhì)教育基地