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中学机器人课堂教学中创新能力培养 　　摘 要：是否具备创新能力已成为当今社会评价人才的重要标准，培养具有创新精神和创新能力的人才是我们教育领域当前的重要任务。机器人课堂教学正契合新课改的要求，作者针对相关问题谈及如何在机器人课堂教学中培养学生的创新能力。 　　关键词：机器人；中学课堂教学；创新能力 　　中图分类号：G424.21 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2012）20-0049-03 　　随着时代的进步和发展，创新意识和创新能力已成为一个国家国际竞争力和国际地位最重要的决定因素，我国到2050年左右赶上或超过世界发达国家，要能实现这个目标就需要现在的年青一代富有创新精神和创新能力。《基础教育课程改革纲要》中明确提出要求：要加强课程内容与学生生活及现代社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验；要让学生通过实践，增强探究和创新意识，学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力。教学实践使我们发现，只有激发学生的兴趣，挖掘学生的综合潜能，提高学生的动手实践能力，才能培养出适应时代需要的创造性人才。 　　机器人涉及机械、电子、传感、计算机、人工智能等领域，是现代科技发展的前沿，它在生活中的应用早已被人们广泛熟知，它的很多神奇而精彩的表现常常被人们津津乐道，也深深地吸引了青少年的目光；机器人教学中强调动脑与动手相结合，通过思考、设计、制作、试验等过程使学生获得知识和能力的发展，在课程改革如火如荼的今天，机器人教育为培养创新实践型人才提供了另一个崭新的发展平台。笔者就如何在机器人课堂中培养学生的创新能力谈一谈自己的看法。 　　一、激发兴趣，培养创新意识 　　中学生正处于对新鲜事物倍感好奇的年龄阶段，好奇心是其认识事物、探究事物根源的“内驱力”，所以，调动兴趣、营造氛围对学生学习机器人有着至关重要的作用。作为兴趣入门，可以让学生欣赏世界领先水平的机器人产品和实验成果，还可以让学生观看高规格的机器人比赛实况，通过让学生感受先进机器人的无穷魅力来激发学生探索奥秘的欲望。 　　机器人比赛融趣味性、观赏性、科普性于一体，学生的??趣非常浓厚。去年，笔者在开始机器人教学时，就将2009年亚太大学生机器人大赛的比赛实况作为第一节课的主要内容。当年的比赛规则是机器人“抬轿子”，要求机器人穿过层层障碍，将“机器人乘客”送达终点，“乘客”到达终点后必须击打上、中、下依次摆放的三面胜利鼓，而最先击中三面鼓的参赛队获胜。有些国家代表队，在“将机器人乘客抬上轿”这第一个环节就很不顺利，短短几十秒的比赛，对方选手早已抵达终点，而这些代表队的“机器人乘客”却迟迟无法上轿，各队机器人表现悬殊，使学生在头脑中产生了大大的一个问号，也许这时他们头脑中所具备的知识还不能解释这一切，但是，想揭开其中奥秘的种子却在此时播下了。在最终的冠军争夺中，冠军队和亚军队的机器人乘客几乎同时在终点处下轿，但是，冠军队的机器人乘客以迅雷不及掩耳之势一齐伸出三条胳膊同时击中三面胜利鼓，而亚军队的机器人乘客却是由上而下分三次伸出胳膊击打三面鼓，以不到1秒的差距，屈居亚军，此时的教室里一片哗然，大家一致为冠军队的创意拍手叫好。激烈的比赛结束了，留给学生的是好奇、疑问、摩拳擦掌、跃跃欲试，学生在看到抽象的比赛规则经过参赛者的努力后，能够从无到有变成稳定运行的机器人实体，不由得发出由衷的感慨，对参赛选手的聪明才智佩服得五体投地，同时也流露出对机器人学习的憧憬和向往。创新能力是基于创新意识和创新思维基础之上的，创新意识的培养又以兴趣为起点，只有让学生对机器人产生浓厚的兴趣，他才会主动地进行思索和探究，创新之路也就会变为可能。 　　二、自主探究，培养创新思维 　　要能创新，单凭兴趣远远不够，还需具备创新思维，创新思维的培养要求在教学中注重培养学生的独立性、自主性，引导学生对问题进行探究和质疑。在学生开始学习时，我们可以通过模仿范例来让学生理解机器人的工作原理，这种方式比较直观，学生通过模仿可以快速获得成功的体验，这对于初学者来说非常重要。但在经过1—2个范例的学习之后，教师就要改变教学方式，避免要求学生将完成的作品进行完整的展示，这种整体展示的方式虽然可以启发学生的思路，但最后学生的作品几乎与教师展示的雷同，具有创新的作品很少。对于学生来说，模仿学习可以让他们较为顺利地完成任务，但这只是表象，本质上，模仿是一种动作技能的简单重复，严重制约了学生思维能力的发展，在机器人学习过程中，我们更应重视智慧技能的挖掘和培养。 　　在实际教学中，让学生根据机器人将要实现的功能，自己确定实现这些功能需要什么机械部件、感应器件和动作器件，每名学生开动脑筋，写出自己的结论，在小组内讨论其可行性，形成小组意见后，提交全班进行讨论，最终由教师来帮助定夺，给出合理的解释。以“行走机器人”为例，有的学生由