開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，人類進(jìn)入了高速發(fā)展的信息時(shí)代，這個(gè)時(shí)代需要有創(chuàng)新素質(zhì)的人才。目前，國內(nèi)國際對青少年機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)十分關(guān)注，國內(nèi)有“中國青少年機(jī)器人大賽”和“信息技術(shù)創(chuàng)新大賽”等，國際上有“國際奧林匹克機(jī)器人大賽”等。這為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神提供了一個(gè)很好的突破口，是一個(gè)非常有探究價(jià)值的問題。為此，筆者以為，通過開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神也是一個(gè)不錯(cuò)的研究課題。

一、開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)的必要性

（1）機(jī)器人知識(shí)普及的需要。要破除對機(jī)器人的神秘感，必須通過加強(qiáng)機(jī)器人學(xué)科教學(xué)，提高全社會(huì)對機(jī)器人的認(rèn)識(shí)。

（2）提高機(jī)器人應(yīng)用水平的需要。在開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)中，存在著搭建、編程、數(shù)字電路、控制器、管理維護(hù)、人機(jī)關(guān)系等一系有待處理的工作。只有操作者了解機(jī)器人的原理、結(jié)構(gòu)、功能、使用方法、注意事項(xiàng)，才能提高機(jī)器人的應(yīng)用效能。

（3）提高機(jī)器人研制能力的需要。機(jī)器人的研制，需要一大批懂得多學(xué)科知識(shí)的專業(yè)人才，這有賴于多形式多層次的機(jī)器人教育。

（4）深入開展信息技術(shù)教育的需要。開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)，一是避免片面強(qiáng)調(diào)軟件工具應(yīng)用技能的學(xué)習(xí)，而造成的程序設(shè)計(jì)思維脫離實(shí)際。二是避免重“軟”輕“硬”、重模仿輕創(chuàng)新、重理論輕實(shí)踐。

（5）與國際接軌的需要。一些發(fā)達(dá)國家機(jī)器人教育早已進(jìn)入課堂，要想趕超世界教育先進(jìn)水平，必須大力加強(qiáng)機(jī)器人創(chuàng)新教育。

（6）未來智能機(jī)器人時(shí)代的需要。據(jù)預(yù)測，21世紀(jì)中期，人類社會(huì)將全面進(jìn)入以智能機(jī)器人為代表的智能時(shí)代。開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)，有助于使我們不至于在機(jī)器人時(shí)代落伍。

二、開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)的措施

1.構(gòu)建機(jī)器人創(chuàng)新平臺(tái)，營造愉快的學(xué)習(xí)環(huán)境

通過開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)的平臺(tái)，學(xué)生們把學(xué)習(xí)機(jī)器人制作作為一種樂趣和發(fā)自內(nèi)心的一種愿望，所以他們才會(huì)自覺和積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。充分利用機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)的優(yōu)勢，可使學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)常處于興奮的狀態(tài)，思維活躍，反應(yīng)敏捷，在尋根究底中鍛煉思維能力，在求異思維中培養(yǎng)創(chuàng)新思維，引導(dǎo)學(xué)生不斷進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)，為培養(yǎng)創(chuàng)造性能力奠定基礎(chǔ)。

2.發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力是培養(yǎng)創(chuàng)新精神的前提

機(jī)器人的創(chuàng)新活動(dòng)是以解決具體問題的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行的，綜合利用學(xué)生自己所學(xué)過的數(shù)學(xué)、物理和信息技術(shù)等相關(guān)專業(yè)的知識(shí)，靈活地運(yùn)用到機(jī)器人創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動(dòng)中。如筆者指導(dǎo)“托舉福娃機(jī)器人的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)小組”時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)以下兩個(gè)問題：①托舉手臂在交接點(diǎn)插舉福娃時(shí)，由于過高不能準(zhǔn)確舉起福娃； ②由于機(jī)器人前端過輕，在啟動(dòng)與間斷運(yùn)行過程中前端容易翹起。通過學(xué)生的自主探究，摸索出改進(jìn)方法如下：①將前端用于支撐伺服電機(jī)的兩個(gè)五節(jié)模塊換成由一個(gè)一節(jié)模塊和一個(gè)三節(jié)模塊組成的兩組模塊，既能降低手臂高度，又能使機(jī)器人重心向前靠。 ②在不增加其他重量及充分利用機(jī)器人自身重量的前提下，將三個(gè)電池盒向前移且將其中一個(gè)固定在前端的五排九孔ABS上，達(dá)到重心前移的效果。經(jīng)過上述改進(jìn)后，機(jī)器人運(yùn)行穩(wěn)定，效果良好。通過機(jī)器人制作活動(dòng)，他們既有探究，又有協(xié)商；既有質(zhì)疑， 又有感悟；既有合作，又有個(gè)性突現(xiàn)的生動(dòng)活潑的自主探究模式，提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

3.定期開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)，積累創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)

定期組織機(jī)器人比賽活動(dòng)，活動(dòng)由同學(xué)們自己舉辦，自己制訂比賽規(guī)則，賽后參賽同學(xué)需要對自己的機(jī)器人作品的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行闡述。這種形式有效地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，豐富了學(xué)校文化生活，也展現(xiàn)了學(xué)生的創(chuàng)造才華。同時(shí)，鼓勵(lì)優(yōu)秀學(xué)生自愿報(bào)名參加各種類型的機(jī)器人大賽，激勵(lì)學(xué)生主動(dòng)探索、動(dòng)手實(shí)踐與創(chuàng)新，讓他們親身體驗(yàn)抽象的理論如何變成現(xiàn)實(shí)，體驗(yàn)成功的喜悅。

4.利用機(jī)器人教具，營造創(chuàng)新設(shè)計(jì)的環(huán)境

利用機(jī)器人模塊，搭建形態(tài)各異的機(jī)器人，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新新模型的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦和創(chuàng)新的能力。機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)中使師生在學(xué)習(xí)中隨時(shí)都可能產(chǎn)生一個(gè)驚喜、一種成功、一個(gè)期待、一個(gè)新思路的誕生。以機(jī)器人滅火的制作過程為例：學(xué)生用同樣的散件就能做出不相同的多種機(jī)器人，小組之間的互相啟發(fā)，互相激勵(lì)，使學(xué)生們投入廢寢忘食的制作，由此可見教學(xué)機(jī)器人以其創(chuàng)意無限的制作空間，激發(fā)師生無限的潛能。

5.舉辦機(jī)器人創(chuàng)新展，提升學(xué)生的創(chuàng)新思維

為了讓學(xué)生進(jìn)一步了解機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)，激發(fā)青少年對科學(xué)的興趣，啟迪他們的思維，學(xué)校定期舉行創(chuàng)新作品的展覽，把獲獎(jiǎng)的優(yōu)秀作品實(shí)物展覽，同學(xué)們利用課間自由參觀，消除了同學(xué)們對科技創(chuàng)新的神秘感，讓同學(xué)發(fā)現(xiàn)其實(shí)發(fā)明創(chuàng)造離我們很近，也許一個(gè)好的想法，一個(gè)好的點(diǎn)子就能成就一個(gè)小發(fā)明，小創(chuàng)造，極大的提高了同學(xué)們的制作創(chuàng)新作品的熱情。

三、開展機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)的成效

機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)中涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，結(jié)合新課程要求，以機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)為平臺(tái)，開展研究性作業(yè)、探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，使機(jī)器人走進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活。筆者對學(xué)生抽樣和對比調(diào)查，實(shí)踐證明：凡參加過機(jī)器人創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生，不僅僅是創(chuàng)新精神得到了提高，他們的整體綜合素質(zhì)都在原來的基礎(chǔ)上得到了提高。