基于機(jī)器人教育和比賽的學(xué)生創(chuàng)新能力

◎劉菊

基于機(jī)器人教育和比賽的學(xué)生創(chuàng)新能力

◎劉菊

學(xué)生提高科技創(chuàng)新能力，能幫助國家提高人口綜合素質(zhì)，從而有利于創(chuàng)新型國家的建成和發(fā)展。然而，當(dāng)前機(jī)器人比賽在組織和選拔大學(xué)生參與上面都存在一定的問題，尤其是在對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方面，還需要花出更多的時(shí)間與精力。筆者將在本文概述當(dāng)前學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性，并且闡明機(jī)器人教育的概念，并提出此類教育模式發(fā)展的方向，為基于機(jī)器人教育和比賽的學(xué)生創(chuàng)新能力研究，搭建整體的框架。

機(jī)器人教育概述

機(jī)器人教育是近年來流行的科學(xué)教育模式。簡而言之，就是讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)、制作機(jī)器人。并通過各個(gè)層次的機(jī)器人比賽，激發(fā)學(xué)生對于其設(shè)計(jì)和制作的興趣?，F(xiàn)有的，機(jī)器人教學(xué)并不是孤立的，而是圍繞著現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容和工具展開。依賴于近年來各個(gè)學(xué)校對于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)不斷重視，機(jī)器人教育作為一種新生事物，在實(shí)踐中被證明能夠提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，而被廣泛地應(yīng)用于學(xué)校的創(chuàng)新教育。

機(jī)器人教學(xué)的意義是重大的。首先，學(xué)校的機(jī)器人教學(xué)，幫助學(xué)生普及了關(guān)于機(jī)器人的知識，認(rèn)識到機(jī)器人及人工智能未來的發(fā)展趨勢。其次，學(xué)校普及機(jī)器人教育也可以從實(shí)踐層面培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力?？梢哉f，學(xué)校加強(qiáng)機(jī)器人教育的作用是多方面的。一方面是對學(xué)生宏觀眼界的開闊，一方面是對學(xué)生實(shí)踐操作能力的培養(yǎng)，最后是為我國未來的機(jī)器人科學(xué)發(fā)展培養(yǎng)了一大批可造之材。

學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要性

伴隨著社會(huì)的發(fā)展和我國人民物質(zhì)文化水平的日益提高，單純的課本教育已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的需要。如果僅僅讓學(xué)生掌握一些課本上的理論知識，將學(xué)生的思維孤立起來，而不和時(shí)代的發(fā)展相連接，那么則會(huì)對學(xué)生本身和社會(huì)產(chǎn)生重要的影響。首先，對于學(xué)生本身來說，要完成大學(xué)之后的就業(yè)，選擇更好的職業(yè)發(fā)展道路，必然要求所學(xué)習(xí)的知識和實(shí)踐相接軌，同時(shí)能夠有一定的思維創(chuàng)新能力滿足工作的需要。其次，對于企業(yè)和整個(gè)國家來說，剛剛畢業(yè)的學(xué)生在入職之后并沒有給企業(yè)帶來足夠的活力，學(xué)生在畢業(yè)之后因循守舊不投身于科學(xué)創(chuàng)新事業(yè)。必然會(huì)導(dǎo)致整個(gè)企業(yè)乃至整個(gè)國家的僵化。于是，教育界對于學(xué)生實(shí)踐能力的提高，以適應(yīng)快速變化的社會(huì)需要想出了一系列措施。機(jī)器人教學(xué)、人工智能教學(xué)、社會(huì)實(shí)踐教學(xué)等新型教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)然，新型的教育模式也依賴于理論的支持，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，需要站在巨人的肩膀上。只有實(shí)踐和理論相結(jié)合，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，才能幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)自身良好就業(yè)的目標(biāo)，才能幫助企業(yè)和國家擺脫僵化，實(shí)現(xiàn)良好發(fā)展的目標(biāo)。

針對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)基礎(chǔ)上的機(jī)器人教學(xué)

創(chuàng)新性的機(jī)器人教育教學(xué)方式。和傳統(tǒng)教師手拿粉筆，學(xué)生在講臺(tái)下聽課的傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，機(jī)器人教學(xué)沒有固定的教材也沒有統(tǒng)一的教學(xué)方式。但是，機(jī)器人教學(xué)涉及到的知識面是十分之廣泛的，不僅僅是機(jī)械工程，還涉及到計(jì)算機(jī)、通訊技術(shù)、人工智能等方面。學(xué)校在教學(xué)實(shí)踐中，將機(jī)器人教學(xué)和日常的教學(xué)穿插在一起，以小組合作的形式促進(jìn)學(xué)生的合作。同時(shí)，在小組間展開競賽，提升集體榮譽(yù)感，也滿足了學(xué)生之間爭強(qiáng)好勝的心態(tài)，幫助他們建立起對于機(jī)器人的興趣。除了小組合作教學(xué)之外，機(jī)器人教學(xué)也并非放任學(xué)生“自己干”，而是設(shè)置了專門的指導(dǎo)老師。該指導(dǎo)老師具有一定的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對于機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制造和最后的成功具備一定的知識經(jīng)驗(yàn)。什么樣子的問題，是同學(xué)們可以通過設(shè)計(jì)機(jī)器人去解決的，導(dǎo)師心中會(huì)有一個(gè)框架。當(dāng)然，有了人員的支持，學(xué)校還需要提供必要的場地和工具的支持。能夠讓老師和學(xué)生共同合作，通過現(xiàn)有工具去制作出一個(gè)機(jī)器人，能夠解決前期的問題，從而幫助學(xué)生們提高創(chuàng)新能力。

創(chuàng)新性的機(jī)器人比賽教育方式。目前，越來越多的學(xué)校開始承辦各類機(jī)器人比賽，由機(jī)器人燃起的一陣“星星之火”已成燎原之勢。機(jī)器人比賽形式和組織都是靈活多樣的，包括機(jī)器人乒乓球賽、機(jī)器人走迷宮、機(jī)器人跳遠(yuǎn)等。多樣化的主題選擇，讓機(jī)器人設(shè)計(jì)更具有開放性。學(xué)生們可以充分利用自己的發(fā)散性思維，去設(shè)計(jì)出多種多樣的機(jī)器人去滿足賽事組織人員的要求，并贏得最終的競技比賽。在賽事主題的開放性之外，賽事依然要有固定可行的規(guī)則。規(guī)則是對參賽者的整體規(guī)范，幫助參賽者提升自己的機(jī)器人制作能力，充分利用頭腦中的知識應(yīng)用于實(shí)際，保證參賽機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性。在機(jī)器人比賽規(guī)則制定中，也不能是一味生硬死板的條條框框。還要保證賽事的觀賞性和趣味性，可以將其以公開的方式舉行。機(jī)器人比賽也有嚴(yán)格的賽事規(guī)則,但它融趣味性、觀賞性、科普性為一體,通過完成比賽項(xiàng)目,使參賽者初步學(xué)會(huì)從科學(xué)技術(shù)的角度提出日常生活中的實(shí)際問題,激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)他們積極探索未知領(lǐng)域?？傊瑱C(jī)器人比賽是對學(xué)校機(jī)器人教學(xué)的總結(jié)和評價(jià)，也為今后同類教學(xué)實(shí)踐的發(fā)展提供寶貴參考依據(jù)。

大學(xué)生創(chuàng)新能力的提高，依賴于長期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的支持。當(dāng)前，機(jī)器人教育能夠幫助學(xué)生充分提高其整體空間的布局能力、硬件軟件的結(jié)合能力以及創(chuàng)新化思維模式的培養(yǎng)。對于學(xué)生的教育可以真正地走出課堂的呆板，走出實(shí)驗(yàn)室的定勢，走出被禁錮的思維，做出了突出的貢獻(xiàn)。同時(shí)，機(jī)器人教育還能夠增強(qiáng)學(xué)生們的合作能力，在競爭和合作中被培養(yǎng)成一個(gè)全面化的人才。

（作者單位：哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院）