基于機器人教育和比賽的學生創新能力

◎劉菊

基于機器人教育和比賽的學生創新能力

◎劉菊

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

機器人教育概述

機器人教育是近年來流行的科學教育模式。簡而言之，就是讓學生自己設計、制作機器人。并通過各個層次的機器人比賽，激發學生對于其設計和制作的興趣。現有的，機器人教學并不是孤立的，而是圍繞著現有的教學內容和工具展開。依賴于近年來各個學校對于學生創新能力的培養不斷重視，機器人教育作為一種新生事物，在實踐中被證明能夠提高學生的創新能力，而被廣泛地應用于學校的創新教育。

機器人教學的意義是重大的。首先，學校的機器人教學，幫助學生普及了關于機器人的知識，認識到機器人及人工智能未來的發展趨勢。其次，學校普及機器人教育也可以從實踐層面培養學生的動手操作能力。可以說，學校加強機器人教育的作用是多方面的。一方面是對學生宏觀眼界的開闊，一方面是對學生實踐操作能力的培養，最后是為我國未來的機器人科學發展培養了一大批可造之材。

學生創新能力培養的重要性

伴隨著社會的發展和我國人民物質文化水平的日益提高，單純的課本教育已經不能滿足社會發展的需要。如果僅僅讓學生掌握一些課本上的理論知識，將學生的思維孤立起來，而不和時代的發展相連接，那么則會對學生本身和社會產生重要的影響。首先，對于學生本身來說，要完成大學之后的就業，選擇更好的職業發展道路，必然要求所學習的知識和實踐相接軌，同時能夠有一定的思維創新能力滿足工作的需要。其次，對于企業和整個國家來說，剛剛畢業的學生在入職之后并沒有給企業帶來足夠的活力，學生在畢業之后因循守舊不投身于科學創新事業。必然會導致整個企業乃至整個國家的僵化。于是，教育界對于學生實踐能力的提高，以適應快速變化的社會需要想出了一系列措施。機器人教學、人工智能教學、社會實踐教學等新型教學模式應運而生。當然，新型的教育模式也依賴于理論的支持，發揮學生的創新能力，需要站在巨人的肩膀上。只有實踐和理論相結合，發揮學生的創新能力，才能幫助學生實現自身良好就業的目標，才能幫助企業和國家擺脫僵化，實現良好發展的目標。

針對學生創新能力培養基礎上的機器人教學

創新性的機器人教育教學方式。和傳統教師手拿粉筆，學生在講臺下聽課的傳統教學模式不同，機器人教學沒有固定的教材也沒有統一的教學方式。但是，機器人教學涉及到的知識面是十分之廣泛的，不僅僅是機械工程，還涉及到計算機、通訊技術、人工智能等方面。學校在教學實踐中，將機器人教學和日常的教學穿插在一起，以小組合作的形式促進學生的合作。同時，在小組間展開競賽，提升集體榮譽感，也滿足了學生之間爭強好勝的心態，幫助他們建立起對于機器人的興趣。除了小組合作教學之外，機器人教學也并非放任學生“自己干”，而是設置了專門的指導老師。該指導老師具有一定的實踐教學經驗，對于機器人的設計、制造和最后的成功具備一定的知識經驗。什么樣子的問題，是同學們可以通過設計機器人去解決的，導師心中會有一個框架。當然，有了人員的支持，學校還需要提供必要的場地和工具的支持。能夠讓老師和學生共同合作，通過現有工具去制作出一個機器人，能夠解決前期的問題，從而幫助學生們提高創新能力。

創新性的機器人比賽教育方式。目前，越來越多的學校開始承辦各類機器人比賽，由機器人燃起的一陣“星星之火”已成燎原之勢。機器人比賽形式和組織都是靈活多樣的，包括機器人乒乓球賽、機器人走迷宮、機器人跳遠等。多樣化的主題選擇，讓機器人設計更具有開放性。學生們可以充分利用自己的發散性思維，去設計出多種多樣的機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則。規則是對參賽者的整體規范，幫助參賽者提升自己的機器人制作能力，充分利用頭腦中的知識應用于實際，保證參賽機器人運行的穩定性。在機器人比賽規則制定中，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。機器人比賽也有嚴格的賽事規則,但它融趣味性、觀賞性、科普性為一體,通過完成比賽項目,使參賽者初步學會從科學技術的角度提出日常生活中的實際問題,激發其學習興趣,引導他們積極探索未知領域。總之，機器人比賽是對學校機器人教學的總結和評價，也為今后同類教學實踐的發展提供寶貴參考依據。

大學生創新能力的提高，依賴于長期實踐經驗的支持。當前，機器人教育能夠幫助學生充分提高其整體空間的布局能力、硬件軟件的結合能力以及創新化思維模式的培養。對于學生的教育可以真正地走出課堂的呆板，走出實驗室的定勢，走出被禁錮的思維，做出了突出的貢獻。同時，機器人教育還能夠增強學生們的合作能力，在競爭和合作中被培養成一個全面化的人才。

（作者單位：哈爾濱遠東理工學院）