小学科学无人车制作的教学探究

林汉强

【摘要】无人车制作是一门具有综合性、前瞻性、创造性、实践性的新学科，运用全新的教学模式，结合新颖有趣的传感器，让各种独特的传感器组合起来成为一个完整的无人车，再通过程序命令让进行完成指定的行驶任务，进一步激发学生创新思维的整合。

【关键词】无人车制作;创新能力;小学教育;课程改革

随着祖国的高科技领域快速发展，青少年科技素质教育越来越被重视。机器人课程的引进，进一步丰富小学科学教学的多元化，促进课程改革的全面覆盖。无人车教学是一门全新学科，新的课堂教学模式对于学生来说充满着吸引力。它涵养了科学、数学等多个领域的组合。如何各种独特的传感器组合起来成为一辆完整的无人车，再通过程序命令让完成指定的行驶任务。通过这样一系列的操作，锻炼学生的创新思维，培养他们对科技的热爱，将成长为优秀的科技人才。以下，笔者对创新能力培养视角下小学科学无人车制作的教学探究进行一些尝试和研究。

一、无人车机器人教学提升创新能力

无人车教学属于新型的实践类课程，不同于传统单一的灌输教学模式，它涵养了科学、数学以及机械等多个学科。要求学生要了解机器人结构组建，认识各种传感器的功能及其使用方法，会用使用电脑进行编程设计，得出最佳的方案，并完成比赛的指定任务。这一系列的训练提高学生对科技的认识，进一步培养学生科技创新能力。

（一）好奇——创新的源泉

爱因斯坦曾经说过：“兴趣是最好的老师。”学生在自己感兴趣的领域环境下学习，洞察力灵敏，记忆水平提升，想象角度广泛，创新意识丰富。无人车机器人教学课程如何激起学生的学习兴趣，是提升学生的创新意识的重点。

1.认识传感器

无人车的驾驶是一种全新的概念，它的整个车的结构需要全自动化，不需要人为去操作，而是通过各种不同的传感器共同去完成行驶任务。每种传感器都有它独特的功能都能激发学生对智能机器人的好奇感。让学生了解无人车机器人工作原理及组成（如：拼装各种零部件、认识各种传感器及其应用方法、通过编程序来给无人车机器人命令、控制机器人完成指定任务），从而为学生进一步学习智能机器人领域打下良好的基础。

2.传感器的作用

小学生都是喜欢玩中学，活动中为他们提供各种有趣的电子元件（如图3-1：超声波、Led灯、马达、寻迹传感器等如右图），然后组装成一台无人车。而且要使无人车机器人能模仿发挥出真车的相应功能，学生除了要正确组装无人车外，还须为无人车编写程序。这个任务对学生来说是一种挑战，而接受挑战的过程对于学生而言就是一个有趣的游戏——学生必须主动去发现问题，分析任务，解决问题。

通过这些有趣好玩的传感器及其神奇的功能，激发了学生的好奇心，让学生的思维更加活跃，积极性也会更高。只有在充满好奇的环境下，学生的创新能力才能得到充分的涌现，成为源源不断的创新源泉。

（二）操作——创新的动力

小学生的天性就喜欢动手玩操作，在这个过程中完成一种独立思考的能力。苏霍姆林斯基曾说过“儿童的智慧在他的手指尖上”。这个看似简单动手操作涵括了多种感官协调，让思维更好地活跃起来。这样的活动让学习者主动参与其中，做到在学中做，做中乐的一个完美过程。学生拿在手里的资源往往都是一些零部件，功能独立的传感器。在一定指引下，根据机器人任务要求，结合自己思考、设计去动手完成整体构造，这个过程可视为一个“集零成整”的过程。在无人车教学过程中，我们只为学生提供零碎的部件，让学生自己动手把一个个独立的传感器按一定的顺序拼装起来。

这样的操作流程，对于小学生来说充满着吸引力，“集零为整”的拼装过程，充分激起学生的求知欲，并全方位地思考传感器的使用，探索各个传感器之间的相互作用及用法，更好地培养了他们的创新能力。通过动手操作，原本独立的部件被学生有效地组织起来，并拼装成一个完整的成品，这样的一个过程，使学生的创新能力得到充分的激发和提升。

（三）实践——创新的桥梁

实践是检验成效的最好方法，学生在竞赛实践中将处于一种独立的状态，在竞赛过程当中你只能靠自己，你的应变能力，你的智慧，你的小心脏能否承受住压力。这样的一种锻炼机会是学生进步的最好平台，更能架起学生科技创新的桥梁。

无人车机器人比赛是一种模拟真实场景的无人车接力项目，竞赛任务如右图，整个流程分为公交过程中会出现千奇百怪的问题，遇到那么多的问题，就需要学生去应变、去思考，无人车机器人教学是一门新型的实践类学科。不同于传统单一的灌输教学模式，通过体验式、合作式的探究学习这一新的学习模式。它要求学生要了解机器人结构组建，认识各种传感器的功能及其使用方法，会用使用电脑进行编程设计，还要观察无人车机器人的运行情况，进行调试、修改、反思、完善，得出最佳的方案。一定程度上提高了学生的耐心和克服困难的品质。从制作理念到作品的成功并完成任务，凝结了教师和學生的智慧与辛劳。同学们在开发的过程中也学到了很多新知识，借助无人车机器人教学这门课程，相信不久的将来就会有更多创新思维的青年脱颖而出，成为祖国高科技发展需要的后备人才。

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（责任编辑：邓俊文）