第一篇：创客教育之机器人教学对学生创新能力培养的实践与研究课题实施方案
创客教育之机器人教学对学生创新能力
培养的实践与研究
实施方案
一、课题的提出
“创客运动”流行于欧美国家的同时，也在中国的校园里兴起，清华大学、同济大学、深圳大学等高校和一些中小学，有的创设了“创客空间”，有的开设了“创客”课程，呵护并激发学生的创新热情，为学生提供“让想象落地”的平台。
通过“创客”活动和课程，学生们可以接触最前沿的技术，并将想法动手实现。在碰撞、分享的自主、开放氛围中，他们的想象力被激发、创新能力被培养，而这恰恰是当前中国教育的薄弱环节。在信息时代，电子技术与计算机技术、信息技术是密不可分的，机器人就是电子技术和信息技术相结合的杰作。近年来，随着机器人足球比赛、机器人灭火、机器人创意、机器人跳舞等与机器人相关的活动的开展，越来越多的科技人员和教育工作者也加入到这一结合了电子、机械和人工智能技术的活动中，使过去科幻小说中遥不可及的机器人成为青少年手中控制自如的作品。
智能机器人是现代高科技的集成体，是21世纪的科技至高点之一。一些发达国家已把智能机器人比赛作为创新教育的战略性手段。智能机器人集成了数学、力学、机械、电子、自动控制、传感器、通信、计算机、人工智能，是众多领域的高科技，能有效培养学生的动手能力、创造能力和协作精神。
目前我市正在进行新一轮的基础教育课程的改革，信息技术课程也正面临着改革与创新，而引入智能机器人教育将给信息技术教育带来新的活力。当前在我国中小学已开展的智能机器人教育主要还局限于课外兴趣小组活动，目的是为了学生能参加各种比赛而开设的。在信息技术教育日益普及的形势下，为了能让更多的学生能参与到这一活动中来，我们教学第一线的教育工作者有必要对能否在小学阶段信息技术课当中开设智能机器人教学进行研究。
二、指导思想
在辩证唯物主义思想指导下，以教育部《基础教育课程改革（纲要）》为依据，运用现代教育理论和现代信息技术，开展中小学机器人教育的研究与实践，实现素质教育的人才培养目标。
三、研究的目标与内容 研究内容：
1、机器人课程体系的内涵研究；
2、机器人课堂教学模式研究；
3、机器人课外教学活动研究；
4、区域性机器人教学教研平台建设与应用研究；
5、机器人教学活动模块化研究；
6、智能机器人教材，软件和网络课程建设研究；、7、机器人教具、学具开发；
8、机器人教学与校内科技创新活动研究。目标：
知识方面：了解机器人软件工程、硬件结构、功能与应用等方面的基本知识。
能力方面：能进行机器人程序设计与编写，能拼装多种具有实用功能的机器人，能进行机器人及智能家电的使用维护，能自主开发软件机器人。
情感方面：培养对人工智能技术的兴趣，真正认识到智能机器人对社会进步与经济发展的作用，积极参加机器人编程比赛、机器人足球赛、机器人百科知识赛等各种课外活动。
研究如何在小学阶段以班级授课模式让“机器人”教育走进学校课堂。
研究智能机器人在课堂教学中的管理与教学模式，及教学评价。研究如何把“机器人”教育与现有的信息技术教学结合。
四、研究方法
研究方法：
1、文献研究法：广泛查阅文献资料，包括国内外各种机器人校本课程建设文献等。
2、问卷调查法：了解学习者的学习者的
信息素养、协作学习能力。
3、访谈法：访谈法是研究者寻访被研究者并且与其进行交谈的一种活动。由于质的研究涉及到人的理念、意义建构和语言表达，因此“访谈”变成为质的研究中一个十分有用的收集资料的方法。
4、行动研究法：由与问题有关的所有人员共同参与研究和实践，对问题情景进行全程干预，并在此实践活动中找到有关理论依据及解决问题的研究方法。
五、研究步骤 实施步骤：
1、准备阶段（2017.3---2017.4）（1）成立课题组。
（2）收集资料与理论研修，加强国内外机器人教学资料收集，加强课程理论、教学设计理论、教学科学研究方面的理论的学习。
（3）开展调研，组织子课题申报。对本校机器人教学活动的情况开展专题调研，在此基础上组织子课题申报、认定工作。
2、实施阶段（2017.4----2018.2）
（1）制定方案：制定整体实验研究方案，聘请专家对课题实验方案进行修改、完善、充实并最终完成子课题结题报告。
（2）子课题开题报告：召开由课题组、区教委负责同志和有关专家参加的开题会议，落实实验工作任务并邀请专家做专题报告。
（3）按子课题实验任务和目标，组织教师、学生开展课题实验工作。
（4）课题组开展教学研讨，组织优秀论文、课例评比活动等并
推荐优秀论文、课例在相关刊物上发表。
3、总结阶段（2018.3---2018.4）
（1）在理论与实践研究的基础上，分析各类实验数据，收集、整理、汇总实验研究成果。
（2）撰写实验研究报告，出版研究成果。
（3）子课题结题报告会。聘请有关专家、课题负责人及有关行政领导出席，对实验进行现场评审，鉴定和验收。
六、研究预期成果
探索正确的“智能机器人”与信息技术相结合的教学新模式。在活动中，学生不仅可以学到有关机械、电子、计算机等技术知识，更可以帮助他们培养良好的生活习惯、掌握技能：如与人的沟通与合作、对他人的尊重、毅力与自信心的树立及时间的合理分配、利用率，了解自己的兴趣所在，为将来走上社会，面对新的挑战做好充分的准备。（1）收集实验老师的论文。（2）收集实验老师的优秀教案。（3）校本课程
七、成果形式（1）论文集
（2）研究报告
八、课题组人员及分工 课题组长： 于树强
于树强 具体负责课题的组织学习，参与撰写课题的研究方案、研究报告等
徐洪元 具体承担课题的实验研究，参与撰写课题的研究方案、研究报告等
田通 具体承担课题的实验研究，参与撰写课题的研究方案、研究报告资料收集等
李艳艳 具体承担课题的实验研究，材料整理工作等 苑姗姗 具体承担课题的实验研究，材料整理工作等
第二篇：黄荣怀-创客教育与学生创新能力培养
黄荣怀：创客教育与学生创新能力培养
2016-09-18摘要：创客教育是传统课堂教学的有效补充之一，具有促进知识学习、实践能力和创造力培养的潜在可能性。文章简要地回顾了我国“创客运动”的发展过程，对创新能力和智力发展进行了探究，总结了基础教育各学段学生认知发展和科学素养的特征，探讨了基础教育中创客教育的发展途径。文章认为，创客教育在小学、初中和高中阶段应根据学生认知发展和科学素养采用不同策略，从“玩”中学、“做”中学到基于真实情境的“干”中学可能是其分阶段的方式选择。
引言
创新是全人类文明进步的源泉和不竭动力，国家创新型人才的培养历来是世界各国教育的重点。在各国的教育系统中，有的国家专门设立培养创新能力的学校，如日本的SSH（Super Science High School，科学重点高中）；有的国家设立专门的项目机构，如美国的项目引路PLTW和德国跨地区特别领域研究（SFB/TR）项目组。不管是专门的以学校教育方式还是以项目的方式，其目标都是为了培养学生的创新能力。我国政府也高度重视学生创新创业能力的培养。2015年11月19日，刘延东副总理在第二次全国教育信息化工作会议上强调，“要积极探索信息技术在创业大学+、创客教育、开发微课堂这些方面的应用，着力提升学生的信息素养和创业创新能力，培养健康积极的网络文化，促进学生的全面发展。”当前，创客教育是国家大力倡导的信息技术教育应用的重要领域，而创客教育的发展与学生创业创新能力的培养密切相关。本文简要地回顾了我国创客运动的发展过程，对创新能力和智力发展进行了探究，总结了基础教育各学段学生认知发展和科学素养的特征，在此基础上探讨了基础教育中创客教育的发展途径。一 创客与创客文化 1 创客的前世今生
“创客（Maker）”这个词被广泛传播要归功于美国《连线》杂志前任主编克里斯·安德森。创客是一类具有一定专门领域的知识储备和创新、实践和交流意识的人，他们出于自己的兴趣爱好，在一定的技术支持下将创意转变为现实[1]。尽管“创客”作为一个专有名词被普遍接受是近年来的事，但实际上古今中外从来不乏创客和创造精神。中华民族是一个富有创造力的民族，从中国古代的“四大发明”到新中国成立初期农业技术的革新，无不处处体现着广大人民的创造精神。在古代，“创客”们发明了指南针、火药、造纸术和活字印刷术，推动了世界文明的进步，在世界科技发展史上占有重要地位。在新中国建国初期，面对农业生产落后的局面，1959年，党中央和毛泽东同志提出了争取在十年左右的时间内，基本上完成我国农业机械化的伟大号召。这个号召立即得到全党和全国人民的热烈响应，一个农业技术革新和技术革命运动的高潮随之兴起。新中国的“创客”们研制了水稻收割机，大大提高了谷物收割效率，节约了人力物力。除此之外，还有越来越多的业余无线电爱好者和航模爱好者们成立俱乐部，他们不仅设计了各种实用作品，同时也创办自己的刊物，如《无线电》、《航空模型》等科普杂志，借以交流创意、分享设计原理。
在当下，“互联网+”开启了创新创业的高潮，互联网时代赋予“创客”新的思维方式和创造模式。广大创客在3D打印机、Arduino创意电子平台、创意机器人等各种创客工具和技术的支持下，制作了一系列诸如智能家居、植物工厂、机器人乐队等新奇实用的创意作品，并且通过创客制汇节（Maker Fair）以及创客联盟组织的创客赛事进行交流和分享。2 创客文化
创客文化（Maker Culture）是基于技术的DIY文化延伸而来的亚文化，主要体现在利用电子器件、机器人、3D打印、CNC数控工具甚至更为传统的金工、木工和工艺美术，创造新的物品或弥补现存物品的不足[2]。创客文化强调非正式的、网络化的、同伴协助的以及由趣味性和自我实现所激发的共享性学习，并且鼓励对技术的创新应用。创客们勇于尝试在诸如传统金属加工、书法、影视制作和计算机编程等不同领域之间的跨界。因此可以说，创客文化就是一种开放共享、跨界、试错和快速迭代的文化。创客社区中的交互和知识共享，通常依托于社交媒体工具形成资源库和信息共享与创意交流的社交渠道（如创客空间）。清华大学李正风教授[3]认为，当下正在兴起的创客运动有四个文化基因，即强调共享和攻克技术难题的黑客文化、让创意变成现实的DIY文化、强调批判性的设计和创造性的跨界合作文化。
创客文化吸引了教育者的兴趣。教育者期望通过创客教育为学生提供一种创新性的、更具吸引力的学习方式，使得知识的学习与学生的实际生活和需求相关，从而激发学生的学习兴趣和动机。目前我国各省纷纷成立创客联盟，其目的在于为中小学提供一系列的支持，推动创客教育的发展。创客联盟应该考虑如何为更广大的教师和学生提供创客资源，包括创客设计案例、创客工具和材料、创客教师专业培训等。值得注意的是，目前社会上已经出现了很多民间发起的网上创客资源分享活动和教师研修活动。未来，随着创客联盟的发展，会有更多的社会和企业资源被整合起来，协同推进创客教育的发展。二 智力发展与创客教育的价值 成功智力：分析智力、创造性智力和实践性智力
智力（Intelligence）起源于拉丁语动词“Intelligere”，指对事物的理解和感知。目前关于智力的定义还没有形成统一的认识。较有代表性的定义有：1994年，有52位研究者在《华尔街日报》发表了一篇题为《关于智力的主流科学》的文章，认为“智力是一种一般心理能力，它包括推理、计划、解决问题、抽象思维、理解复杂概念、快速学习和从体验中学习的能力。智力并不仅仅指书本学习所需要的一种狭隘的学院式技能或应试技能，而是一种广泛而深刻的感知和理解周围世界的能力”[4]；1995年，美国心理科学协会科学董事会（The Board of Scientific Affairs of the American Psychological Association）发表研究报告《智力：已知和未知》（Intelligence: Knowns and Unknowns），指出“个体在理解复杂的概念，有效地适应环境，从体验中进行学习，以及进行不同形式的推理、通过思考克服困难等方面存在着差异性，这些差异性在不同个体间可能是非常显著的，但也并非一成不变，同一个人的智力表现可能因场合和情境的不同而变化，并且评价的指标也可能不同”[5]。
尽管对于智力的理解可能在不同的文化和语境下会有不同，但是在智力层面总有一些相同的要素决定一个人能否取得成功。斯滕伯格[6][7]认为，人类个体的成功智力是由相互连接的三边关系组合的智力统合体，各边代表一种智力成分，边长因人而异，形成智力的个体差异；三种智力成分为：分析性智力、创造性智力和实践性智力，如图1所示。
图1 斯滕伯格提出的成功智力三元理论
（1）分析性智力又称成分智力，指对学术性问题的分辨、解决以及计算的能力。分析性智力对于分辨问题和解决问题具有重要作用。大多数学校教育中的考试所测试的就是分析性智力。
（2）创造性智力又称经验智力，是运用已有经验解决新问题、整合不同观念所形成的创新能力。具有较高创造性智力的人比具有较低创造性智力的人能够更好地适应新的环境、解决新的问题，并且在多次解决某个问题之后能够启动自动化的问题解决程序，节约心理资源。（3）实践性智力又称情境智力，是在日常生活中应用学得的知识经验解决生活实际问题的能力。实践性智力主要体现在生存能力与常识的应用，人们需要根据具体的文化历史情境进行调整或改变。个体能否对于其所在的环境进行适应以满足日常需求的有效性，在一定程度上反映了实践性智力的高低。
以上所提到的分析性智力、创造性智力和实践性智力是斯滕伯格关于智力的核心论述。斯腾伯格[8]指出，仅仅在其中一个智力成分上有突出表现并不能保证个体取得成功，成功的人士通常需要在分析性智力、创造性智力和实践性智力三个方面同时具有较高的表现。本文认为斯滕伯格的成功智力三元理论能够较好地解释和支撑创客教育的发展。创客教育与成功智力
通过斯滕伯格所提出的成功智力三元理论的视角来反思目前的教育教学，我们不难发现学校教育中所强调和培养的主要是分析性智力，而对于创造性智力和实践性智力的重视还远远不够。分析性智力的具体操作流程主要有5步：首先识别和定义问题，第二形成问题解决策略，第三选取合适的资源，第四监控问题解决过程，第五评价解决方案。分析性智力孕育在分析、比较或对比、评价、解释、判断和批判时，与基于智商的技能高度相关，以解决问题的可表达、逻辑化、组织性和平衡性为典型特征。
创新能力是智力的最高形式，它超越了简单的知识回溯而进行了知识的创造。创造性智力有三个特征：①创生新的想法。创客空间中的学生都有一个梦想，这个梦想实则蕴含了一个基本的想法。②定义新问题。这个问题不是书本上的问题，也不是老师规定的问题，而是学生基于自身经验所发现的问题。③具备推销好想法的能力。创客们所创造的很多小作品其实是他们推销想法、表达想法的一种方式，是一种看得见的、摸得着的可视化表达方式。创造性智力孕育在创造、设计、发明、想象和提出假设的过程中，需要创新、灵活、高自我效能感、毅力、对模糊的容忍和非常规的思维，以创新的作品或想法的可表达性、新颖性、迷人性和任务适配性为典型特征。
实践性智力需找到自己与环境的适应性，将知识应用于相似问题，将问题置于真实情境中。实践性智能孕育在使用技术、应用知识、实施任务、部署环境和情境化问题中，与正确应用技术或工具解决问题相关联，以提出的想法与时空条件、人力资源和材料资源等相匹配为典型特征。
从现实的学校教育来看，大部分教育活动以分学科的形式来开展，如数学、语文、英语等，到高中甚至达到十几个学科。分学科的教学在某种程度上将知识人为地割裂开来。创客教育是弥补传统分学科教育不足的有效途径之一，尤其可以对学生创造性智力和实践性智力的开发起到很好的弥补作用，如图2所示。需要注意的是，从目前我们所看到的创客空间以及学生的作品来看，大多体现在分析性智力和实践性智力层面；而在创造性智力的体现上，无论是国内还是国外都还有很大的提升空间。目前创客教育在基础教育中的推广，需要深入研究创客教育与其它学科的关系是什么？在学校教育中作为兴趣小组还是校本课程实施？是否需要与其它学科相关联？创客教育无论通过何种形式开展，其过程和方法都需要符合基础教育不同学段学生的认知和科学素养特征。
图2 创客教育是弥补“分科教学”不足的有效途径之一
三 基于学生的认知和科学素养发展特征的学习方式
创客教育的目的是为了促进学生智力尤其是创造性智力和实践性智力的全面发展，同时提高学生的科学素养。学生的发展具有一定的规律性，进而决定了不同学段创客教育方式的不同。学校创客教育的开展需要考虑各个学段学生认知发展、科学素养和数字化学习能力的需求。1 不同学段学生认知和科学素养发展特征
认知发展心理学相关研究表明，小学生的认知以具体运算为主，到了小学高年级开始由具体运算向形式运算过渡，从小学三年级起开始出现学习兴趣的分化[9]。因此，小学生以具体形象思维为主要形式，逐步向抽象逻辑思维过渡，只能在直接观察的基础上进行，解决很简单的问题[10]。小学生的注意力不容易集中，他们对学习的过程、对学习的外部活动更感兴趣；随着年级的增长，问题解决能力逐渐提高[11]。在科学素养方面，小学生开始学习并理解科学相关的基础知识，他们对科学具有天然的兴趣与好奇心，喜欢在具体的事物中进行探究。在数字化学习能力方面，小学生具有较低的数字素养水平，对于影像、动画类数字资源有较高需求，处理和运用数字文本资源的能力较弱，信息化环境下的自控能力很差，需要学校、家庭和社会给予更多的关注。
初中生的抽象逻辑思维能力逐步形成，基于信息加工的问题解决能力趋于稳定，能够学习并理解科学相关的核心概念，具备应用科学知识描述、解释和探究周围世界的能力，初步形成社会责任感。初中阶段学生数字化学习能力有了显著提升，已经具备基本的数字化信息处理能力，可以参与较为复杂的信息化学习活动，但信息环境中的自控能力较弱。
在认知发展方面，高中生的抽象逻辑思维发展趋向成熟，学生职业偏好初步形成。在该阶段，批判性思维及分析性思维的培养是关键。在科学素养方面，通过物理、化学、生物，以及历史等自然科学和社会科学的学习，高中生初步形成对客观世界的全面了解，能开展科学探究和提出解决工程问题的方案。此外，高中生具有较强的数字化学习能力，能够灵活运用多媒体资源进行信息加工和表达，社会化交往和个性发展的需求较为强烈，但信息环境中的自控能力依然较弱。基于学生认知发展和素养特征的学习方式
基础教育各学段学生的认知发展规律和科学素养特征决定了学习方式和教学方式的不同，进而决定了不同学段学校创客教育发展路径的不同，如图3所示。总体来讲，小学阶段创客教育应围绕“玩中学”的学习方式开展，初中阶段创客教育应以“做中学”为主，高中阶段创客教育则应强调面向真实问题的学习即“干中学”。
图3 基于学生认知发展和素养特征的学习方式
“玩中学”的要义在于，强调学习是在玩耍时自然而然发生的过程，儿童在此过程中不仅习得基本的知识、技能和素养，而且开始对社会规则形成初步的认识和理解[12]。维果茨基（Vygotsky）认为，玩耍对儿童的发展起到重要作用，在玩耍中儿童能够练习自我控制以及习得知识，发展合作等社会化行为[13]。“玩”和“学”是在儿童日常生活中两个自然发生的活动。儿童是“玩中学”的儿童，他们对“玩”和“学”的理解使他们将“玩”和“学”进行自然的整合[14]。因此开展创客教育时，小学生的学习方式应以“玩中学”为主。
“做中学”强调教育应“面向社会生活和儿童个人生活的实际应用”，使学习者利用已有知识思考和解决问题，并且能够在不同的情境中解决类似的问题[15]。“做中学”思想包括两个有重要意义的原型活动：手工艺活动和科学探究活动。其中，手工艺活动重视外显的、动手的、具体的、感性的活动过程以及生成外显的、成型的活动结果，如手工艺品、绘画、模型和宣传品等；以科学探究活动为原型的“做中学”则强调内在地、反思性的、理性的思维探究过程，重视通过活动生成概念性的成果，如新的理解、思想和观念[16]。“做中学”包括四个活动循环，即具体实践、反思性观察、思考和验证[17]。“做中学”的模式可以提炼为：通过观察、提问、设想、动手实验、记录、表达、交流等活动，体验探究的过程，构建基础性的知识，发展思维和探究能力[18]。
“干中学”本意是指在真实的工作场所中的学习。在高中阶段，学生的思维发展趋向成熟，职业偏好将初步形成，原有的“以书本为中心”的学习已经不能完全满足学生发展的需要。因此，高中生的学习方式应该侧重于面向真实问题和真实情境的学习，是一种“干中学”的形式。在高中开展的“干中学”应强调学习内容与真实世界和社会之间的关联，学习内容应该适度开放。四 我国基础教育中创客教育的发展途径
基础教育阶段开展创客教育有三种形式的载体：①以创客兴趣小组的形式开展基于设计的学习，这种形式强调对创造过程进行深度的体验；②以信息技术课程、综合实践课或其它校本课程的形式开展基于项目的学习，这种形式强调体验创造的方法；③以学科关联模块的形式开展基于体验的学习，这种形式强调建立跨学科知识之间的联结，如图4所示。
图4 创客教育的形式载体
无论是基于兴趣小组、信息技术课程或综合实践课程，还是基于学科关联模块开展的创客教育，都需要从传统的“学院式问题”转向“实践性问题”。“学院式问题”与“实践性问题”的区别如表2所示，即：前者更倾向于由教师或课本设定的、良构性的、具有唯一正确答案的问题，这些问题往往脱离学生的现实经验，对学生缺乏足够的吸引力；后者更强调学习者本人对问题进行识别和设计，通常是一些劣构性的、复杂的、需要寻找线索进行解决的问题，并且问题的解决方案也往往不止一种。此外，“实践性问题”通常已嵌入或需要日常生活经验，学生具有强烈的学习动机，能够积极投入学习活动。
表1 “学院式问题”与“实践性问题”的区别
五 结语
本文简要回顾了创客教育在我国的发展过程，对创新能力和智力发展进行了探究，总结了基础教育各学段的学生认知发展和科学素养特征，并在此基础上探讨了基础教育各学段开展创客教育的方式和路径，主要形成了以下观点：
第一，创客教育是传统课堂教学的有效补充之一，具有促进知识学习、实践能力和创造力培养的潜在可能性。创客空间建设需与学校环境、课程和教学改革以及文化建设等相互协调。
第二，创客教育在小学、初中和高中阶段应根据学生认知发展和科学素养采用不同策略，从“玩”中学、“做”中学到基于真实情境的“干”中学可能是其分阶段的方式选择。
第三，开展创客教育的载体包括独立兴趣小组、综合实践或信息技术类特定课程以及关联学科内容模块三大类，其价值分别为创造的深度体验、创造的方法体验以及跨学科知识关联。
第四，区域创客教育的推进需要建立强有力的区域性创客支持服务体系，其服务包括设备产品信息提供、教师经验交流、设计及组织方法分享、设计与创新创造激励机制等。区域联盟是支持服务体系的典型形态。
第五，开展创客教育要充分利用互联网平台及技术，打破传统课堂、学校和区域之间固有的壁垒，让创客师生能够贡献并分享其智慧与成果，共同促进对学习者创造力的培养。参考文献 [1]安德森·克里斯.创客：新工业革命[M].北京:中信出版社,2012:9-23.[2]Wikipedia.Maker culture[OL].
第三篇：浅谈物理教学中对学生实践创新能力的培养
浅谈物理教学中对学生实践创新能力的培养
宋俊子
吉林市第十八中学
摘要：新一轮课程改革提出要着力培养学生的实践和创新能力，本文结合中学物理课堂教学与实验教学的实践，探讨了几种在教学中培养学生实践和创新能力的方法和途径。如通过实验教学，创设情境，利用开放性问题，生活中的物理问题，建立自主合作探究的学习方式，进行各种实践活动等方法和途径培养学生的实践和创新能力。
关键词：实验教学，创设情境，开放性问题，新学习方式，实践活动
“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力”，创新已成为新世纪的时代精神。现代社会已进入知识经济时代，知识经济时代的重要特征就是不断创新，培养学生的创新精神与实践能力是素质教育的核心内容，也是新一轮课程改革的重要目标之一。中学物理教育作为物理学的基础教育，对培养学生的创新素质担负着责无旁贷的使命。创新教育在于发掘每个学生的潜力，学生的创造力只有通过反复的激发与磨练才能形成，只有通过长期的精心雕琢，才能迸射出灿烂的光彩。也只有通过我们每位教师善教、乐教，创造性地教学，才能使我们的课堂成为学生创新的天地、成长的乐园。
如何培养学生的实践和创新能力呢？下面结合本人的物理教学实践谈一些看法。
一、通过创设情境培养学生的实践和创新能力
在传统教学模式中，教师是传授知识的漏斗，学生是单纯的、被动接受知识的容器。这种教学模式把教学过程的双主体活动变成了教师的单向传输、学生被动接受的过程，束缚了学生思维的开放和自主发展，压抑了学生创造力的充分发挥。为此若在教学中创设情境，让学生自己去思考。让学生直接面对一些实际问题，这样，学生在解决问题的过程中发挥自己的潜能，在研究问题的过程中，实践和创新能力便得到了提高。例如，在进行物体的浮沉条件教学时，首先不正面通过物体的受力分析推导物体的浮沉条件，而是先做一个演示实验，引导学生去观察思考，创设一个利于学生发挥创造性思维能力的问题情境。具体做法如：用一小木棒一端配以铁螺母制作一个平均密度稍小于水的“浮沉子”，放入一个装有大半瓶水的矿泉水塑料瓶中，用手在瓶体上一压一放，使“浮沉子”上浮或下沉，让学生观察实验现象，并用学过的知识去分析为什么同一个木棒会时而上浮，时而下沉，从而自己探索出物体的浮沉条件。再如，在进行比热的教学时，首先引导学生思考内陆和沿海昼夜
温差的显著不同这个地理现象，通过分析发现内陆和沿海环境中显著不同之处是地表周围含水量不一样，从而导致温差不同这个原因顺利得到比热的概念。用这种创设问题情境让学生在探索中自己得出结论的方法，既增加了学生的兴趣，又使学生的实践和创新能力得到以提高，教学中可根据情况多加采用。
二、通过实验教学培养学生的实践和创新能力
物理是一门以实验为基础的自然科学，实验教学是物理教学的一个重要组成部分。教师在课堂教学中，应根据情况适当多安排一些实验，特别是探索性实验。从而激发学生的学习兴趣，培养学生的实践和创新能力。
实验的方式多种多样，在实验器材和时间允许时，尽可能让学生在课堂或课后亲自动手去做实验。这样，一方面可培养学生动手实践能力；另一方面学生在手脑并用，自己发现知识的情况下，容易接受、掌握知识，还可以从做的过程中摸索到一些发现问题、探究问题、解决问题的途径和方法。所谓的“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”是很有道理的。对于课本安排的学生分组实验，应想方设法让学生做，不能用演示实验甚至口头实验替代。当然，有些实验方法可加以改进。演示实验由于具有省时、现象明显、成功率高等优点，在教学中可多采用。在进行演示实验时，应适时引导学生观察、思考，甚至让学生上讲台操作。另外，还应引导学生多动手进行自制教具、设计实验等活动。例如，在进行音调教学后，可先演示一个用简单的日常用具制作的“乐器”进行演奏的实验，然后让学生课后探索利用生活中各种器具制作简易“乐器”。学过验电器原理后，让学生尝试用不同材料动手制作验电器，并探究如何制作才能提高验电器的灵敏度。学习浮力知识后，可引导学生利用浮力知识设计实验测固体和液体密度或利用浮力进行其它物理实验。有时，做一个实验后，还可引导学生想一想：这一个实验还有哪些做法，用这些器材还可做哪些实验等。
三、利用开放性问题培养学生的实践和创新能力
在物理教学过程中引入一些开放性问题，教师先不做任何说明，而是让学生自己去探索答案，不同的学生往往会从不同角度去分析，从而得到不同的解决方案，此时教师应先对每个学生的努力给予肯定和鼓励，然后引导学生逐一分析，指出每个正确做法的优、缺点及错误做法的原由，还可以改变一下题设条件再让学生思考解决，最后还应引导学生归纳总结一下从这个问题中得到的启示。这样，不仅解决了问题，还使学生的思维更加广阔、深刻、灵活、流畅，从而实践和创新能力得以增强。
利用开放性问题时，教师首先必须将所选择的问题从多方面进行审查，确保问
题的针对性、正确性和深刻性，在学生思考解决问题时，不应诱导学生向某方向去，而是引导他们在没有任何束缚的情况下自由想象。这种方法在复习课中使用最为适宜，因为就所涉及的知识来说，一般的新课都比较少，而复习课则较多，利于展开想象。例如，在复习热学知识时，可以设计这样一个问题：夏天，人呆在暴露在阳光下的一栋简易二层楼房的二楼室内，感觉非常闷热，请你想办法使室温降低一些。这个问题的答案有多个，应引导学生想出尽可能多的方法，特别是别出心裁、与众不同、异想天开的方法。当然各种方法有优劣之分，有些还不能实际应用，甚至达不到目的，但能想出这些方法，还是值得赞赏的。如可能有的学生会谈到将房子开窗或用风扇通风，将房顶及四周贴上反光或隔热材料或植上花草等做法，我们都要充分肯定他善于动脑、想象力丰富的一面，也要分析并指出他想法中行不通的地方。还可以让学生回家亲自动手付之实践，探索出最适合的方法。如此以来，学生的实践和创新能力不觉中就有了提高。
在教学过程中，经常进行开放性问题的训练，学生就会养成良好的学习习惯，自觉的去分析问题、解决问题，这样就变被动的接受知识为主动的汲取知识。
四、利用生活中的物理问题培养学生实践和创新能力
物理与人们的日常生活是密不可分的。新课程提出了“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。许多物理原理或规律可以通过生活中一些常见的现象归纳总结得到，也可以很方便地应用于实际生活。如果在物理教学中经常涉及现实生活中的物理问题，不仅可使课堂内容变得丰富多彩，易于接受，而且培养了学生理论联系实际能力、实践和创新能力。例如，进行密度知识教学时，可以联系生活中我们常采用的鉴别物质的方法——比较体积和质量或通过估测物体体积来估测物体质量的方法，自然地引入密度的概念。而后学习密度知识的应用时，可设计一些实际问题让学生解决，如生活中有些小加油点售油是用磅秤称，而大加油站都是以体积计价的，可让学生计算一下两种方法之间的价格关系。再如，自行车是大众化的交通工具，学生都很熟悉，其中涉及了很多物理原理，可以引导学生通过观察、实验、理论分析等方法列举其中涉及的物理原理，并让学生提出用学过的物理知识对普通自行车进行改进的意见，以使人们使用更方便。通过这样的联系实际使学生的知识不再停留在书本上，增强了他们认识问题、分析问题、解决问题的综合能力。
五、建立自主合作探究的新学习方式培养学生实践和创新能力
现代教学的含义不仅是教给学生知识，更应教会学生求知。在接受式学习中，学生得到的是接受的本领，在探求中，不但事物的“真相、性质、规律”等知识可以获取，而且在探求中自然也就学会了求知。真正的学习是学生主体积极参与的活动，在主体积极参与的过程中，也就获得了亲身体验，逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑、乐于探究、努力求知的良好心理，激发探索和创新的积极欲望，增强实践和创新能力。
所谓“自主学习”一般是指个体自觉确定学习目标、制定学习计划、选择学习方法、监控学习过程、评价学习结果的过程或能力。“合作学习”指学生为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互助性学习。“探索学习”是指教师不把现成的结论告诉学生，而是学生自己在教师的指导下自主地发现问题，探究问题，获得结论的过程。这三种学习方式可有效改变传统学习方式过于强调接受学习、死记硬背、机械训练、学习效果差的现状。使学生不但能掌握知识，还可发展能力。各种课程综合比较来说，这几种学习方式更加适合物理课程的学习。
建立自主合作探究的学习方式，首先必须建立利于学生主动参与、主动历练、主动探究，实现由“要我学”到“我要学”转变的教学方式，因为教学方式决定了学习方式。
六、通过各种实践活动培养学生的实践和创新能力
心理学家皮亚杰说过：“要让学生动手做科学，而不是用耳朵听科学或用眼睛看科学。”在引导学生亲身经历知识的形成过程中，注重学生的实践体验显得尤为重要。在教学过程中，学生是一个积极的探究者，教师的作用就是要创设一种学生能够独立探究的情境，在实践活动中引导学生去发现。通过实践活动进行学习，学生所获得的知识不再是空洞抽象的，而是具体的、生动的、丰富的。与此同时，学生的观察能力、动手能力、创造性思维能力也能得到培养和充分发展。例如，引导学生利用学过的物理知识进行发明创造、小制作、论文写作、解决生产生活中实际问题等活动。
总之，在物理教学中培养学生的实践和创新能力是一项复杂的系统工程，方法和途径很多，我们只要根据实际情况，在教学过程中不断探索和努力，灵活运用各种手段和方法，因材施教，就一定能达到理想的效果，培养出大批实践和创新能力强，适应未来社会发展需要的高素质人才。
参考文献
[1] 张行涛、郭东岐：新世纪教师素养，北京，首都师范大学出版社，2003年6月.[2] 许国梁：中学物理教学法，苏州，高等教育出版社，1993年5月.[3] 雷
洪：新课题理念下的创新教学设计，长春，东北师范大学出版社，2002年7月.[4] 孙宏安：科学课程标准教师读本，武汉，华中师范大学出版社，2002年8月.[5] 柳友荣：新编心理学，合肥，安徽大学出版社，2002年7月.[6] 傅道春：教育学，北京，高等教育出版社，2000年5月.[7] 朱兴国：“合作探究”教学模式在初中物理教学中的应用，中学物理教学参考，2003年第10期，34—36页.
第四篇：如何在机器人教学中培养学生的创新能力
如何在机器人教学中培养学生的创新能力
魏 自 友
摘要：阳谷县青少年素质教育实践基地在教学实践中，开设了机器人课程，以激发学生的创新意识，启迪学生的创新思维和创新精神，从而进一步培养学生的创新能力。完善了校外教育，推动素质教育全面开展。本文结合教学实践和在指导学生参加省机器人大赛中的经验，谈谈如何在机器人教学中培养学生的创新能力。
关键词：机器人教学 创新意识
创新思维 创新精神 创新能力 机器人课程集趣味性、实践性、科学性为一体，融合了机械制造、电子传感器、计算机软硬件和人工智能等多种先进技术，深受广大青少年学生的喜爱。通过整个活动方案体系，让学生掌握机器人的相关知识，能根据指定任务需求，通过小组协作，组装机器人，编写并调试程序。从而打破对机器人的神秘感，启发学生对科学技术发展的关注，培养学生科学、有序的研究性学习方法，进一步培养学生的创新能力。本文结合教学实践和在指导学生参加省机器人大赛中的经验，谈谈如何在机器人教学中培养学生的创新能力。
一、在实践中培养学生的创新意识
1、培养合作创新意识
在教学实践中，要建立起融洽的师生、生生关系，把“以教师为中心”转变为“以学生为中心”，鼓励学生在师生之间、生生之间进行交流，在融洽的气氛中合作完成实践任务，帮助学生树立合作创新意识。当学生的思维活动和结论超出教师所设计和期望的轨道时，教师不应强行把学生思维纳入自己的思维模式之中，而要鼓励学生大胆质疑，并给学生充分发表见解的机会。如在机器人组装过程中，一个组的学生提出了这样一个观点：把电池盒安装在靠近小车轮的方向，也可以使机器人正常运行。同时，他们组还可通过实验操作演示说明，这样做机器人也可以完成所有任务。我没有马上否定学生，而是耐心引导其他学生仔细分析其安装方案，并在实践场地上调试运行，模拟各种不稳定因素，最终大家得出结论：他们的方案在机器人运动过程中易倾斜。接着，我鼓励他们小组相互合作，一起修改方案：把电池盒安装在靠近大车轮的一端。这样既保护了学生学习的积极性，又帮助学生树立了合作创新的意识。
2、培养主动创新意识
教师要给学生提供主动、独门学习的平台，使学生真正成为实践学习的主人，充分调动学生学习的主动性，培养学生的主动创新意识。我从不轻易解答学生的问题，而是鼓励学生主动探索解决问题的方法。如在机器人寻宝比赛中，由于我们实践基地使用的是博思威龙机器人，从寻到宝藏到停止运动需要一段时间，使机器人停在了宝藏之外，从而使寻宝时间延长。我就启发学生，如何才能使机器人整好停在宝藏之上呢？学生讨论方案，积极实践。可以添加一个使机器人倒退一下的程序，即当寻到宝藏后，让马达立即停止正向转运，开始反向转动，这时，机器人由于惯性，还要向前运动一段距离，当执行到马达反向运动程序时，机器人就会退回宝藏处，从而完成了精确寻宝的任务。这样就在调动学生学习的主动性的同时，培养学生的主动创新意识。
二、在实践中培养学生的创新思维
1、注重培养想象性思维
在山东省机器人大赛中，我们的机器人从起始区出发，会识别起始区颜色作为出起始区的信号，但是比赛过程中很可能会出现受环境光影响而判断不了是否出起始区的情况。显然，这个机器人的判断条件存在很大的不稳定性。于是，我启发学生思考：能不能使机器人不判断起始区的颜色，而走一段固定距离呢？学生经过讨论分析，最后得到这样一个方案：每次机器人出发时紧贴比赛场地边缘，然后让机器人运动一段固定距离，算好与起始区的长度相等。这一方法的程序设计不但培养了学生的想象思维，而且对他们创新思维的发展也很有意义。
2、注重培养批判性思维
批判性思维的基础是怀疑、观察和实验。要培养学生的创新思维，必须以辩证的批判思维为前提。为此，在教学实践中，教师要挖掘学生主动学习、大胆否定的潜力，给学生创造一种有利于其批判学习的环境，引导学生形成不迷信、不盲从、敢于怀疑、敢于否定的习惯。要培养他们敢于突破旧框框，独辟路径，标新立异，务求突破的创新精神。如在设计比赛用机器人时，没有根据场地的模型尺寸确定机器人的尺寸。完成机器人主体拼装后，我们发现机器人的尺寸对完成任务有较大影响。容易被模型卡住。于时我引导学生思考：如何解决机器人尺寸问题？几个学生通过观察和实验，大胆否定了原来马达安装的思路，提出非常新的思路：将两个马达相互贴紧安装在基板上。这样机器人的尺寸就被改得很小，也就避免了被模型卡住的隐患出现。在这一过程中，学生提出了自己的创见，形成了自己独特的批判性思维。
三、在实践中培养学生的创新精神
解决在教学实践中遇到的各种问题，不能让学生仅仅停留在简单的思考层面上，而要把学生的思维引导到实践研究中去，培养学生的创新精神。在教学实践中，我在激发学生创新意识和思维的基础上，针对不同层次学生的探索和创新的不同欲望，提出解决问题的不同方案，并设计一系列具有启发性的问题，以培养学生解决问题的创新实践精神。
1、精心设计教案和导行案
我在设计教案和导行案时，注重层次性和启发性，充分挖掘培养与训练创新精神方面的内容，循序渐进地提出恰当的实践任务。这些任务应满足如下要求：一要有适当难度，二要在教和学方面富有探索性，三要培养与训练学生的创新精神。
2、着力解决比赛任务
在教学实践中，我直接让学生在符合竞赛要求的场地上操作机器人。机器人的制作使学生遇到许多问题，需要学生不断地探索，并在实际场地上加以验证。学生在解决问题的过程中提升了创新水平。
开展机器人的教学，为学生提供了一个自主、协作与创新的平台。在学习编程和操作实践的过程中，有效地提高了学生的逻辑思维能力和判断能力；在充分培养学生兴趣的基础上，学生轻松掌握了机器人相关知识，切身体会到了编程的乐趣。
中学生是学生思想最活跃、参与意识最强、最富想象力的时期，因此是培养学生创新能力的最佳时期。在教学实践中，教师要扮演好组织者、引导者、协调者和促进者的角色，善于寻找提高学生创新能力立脚点，潜移默化地激发学生的创新意识，提高创新思维和创新精神，从而培养学生的创新能力。
第五篇：广告学专业实践教学对学生创新能力培养的研究
广告学专业实践教学对学生创新能力培养的研究
摘要：实践教学是培养学生创新能力的重要环节之一。重点探讨了实践教学环节的设置能有效提升学生的创新能力，包括创新意识、创新思维和创新技能三方面。课堂理论与课外实践相结合，能提升学生的创新能力，提高就业水平，培养学生成为社会需要的高素质应用型人才。
关键词：广告学专业；实践教学；创新能力；零对接
一、在广告学专业开设实践教学环节的意义
（一）社会发展的需要
随着信息基础设施的大力推进，我国已进入信息经济快速发展的阶段。人们的视野较以往更加开阔，传统的“中国制造”逐渐向“中国创造”转型，这就需要大量的应用型人才。对于高校来说，培养应用型人才是新时期的自我要求，也是社会经济发展的助推力。
作为一门综合学科，广告学专业涉及到的行业范围较广，能够有效协调各方面之间的关系，满足社会对人才定位的需要。在专业课程设置上，增加实践教学环节的比重，提高专业学生的创新能力，实现与社会零对接，降低成本。所以，加大实践教学环节，既是培养广告学专业学生的有效举措，又是社会未来发展的需要。
（二）检验教学成果的需要
加大实践教学环节的目的在于使学生积累大量实战经验，缩短学生毕业后适应社会的时间，加强高校与社会之间关联的纽带。学生能否成为社会需要的应用型人才，也是检验实践教学形式可行性的标准。
我院广告学专业实践教学形式包括：校内实践教学与校外实践教学两种基本形式。校内实践教学包括课堂实践教学、校内实验室实习以及学生活动等；校外实践教学包括校外实习基地、校企合作等。
二、实践教学能有效提升学生的创新能力
改革开放以来，我国经济发展突飞猛进，计划经济逐渐被市场经济取代。较为自由的市场空间在生产、制造、销售流通等方面迅速达到饱和。创新理念的提出，为商品生产的进一步发展指明了方向，而创新能力的培养也越来越被人所重视。
综合近十年的研究成果，国内学者对创新能力内涵的阐述可分为三种观点：一是根据已有知识结构和实践经验为基础的划分；二是对现有知识和当下新知识的结合与改造；三是对应具备的知识结构进行不同层次的划分。本文基于广告学专业的设置，综合教学实践经验，从广告设计活动的不同阶段进行划分，将创新能力定义为：创新能力是将现有知识和当下新知识加以结合与改造，产生某种独特、新颖、有社会和现实价值的产品的能力，它包括创新意识、创新思维和创新技能等三部分。
（一）实践教学对创新意识的培养
创新意识是创新思维的基础，它是指人们根据主体对象的需要，引起创造前所未有的事物或观念的动机，并在创造活动中表现出的意向、愿望和设想。它是人类意识活动中的一种积极的、富有成果性的表现形式，是人们进行创造活动的出发点和内在动力。
广告学专业学生有较强的实践愿望，但这种愿望仅限于基本的社会实践技能。没有对实践的整体发展形成完整的创新意识。同样，对于客观物质世界缺乏敏锐的创新意识。在实践教学环节中，做好对学生创新意识的培养和引导，是未来对学生具备熟练运动创新能力的基础要求。
激发学生内在的创新意识，使之成为一切创新活动的原动力。在课程设置上，增加中外美术欣赏、民俗学、经典广告作品赏析等能熏陶学生创新意识的课程。以课堂讲授，课下带领学生参观美术馆、博物馆、创意创新工业园等场所的结合形式，培养学生的创新意识。在课程学时的制定上，将部分重叠的理论课程合并，增加实践课时。以理论教学灌输创新意识，实践操作反应创新意识。另外，将实习考察纳入实践教学中来，专业教师带领学生去广告行业较为发达的城市进行考察，如上海、深圳等现代化都市，以及苏州、南京等将本土特色很好的应用于现代广告设计中的城市。教与学相长，知与行合一，将培养学生的创新意识贯穿始终。
（二）实践教学对创新思维的培养
创新思维是指以新颖独创的方法解决问题的思维过程，通过这种思维能突破常规思维的界限，以超常规甚至反常规的方法、视角去思考问题，提出与众不同的解决方案，从而产生新颖的、独到的、有社会意义的思维成果。创新思维是创新能力的核心。“创新思维的培养，需通过产学研教育的模式来实现。产学研合作教育对于高校提升科研水平、企业技术进步、增强地区和国家核心竞争力都具有重要作用和意义，是贯彻落实科学发展观、转变经济发展方式的重大战略举措。”
对于应用型广告专业学生的培养，应以社会标准为导向，注重创新思维的形成和培养，才能主动积极的应对社会要求。因为创新思维培养的关键在于创新主体要有强烈的自我意识和积极的实践探索。创新思维是一种思考习惯，在没有经过系统而专业的教学培养之前，学生的思维模式还保持着大众化的思维习惯，只有打破旧有、固化了的思维模式，才能重新建立具有创新性的思维习惯。学生的创新思维是在不断的实践过程中培养形成的，通过掌握大量的基础知识和与专业相关的研究成果，积极参与校内外实践活动，如参加全国性的各种广告大赛，同类院校同时参赛，更能激发学生的积极性，这也使得他们的创新不仅体现自我价值，而且要在专业领域中具有的一定社会价值和商业价值。
（三）实践教学对创新技能的培养
实践教学环节比重的增加，直接或间接要求学生需具备一定的创新技能。创新技能是创新主体掌握和运用专业知识进行创新活动的能力，也是创新思维的外在体现形式。由于广告学是一个跨学科专业，涉及到市场调研、消费者行为与心理、文案策划、创意设计、后期编辑等多门课程，因此广告学专业的创新技能包括广告文案策划能力、广告创意能力、广告后期编辑能力等。广告文案策划能力是指通过语言文字符号科学、合理地安排广告的逻辑能力，广告文案策划能力的形成有需要具备基础的广告知识为基础，如对市场调查分析的敏感性，对消费者行为与心理的洞察力。广告创意能力是广告学专业学生必备的核心能力。创意是广告的灵魂，广告创意既要有丰富的知识储备，又要具有良好的智力素质。广告后期编辑能力是指呈现广告创意时所具备的实际应用操作技能，是广告创意表现的执行和深化。
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