◆廣東省深圳高級(jí)中學(xué) 丁 輝

創(chuàng)新思維是指以新穎、獨(dú)創(chuàng)的方法解決問題的思維過程。如何提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力？我認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面努力。

一是認(rèn)真觀察生活。對(duì)生活中的信息進(jìn)行加工處理，得到有用的信息，即創(chuàng)新點(diǎn)。比如，嬰兒用的尿不濕里的白色晶體具有吸水特性，可引導(dǎo)學(xué)生利用這一特性拓展其用途。有的學(xué)生想到利用它來種花，這樣就不至于每天都要澆水。

二是從國(guó)內(nèi)外一些重大新聞事件中找出創(chuàng)新點(diǎn)。比如，某學(xué)生曾在電視新聞中看到研究人員通過計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手，于是他想，能否實(shí)現(xiàn)用語音控制？

三是去工廠參觀。我曾帶領(lǐng)學(xué)生去涂膜玻璃工廠參觀，看見工人在用手推砝碼摩擦玻璃，后來經(jīng)過詢問得知工人是在檢測(cè)涂層玻璃的耐溶劑性。由此我們?cè)O(shè)想，能否設(shè)計(jì)一臺(tái)自動(dòng)化檢測(cè)儀？于是，我們請(qǐng)教了相關(guān)專家，了解到涂膜玻璃是一種新興產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品具有隔熱、保溫、防水、隔音、節(jié)能等性能。涂膜玻璃的檢測(cè)方法還比較落后，特別是涂層耐溶劑測(cè)試儀更是行業(yè)空白，目前只能用人工的方法來測(cè)試。

我們結(jié)合機(jī)器人自動(dòng)化控制的原理，設(shè)計(jì)了涂層耐溶劑自動(dòng)測(cè)試儀，可以自動(dòng)檢測(cè)透明涂層玻璃以及貼膜玻璃的耐溶劑性、隔熱及光學(xué)性能。

四是觀看科教類電視節(jié)目。通過觀看別人的發(fā)明，可以從中得到啟發(fā)。

接下來，我用一個(gè)實(shí)例，淺論如何帶領(lǐng)學(xué)生利用linkboy 創(chuàng)意平臺(tái)及開源硬件制作創(chuàng)意作品。

一、創(chuàng)意來源

某學(xué)生發(fā)現(xiàn)，下雨天，當(dāng)衣服曬在屋外，人又不在家時(shí)，衣服會(huì)因來不及收而被淋濕。于是他提出利用雨滴傳感器、主控板、控制繼電器等制作一個(gè)自動(dòng)收放曬衣架的裝置。

二、利用linkboy 創(chuàng)意平臺(tái)及開源硬件制作創(chuàng)意作品

1.linkboy 創(chuàng)意平臺(tái)

linkboy是一款免費(fèi)的國(guó)產(chǎn)圖形化編程仿真平臺(tái)，能快速搭建編程邏輯，只需幾分鐘就能完成從創(chuàng)意萌發(fā)到軟件設(shè)計(jì)、電路模塊連接和機(jī)械結(jié)構(gòu)組裝，并迅速搭建出實(shí)物原型的過程，適用于中小學(xué)校開展創(chuàng)客教育。

2.雨滴傳感器

雨滴傳感器是一種傳感裝置，主要用于檢測(cè)是否下雨及雨量的大小，廣泛應(yīng)用于汽車自動(dòng)刮水系統(tǒng)、智能燈光系統(tǒng)和智能天窗系統(tǒng)等。

其工作原理為：接上5V 電源，電源燈亮，感應(yīng)板上沒有水滴時(shí)，DO 輸出為高電平，開關(guān)指示燈滅；滴一滴水，DO 輸出為低電平，開關(guān)指示燈亮；刷掉上面的水滴，DO 又恢復(fù)到輸出高電平狀態(tài)。AO 模擬輸出可以連接單片機(jī)的AD 口，檢測(cè)滴在上面的雨量大小，DO TTL 數(shù)字輸出也可以連接單片機(jī)，檢測(cè)是否有水。

3.linkboy 具體實(shí)踐操作

（1）在arduino 主控板系列中選擇arduino 主板類，再選擇控制器uno，將其拖到編輯區(qū)，如圖1 所示。

（2）在傳感輸入模塊系列中選擇數(shù)值傳感器類，再選擇雨滴傳感器，將其拖到編輯區(qū)，如圖2 所示。

（3）在驅(qū)動(dòng)輸出模塊系列中選擇馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)類，再選擇繼電器，將其拖到編輯區(qū)，如圖3 所示。

（4）在虛擬環(huán)境中進(jìn)行電路搭建與連線，根據(jù)提示信息進(jìn)行電路連線，如圖4所示。

（5）進(jìn)行編程，如圖5 所示。

圖4 電路搭建與連線

圖5 編程

（6）當(dāng)雨滴傳感器檢測(cè)到的水滴數(shù)量大于等于100 時(shí)，接通繼電器，繼電器接通馬達(dá)，完成收衣服的操作。完整電路及程序圖如圖6 所示。

圖6 完整電路及程序圖

三、拓展練習(xí)

1.當(dāng)外界光線變暗時(shí)，學(xué)生看書時(shí)常常忘記開燈，影響視力，能否通過arduino uno 與光線傳感器控制繼電器，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制開燈或關(guān)燈？可參考如圖7 所示的電路搭建與程序圖。

2.生活中經(jīng)常出現(xiàn)外出忘關(guān)窗戶的現(xiàn)象，能否用arduino uno、光線傳感器、雨滴傳感器控制繼電器的開與關(guān)，從而控制馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，達(dá)到控制窗戶開關(guān)的目的？可參考如圖8 所示的電路搭建與程序圖。

圖7 通過arduino uno與光線傳感器控制繼電器

圖8 通過arduino uno、光線傳感器、雨滴傳感器控制繼電器