让机器人助飞创新思维

王淑云

（威海市科学技术馆，山东 威海 264200）

著名科技创新者沈琨说：“真正有所作为的人不是知识渊博的人，而是那些想象力丰富的人。青少年时期是创新思维培养的最佳时期，知识能够在资料室和互联网上找到，而一旦失去培养青少年创新思维的时机，是很难找回的。”科技推动教育，知识改变命运。作为创新科技的代表，机器人在人类社会中扮演着越来越重要的角色，受其影响的领域在不断扩大，从工业走向农业、服务业；从产业走进医院、家庭；从陆地潜入水下、飞往空间；……。显然，利用机器人活动来培养学生的创新思维非常符合学生特点，这正是我们培养他们创新能力的心理基础。以下从几个方面谈谈我们通过机器人活动对学生创新能力的培养。

1 营造氛围，蕴育创新思维

创新既然要让思维打破牢笼，无拘无束，那么就要改变死板的课堂教学模式，让学生在轻松欢快的气氛中开始自己的创作。于是我转变身份成了学生们的朋友，有时候就是领着大家一起玩的大哥哥，很快同学们也都成了好朋友，在这样的氛围里，大家就能尽情的爆发自己的能量，放飞自己的思维。说到融洽，千万别忘了幽默，幽默是人与人之间交流不老的主题，教育也是如此，连教育家斯维特洛夫也说过：“教育家最主要的，也是第一位的助手是幽默。”在机器人的教学中，基本原理和动手内容的教学，往往使教师感到棘手，使学生感到抽象、挫折感。此时运用风趣的语言，适当的比喻或与众不同的思维，就能将繁杂化为简洁，沉闷化为轻松，使学生在轻松愉快的气氛中孕育着创新思维。

2 培养兴趣，保持创新动力

兴趣对科学创造具有启动功能，当一个人对某种事物产生兴趣时，他总是积极地、主动地、心情愉快的去接触和观察研究。电脑机器人活动得天独厚的优势就是它的趣味性和神秘性，现在的学生从小就对于动画里超人，变形金钢等具有无与伦比的崇拜感，对于这些英雄，他们有着一种神秘感，不可捉摸性。因此，在课堂上通过教学来介绍这些智能机器人情况，促使学生激起强烈的兴趣自己创造自己心中的英雄，当机器人按照学生的想法动作起来时，那种激动，那种成功的幸福体验，就会把孩子们的创造欲激发了出来。

在以往的科学教育中，由于强调对知识的掌握，使的学生的好奇心逐渐丧失。因此，要保持学生的创新意识，就要将科学兴趣的激发作为切入点，就必须首先呵护学生与生俱来的好奇心与求知欲，进而采取多种多样的方法，将这种好奇心转化为科学兴趣。如在机器人沿线走教学过程中，学生已经能够利用图形化语言程序控制机器人行走固定路线，慢慢地学习兴趣消退。这时候，笔者在机器人上面加装了一个红外传感器，并且修改了程序，使之能够自动避开障碍物行走。学生发现这种情况以后立即惊奇地叫了起来，还一个劲儿地问我是怎么做到的，孩子们的学习兴趣立即被激发出来了，个个跃跃欲试，他们带着这样的兴趣去探究、很快就利用红外传感器创造性的研究出门窗防盗报警器，风扇转速控制器等。

3 积极训练，发展创新思维

研究表明，系统的思维训练对青少年创新思维的提高有着极大的促进作用，发展学生的思维能力，就要进行思维训练。首先，我们每天课外活动都会安排机器人活动，临近比赛的时候，学生周末也会到校参加活动，这样在时间上保证了训练的顺利进行；其次，笔者每天都要精心备课，巧妙设计每一个环节，揣摩学生的思维习惯，让学生得到充分的锻炼，从而保证了训练的质量。

例如，在机器人活动《驾驶员考试》课堂设计中，采用“任务驱动”的方法，让学生自己想、自己试、自己完善、自己探索。笔者设计了两个考试任务——“定点停车”和“弧度转弯”，“定点停车”是本节课的重点，就是让学生通过编程，控制机器人走定长直线。“弧度转弯”需要运用机器人转弯的知识，为少数学有余力的小组提供探索的空间。同时先选好的两名学生作为本次活动的主考，采用分散活动、分散打分的形式进行，由主考深入到各个小组中去评分，这样能有效提高课堂活动效率，使学生有更多的机会用于研究和调试，也保证了课堂氛围活而不乱。这样，任务的设计既要有难度，保持一定压力，又不能让学生绝望，学生通过冥思苦想，相互合作，最终解决困难，完成对创新思维的一次完整训练。

4 鼓励合作，提升创新思维

思维是个人的，但又是集体的，现在越来越多好的创意是通过团队的合作来完成的，单靠个人的力量是不可想象的。因此，在创作的过程中要鼓励学生将自己的思维融入团队的思维当中，产生“1+1>2”的效果。

机器人活动有得天独厚的优势，因为拼装、程序设计、调试的一个复杂过程，有时候靠单个人很难完成某些任务，需要多人合作才能使任务进行下去。在活动中笔者常常强调，我们大家是一个团队，每个活动小组又是一个小团队，一个人的创意毕竟是有限的，不妨大家交流一下拿出最佳的方案。比如徐建良同学做了一个四足爬行机器人，可长时间解决不了机器人有前进动作但原地踏步的问题，于是贾明润同学动手卸掉了作为四肢的传统铁片，转而用一个硬铁丝作为四肢，并且作为脚的尖端向后弯曲，这样一来不但靠尖端支撑能向前行走，而且还可以跨过一定高度的障碍物。如此一来，团队协作精神帮助了任务的完成，从侧面提升了创新思维，达到了一个团体的高度。

5 多元评价，保障创新思维

为了充分提高学生创新能力，最大限度的调动学生积极性，充分发挥学生的主体地位，在机器人教学活动中我们实行了自我评价、过程性评价和终结性评价、分层评价四者相结合的做法。我们充分发挥网络的作用，制作了一个多元化网络评价体系，分为课堂表现、任务完成、优秀奖励、比赛成绩等项目，让学生自我管理，每次活动完后学生都能够总结出自己的表现和收获，再利用《机器人活动评价表》的形式进行总结和反思，看看你又能动手做出什么了，让学生在成长的过程中时刻见证自己的创新能力的提高。

同时借助学校科技节活动，将学生的创新成果，例如灭火机器人、足球机器人、人型机器人等在全校范围内展示，让活动成员得到同学和老师的赞扬，获得成就感。其次，积极参加区、市、省的机器人比赛，屡获佳绩，“威海市第一名、山东省一等奖”，这样极大地增强了学生的自信心和荣誉感，为今后创新能力的继续提高打下了坚实的基础。

电脑机器人活动对广大青少年学生的创新思维的提高效果是显而易见的，同时也开阔了他们的眼界，挖掘了他们的潜力，培养了动手能力，最重要的是他们坚信不管什么困难都可以通过自己的创意来进行改善。也许不远的将来，真正的变形金刚就会出自他们的手中……