机器人教育与青少年创新能力培养

郭春林

摘要：机器人技术已走进我国大部分的省市中小学信息技术课程，机器人竞赛也已成为我国青少年活动的第一品牌，机器人教育也随之被学校、家长以及社会认可和推崇，特别是在培养学生的创新能力和科学技术素养方面展现了它独有的特性。

关键词：科技；智能；机器人；科学素养

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的综合。随着信息技术的发展，机器人这一信息技术的前沿领域也得到飞速发展，在学生中进行机器人教学，不仅可以普及信息技术提高学生科学素养，同时也可培养开发学生的动手能力、创新意识、综合能力、协作能力和进取精神等。

一、开展机器人教育的意义

创新能力作为一个国家、民族进步和繁荣的动力，在当今社会，其价值不言而喻。学生创新能力的培养至关重要。随着机器人教育活动日益普及，它在培养青少年创造力过程中凸显的优势已受到各界关注。机器人教育围绕学生因材施教，教师只扮演引导者的作用，传授最基本的理论知识，剩下的需要学生通过动手实践来获取新的知识和信息。对于一些问题，学生必须给出自己的创新解决方案，这样可以培养学生的创造性思维能力。

机器人学习和制作具有明显的综合性和实践性，学生不仅能接触机器人，体验成功制作机器人的愉悦，更能提升他们的综合素质，对学生的全面发展有着重要的意义。

1.有利于培养学生的创新精神。

创新精神是指人在分析和处理问题时所表现出的不因循守舊的思想和工作作为，也是科学技术人员的重要素质。

2.有利于培养学生统筹学习的能力。

通过机器人的教学，学生能够正确地、规范地、有计划地设计并完成任务。

3.有利于养成学生的独立思维能力。

学生个体根据任务挑战能够根据自己掌握的知识技能分析问题，并且提出有效方案解决问题，这样一次次下来，学生在潜移默化中养成了独立思维的习惯。

4.有利于培养学生的手脑结合能力。

在做中学，通过鼓励孩子们主动探索、动手实践，让他们亲身体验抽象的理论如何变成了触手可及的答案，享受成功的兴奋。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，更可帮助他们培养良好的生活习惯、掌握技能：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、利用等，知道自己的兴趣所在，为将来走上社会，面对新的挑战做好充分的准备。

二、机器人课程特点

机器人教学主要特点是：创新性、开放性、综合性和探究性。在教学内容的设计方面要考虑到实际情况，如学生人多机房地方小时应因地制宜，设计的教学任务可在小范围内实施，例如在课桌上、教室后面等也可安排在座位就近的场地，也可根据设计项目改变地面颜色，添加标志，添加障碍物等。在每节课中，我们向小组成员提出了挑战任务，给他能够创造出自己解决方案的工具，学生们亲自动手制作与日常生活密切相关的模型，通过这种方法，初步建立对相关基础知识和原理的认识和理解，让学生真正体验到实践成功后喜悦和兴奋。通过解决问题的过程延伸到培养他们创造力、合作能力、交流能力和获取新知识的能力等。

我们相信，同学们能够在这样一个开放式的教育平台上通过实践、体验、探究、创新，不断地挑战自我、享受合作过程的乐趣，为启蒙学生的创新意识、发展创新思维等打下坚实的基础。

三、开展机器人技术创新教育的有效途径和方法

1.开设相关课程补充专业知识。

可以采取多种形式相互结合的方式补充相关专业知识。并且针对不同基础的学生，可以开设不同的班型，课程包含一些必要的、基础的专业知识，从机器人发展史到专业术语，以及机械方面的内容，循序渐进，由易到难。为了使学生们便于理解和学习，建议理论课学习结束后开始一些简单的实验课程来提高学生们的动手实践能力。

2.提高授课人的相关能力。

机器人课程的开设有别于其他课程，因为这门课程涉及的知识面很广，跨越多个相关专业。因此，这门课程的考核评估办法也要区别于其他传统课程。机器人课程的开设，首先要求教师要明确自己课程的目标、内容，以及相关课程的组织实施、课程评估。机器人课程需要学生学习的知识量大且范围广，这就需要授课教师时刻追踪相关课程内容的变化更新，并做好相关课程规划，要了解学生参与课程的程度，并及时根据教学实际调整传授方法。因此，课程开设后，授课人会面临一些新的教学观念、材料和策略的挑战。这就需要教师的授课能力（包含制订课程目标、明确课程内容、课程组织实施、课程评估等4个方面的能力）有全面地提高。

3.开展机器人竞赛活动。

机器人竞赛所涉及的知识面很广，所以并不是简单的理论知识竞赛，更不是应试化、教条化的机器人实验比赛，而是在给各个团队指定一些任务后，团队成员在一起有针对性地协作商讨、设计研发、制作完成、参与竞技的活动。竞赛过程中有许多不确定因素，数月的辛苦和努力也许就因一时的判断失误而一无所获，因此就有了大批的失败者，同时也有了新的前进目标。这种模式的机器人竞赛项目不仅需要学生们有较强的综合能力、创新意识，还可以考验和锤炼他们承受挫折、挑战自我的能力，更重要的是，这为培养学生的创新能力提供了良好的平台。

综上，开展机器人教育课程乃是大势所趋、势在必行，我们需要探寻更好的方式促进机器人教育在中小学教育中的应用，以校本课程的形式开展机器人教育在目前能较好地符合课程结构与机器人教育的要求，学校可以根据自身的特点开展富有个性的机器人教育教学，来提高学生的信息素养和科学技术素养，培养他们的创新思维和意识。

参考文献：

[1]林莹.小学如何开展机器人教育[J].实验教学与仪器，2012，第9期.

[2]王小根；胡兵华；何少莎.基于“任务驱动”的小学机器人教育校本课程开发[J].电化教育研究，2016，第6期.