中学机器人教学中学生创新能力的培养

李震寰

摘 要：目前機器人竞赛活动已深入到全国的中小学，机器人比赛融趣味性、观赏性、科普性于一体，学生的兴趣非常浓厚。机器人教学有助于学生通过实践，增强探究和创新意识，学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力。在教学中，教师可通过多种途径提高学生的能力，促进学生的全面发展。

关键词：机器人；多元化的教学方式；培养多种能力；创新思维

中图分类号：G633.67 文献标识码： A 文章编号：1992-7711（2017）22-093-01

0

机器人教育是近年来在我国各教育机构出现的新课题，它以能够培养学生的创新能力和实际动手能力等独特优势迅速崛起。现代著名教育家杜威（JohnDewey）认为，在不断变化的社会中，教育是不断地改造经验、重组经验的过程。根据这一思想，机器人教学应该是让机器人活动为学生实践知识、改造经验创设情境在制作机器人的过程中发现问题、思考问题，然后通过个人努力及团队协作来解决问题，这才是机器人教学的精髓——“从做中学”。

目前机器人竞赛活动已深入到全国的中小学，让学生感受机器人的魅力。随着时代的进步和发展，创新意识和创新能力已成为一个国家国际竞争力和国际地位最重要的决定因素，要能实现这个目标就需要现在的年青一代富有创新精神和创新能力。《基础教育课程改革纲要》中明确提出要求：要加强课程内容与学生生活及现代社会和科技发展的联系，关注学生的学习兴趣和经验；要让学生通过实践，增强探究和创新意识，学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力。教学实践使我们发现，只有激发学生的兴趣，挖掘学生的综合潜能，提高学生的动手实践能力，才能培养出适应时代需要的创造性人才。

机器人涉及机械、电子、传感、计算机、人工智能等领域，是现代科技发展的前沿，它在生活中的应用早已被人们广泛熟知，它的很多神奇而精彩的表现更吸引了青少年的目光；机器人教学中强调动脑与动手相结合，通过思考、设计、制作、试验等过程使学生获得知识和能力的发展，在课程改革如火如荼的今天，机器人教育为培养创新实践型人才提供了另一个崭新的发展平台。笔者就如何在机器人课堂中培养学生的创新能力谈一谈自己的看法。

整合思想通过研究性学习把机器人活动向纵深发展，形成课题研究成果，可在不影响正常教学的前提下，不需对学校日常的教育教学活动作大的改变，结合日常培训活动中进行。通过青少年科技创新大赛，将机器人活动引导向科技创新方向发展，充分调动学生的创造性思维。以上述活动为基础，面向机器人竞赛，将竞赛作为机器人教学活动的成果展现平台，在学习和创作中有效应用和整合。

面对层次和知识面不同的学生，在机器人活动中应采取多元化的教学方式。以任务驱动及小组合作学习方式进行教学，由组长带领本组的同学进行项目研究；辅导教师定期组织组员进行讨论解疑。这样以点带面的方式，也可以激励更多的学生来担任辅导员的角色。

一、激发兴趣，培养创新意识

中学生正处于对新鲜事物倍感好奇的年龄阶段，好奇心是其认识事物、探究事物根源的内驱力，所以，调动兴趣、营造氛围对学生学习机器人有着至关重要的作用。作为兴趣入门，可以让学生欣赏世界领先水平的机器人产品和实验成果，还可以让学生观看高规格的机器人比赛实况，通过让学生感受先进机器人的无穷魅力来激发学生探索奥秘的欲望。

二、自主探究，培养创新思维

机器人结构搭建决定了机器人的外在形态和功能模块的运动方式，只要能够实现功能，教师可以让学生充分发挥想象来构造自己心目中的机器人，在“行走机器人”案例中，当学生选择使用“车轮”来让机器人行走后，就如何驱动展开讨论，有的将机器人设计成前轮可控制转向驱动，后面两个轮则作为从动轮；有的设计成用后两个车轮实现正反转驱动、前轮则作从动车轮的方式。不同的设计方案有着不同的思路，参数的设置和程序的设计也随之改变，这其中蕴涵着学生对问题深刻而又不拘一格的思考。在这个过程中，教师要引导学生对有价值的问题进行深刻的挖掘，避免学生在探究的过程中偏离学习目标，同时还要对学生在探究过程中产生的问题认真地“答疑解惑”。

三、勤于实践，提升创新能力

实践是检验真理的唯一标准，有了创新想法，就需要付诸实践，否则就只是空想。有些学生认为，自己需要先学习完所有的理论知识后，才能动手做出一些东西来，其实不然，学生可以在观察和思考问题、发现其中存在的不足之后，带着兴趣，带着疑问，走进实践，在实践中去寻求理论的解答，理论与实践并举，可以避免理论学习的枯燥而影响学生学习的兴趣，而且，学生在实践中获取知识的同时，动手能力也会随之得到提高。

结束语

多年来，由于设备和场地的限制，机器人教育在很多学校只在课外活动中开展，机器人真正走进中小学课堂是近两年才开始，很多实践还处于摸索阶段，作为教师，要打破传统教师讲、学生被动学的教学模式，充分发挥引导作用，启发学生自主建构知识，进行发现学习，为学生的自主探究、合作学习提供充足空间，机器人辅助科学教学具有明显的优越性，是培养学生的动手和创新能力的一个优秀载体，在教学实践中通过提问、评价和总结，引导学生积极思考，提出解决问题的新方法，从而提升学生创新能力的发展，只有这样，机器人教育才能发挥它的特点，成为基础教育中培养学生创新能力的有力工具。作为辅导老师，我见证了科学工作室的成长与辉煌。这才能让学生真正体会到机器人活动乐趣——“在玩中学”。培养具有创新能力的人，是时代赋予教育的职责。强烈的好奇心和旺盛的求知欲是驱使人积极进取、主动思考，从而提出独创性思想的动力。因此，教师必须努力更新教育观念，努力探索机器人教学新思路，让机器人以一种全新的教学平台，在科学教学中发挥更重要的作用。

[参考文献]

[1]杨贤江.《新教育大纲》.

[2]赫尔巴特.《普通教育学》.

[3]桑代克.《教育心理学》.

[4]泰勒.《终身教育导论》.

[5]赞科夫.《教学与发展》.