如何在机器人教学中培养学生的创新能力

潘亮

【摘要】机器人教育作为创新能力提升的一种新载体，为学校培养学生创新能力形成一个新的平台。结合笔者多年从事，研究机器人教育学的实践经验，探索出机器人教育活动对于学生创新能力和实践能力方法。特别是对培养学生的创新能力和科学技术素养方面的提升有独到的见解。

【关键词】机器人教育  创新  实践  探究

【课题项目】甘肃省教育科学“十三五”规划2018年度课题《小学机器人教育学生创新能力和实践能力的研究》阶段性成果，立项号：GSZ[2018]GHB0903。

【中图分类号】G623.5   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2020）15-0126-01

机器人教育作为一种新型的教育媒体，已快速的渗透到各学科 领域，它以注重培养学生的实践能力和创新能力为主体，以各种单片机为载体，涉及机械、电子、信息、人工智能各个方面，代表了现代科技教育最为前沿的知识。随着时代的进步和发展，创新能力和实践经验已成为新时代人才的必备因素，将机器人教学引入中小学教育体系，也是现代教育发展的方向。

目前全国中小学机器人各项竞赛活动已进行的非常频繁，学生通过各种比赛形式感受到了机器人的魅力。《基础教育改革纲要》中明确提出，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，学习科学研究方法，发展综合运用知识的能力。那么机器人教学也就是将学生知识转化为实践活动最主要的方法和手段。

智能机器人集合了计算机软件知识、机械知识、各种传感器信息反馈知识等多项高科技知识，在学生活动中培养了学生综合思考与动手能力，激发了学生的兴趣，具有良好的团队合作精神，以机器人课堂教学为平台，对培养学生的创新意识和实践能力具有极大的促进作用。

一、以实际出发，激发学生的探究欲望

在机器人教学活动中，我发现每个学生都有独特的创新潜能，在教学活动初期，以简单的命题搭建为主要内容，学生使用相同的器材与套机，在学生完成第一作品时，你将会发现每个学生所做的作品是不一样的，比如说做一个小车，结构会是各式各样的，因为小学生正是思维活跃并且跳跃性很大，所以小车对于他们来说就是心里想出来的，并不是我们在大街上看到的各式车辆。而且学生对于自己所做的小车的功能也是多种多样的。对于多种结果教师一定要善于发现每个作品的优点和缺点，并极大的给予鼓励，并且要提出更高的要求，这样更能激发学生的探究欲望。

二、以问题为主线，引导学生自主探究

机器人教学涉及知识及应用范围非常广泛，学生在现实生活中也见到过好多样子的机器人，比如：扫地机器人，送饭机器人等。学生对机器人知识学习达到一定程度后，就会举一反三，但也会出现更多的问题。比如在教学巡线机器人的转弯过程中，最初教师教给学生的是左右两个轮子按正反方向转以机器人中心为轴，以中间传感器扫到线为结束，这样非常好的可以完成转弯动作，可是在比较复杂的巡线场地上会出现转弯不稳定或不到位的情况，学生会对这种方法产生疑惑，也就提出了问题为什么不到位或不稳定。这就要让学生观察场地，会发现老师说的方法针对于直角转弯比较好，但遇见小角度转弯或弯线进弯时都会出现不到位的情况。这就要教师先让学生去观察机器行走方式和到达转弯处的角度及状态，学生会发现问题如：机器人过线距离短，机器人转弯中心点错位等。解决方法是让学生试着在必要的地方适当的延长过线点或改变结束传感器的设置位置等，让学生不断的去调试。这样问题也就能很快的解决。也就说在这个阶段，教师应注重引导学生主动观察，发现出现的问题，并让其自主探究解决问题的办法，使学习过程更多地成為学生发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的过程。

三、以活动为载体，培养学生创新实践能力

作为一名机器人辅导老师，要积极引导学生进行综合性学习活动，它是一种以学生的经验与生活为核心而组织起来的综合课程。它不仅需要孩子们运用知识，还需要孩子们有一定的合作的精神，更关键的是，需要孩子们有持之以恒的耐心和决心。

1.以资源性活动积累为前题，培养学生创新能力。

在资料的过程中，养成阅读的好习惯，培养一种自主学习的能力。学生要掌握各种查阅资料的手段，才能在浩如烟海的资料库中高效地寻找到所需要的资料。教师要教给学生检索资料的方法。例如，检索各种工具书的方法，检索图书馆各种资料的方法，检索电子资料的方法，尤其是在互联网络上检索资料、下载文件的方法，让学生尽可能多地收集到有关的资料。任何学习也离不开积累，离不开查阅资料，资料积累性活动是培养创新能力的起点。

2.以实践研究性活动为基础，培养学生创新能力。

实践、体验性活动是基于学生自身活动体验从而获得感性认识的过程，同样是一种有效的学习方式。通过举办小型比赛，如组织学生进行一定主题的机器人创意比赛，小组机器人设计比赛等活动，让学生参与管理和决策，增长解决实际问题的才干。研究是最有效、最主动、最能够激发学生想象力和创造力的学习。发挥机器人教育学科所具有的综合性、科技性、开放性、实践性强的独特优势，引导学生在实践中观察、体验、思考。以学生自我探究活动为主线，以能力培养为核心，以学生整体素质提高为宗旨，带领学生开展专题研究，在研究性活动中探索和把握获得科学结果的方法和途径。如在教学机器人基础知识中，我先布置给学生先学会测光电传感器的光值，然后布置一道研究性问题：光对于传感器的干扰有多大，通过不同颜色的物体来得出什么结论？并以调查报告，小论文的形式进行汇报。

3.以比赛活动为载体，培养创新能力的体会。

机器人比赛是一项很好的科技创新活动，内容包括灭火、足球、FLL等多个项目，每年又有新的比赛项目产生，深深吸引着机器人爱好者的眼球。比赛不仅主题有趣，更重要的是设计方案的开放性，参赛者可以用不同的方法达到同一个目标，这就能很好地培养参赛者的创新意识和创新能力，激发其学习兴趣，引导他们积极探索未知领域。要培养学生创新的能力，需要经过不断的磨练，教师要采取鼓励，循循诱导的方式进行。要建立一种平等、自由、互相尊重、互相信任的师生关系，要学会和学生交朋友。当然一定的比赛活动会让学生获得更大的收获，通过和高水平不同学校的同学进行比赛，在比赛中发现自己的不足，见识了更为宽广的创造性因素，这样更会激发创造欲望。同时老师要教会他们怎样去对待一场比赛，怎样调节自己的心理。要教会怎样面对新事物、新问题，而不是恐惧和回避，要让学生学会用自己的头脑判断、分析事物，形成辩证的思维方法，这样才能激发学生的创造思维。

总之，机器人教学理念是要求学生必须去探究、去创新，突出学生主体，调动学生动手、动脑的积极性，发挥学生的想象力、创造力，才能充分挖掘学生的潜力，最大限度的使学生的创造力得到提升。