机器人教学对学生创新能力的培养

机器人教学对学生创新能力的培养

王志华

泰州市少年宫王志华

摘要：在孩子们发展他们的技能和获得新的知识的时候，如果可以让他们接受他们能力所能承受的最大的挑战，他们会主动的去探索、理解和继续学习。通过这种方法，孩子们确定了自己的目标，他们还通过可以实现个人价值的创造，培养了自信。最重要的是，他们有了学习的兴趣！

关键词：开拓思维；激发兴趣；增强意识；培养能力

机器人教学是信息技术发展的前沿领域，是一门具有高度综合渗透性、前瞻性、创新实践性的学科。所有的乐高教育器材的学习过程都包括以下4个环节：联系（CONNECT）、建构（CONSTRUCT）、反思（CONTEMPLATE）、延续（CONTINUE）。它是以创新教育理论为指导，以培养学生的创新思维、科学品质、探索精神、实践能力为目标的平台，利用机器人教学对培养学生探索能力、协作能力和创新能力具有极大的促进作用，是值得我们在实践中不断探索的问题。

一、机器人教学开拓了学生的创新思维

现代教育教学中，除了对学生学习知识能力的培养，教育者更重视对学生个性的培养，培养学生的创新思维。在机器人教学中，教师可以结合机器人器材操作便捷、结构善变等优势，激发学生的创新思维。如在教学《各种各样的塔》一课时，教师要求学生选用乐高机器人套装中的各类器材搭一个高而稳的高塔。其中形状和结构不限，任由学生自由发挥。孩子们根据要求，联系搭建知识、原理，开动脑筋着手操作起来。在短短的三十几分钟内，孩子们竟搭建出各式各样不同类别的作品：有的将高塔的底座建成拱形，有的设计出新加坡著名建筑双子塔，有的在塔的周围按上了几个小风扇（学生介绍说这样设计为了减少风的阻力。）……从中，我们不难看出学生的智慧火花被点燃、发散性思维被启迪，进而发展了学生的创新思维能力。

二、机器人教学激发了学生科技创新的兴趣。

兴趣是学生最好的老师，学生一旦对学习产生强烈的兴趣，就会激发潜在的学习愿望和动机，努力探索，乐在其中。然而兴趣不是天生的，它的发生和发展受后天学习环境的影响。作为新兴材料，机器人教学集积木、电动机、传感器、梁、销、轴等配件于一体，材料新颖多样，创作灵活多变。在活动中，学生既动手又动脑，这种“做中学”的形式学生非常喜欢，教师以此为契机，充分挖掘机器人与科学知识的相关性，激发学生探索科学的兴趣。

例如在教学《旋转木马》这一课时，利用机器人独有的马达、梁、轴，齿轮等材料，让学生观察游乐场的大型玩具旋转木马，再经过学生自己的思考将所看到的机械结构和乐高零件对应起来。当学生拿到这些没有见过的材料后，马上被它的新颖所吸引，开始情不自禁地研究起来，很快孩子们在仔细的研究下注意到了旋转木马的结构和生活中的雨伞的相似之处，这让他们兴奋不已。当学生说出这一发现后，其他小组马上动手设计起来，探究兴趣十分浓厚。在这个学习过程中，我深刻体会到学生对活动的喜爱，对获得知识的渴望以及探索知识的主动。

机器人的使用面极为广泛，在它的学习过程中，学生是直接参与者，老师只是提供基本知识和信息的推动者。学生在不满足现状的时候，在追求新的设计的时候就要深入进行研究和实验，新的目标激励了学生的求知欲，极大地激发了学习创新的兴趣。

三、机器人教学增强了学生科技创新的意识

创新意识是创造的前提和关键。机器人的教学与制作过程，正是锻炼意志、培养和增强创新意识的过程。机器人的学习环境不受传统教学环境的局限，强调自主式和开放式，充分尊重学生的主体地位，尽量满足学生的表现欲望，这对于营造一种创新氛围是极其重要的。学生在轻松的氛围下发挥想象、大胆质疑，当学生的思维活动和结论超出教师所设计和期望的轨道时，教师不应强行把学生思维纳入自己的思维模式之中，要善于鼓励学生大胆质疑，鼓励学生与老师开展辩论，并给学生充分发表见解的机会，这有利于培养学生创新意识。

例如在搭建《搅拌机》这一课时，学生运用轴、齿轮、把手等器材，搭建出一台搅拌机。学生动手测试，在过程中，我看到有孩子过了一会儿就尝试用其他齿轮进行搭配组合。我问学生，他说觉得这样搅拌太慢，他要自己改造，看用不同的齿轮，效果会不会不同，他想让搅拌器转的更快一些。

四、机器人教学培养了学生科技创新的能力

学生有了创新改进的想法，教师就要引导学生动手实践，解决制作过程中遇到的问题，不要让学生仅仅停留在思考的层面上，而要把学生的思维引导到实践研究中去，培养学生创新能力。机器人的设计从方案制定到具体实施，全部过程由学生独立完成，使学生的学习从被动转向主动，独立分析问题和解决问题，自主选择知识，结合理论知识进行实践操作。学生通过研究分析，可以用各种方式去设计机器人，极大地发挥个人潜能，培养了学生的设计能力、实全面提升了学生的创新能力水平。

总之，乐高有着无法估量的应用领域，至今全球很多学校教学的应用包括了计算机、工程训练、数学、物理、师范、艺术、建筑、心理等学科，尤其在普通高中通用技术课程教学的应用，中小学机器人活动的应用。它就像具有“魔力”的工具，让学生、教师和研究者从基础课程、创新实践、毕业设计到项目研究无所不容。机器人教学在学生创新教育活动中起到了十分重要的作用，迎合了素质教育的要求，对于培养和提高学生的创新能力具有重大的意义。