魏自友

摘 要： 陽谷縣青少年素質教育實踐基地在教學實踐中開設了機器人課程，以激發學生的創新意識，啟迪學生的創新思維，從而進一步培養學生的創新能力。完善校外教育，推動素質教育全面開展。作者結合教學實踐和指導學生參加省機器人大賽的經驗，談談如何在機器人教學中培養學生的創新能力。

關鍵詞： 機器人教學 創新意識 創新思維 創新能力

機器人課程集趣味性、實踐性、科學性為一體，融合機械制造、電子傳感器、計算機軟硬件和人工智能等多種先進技術，深受廣大青少年學生的喜愛。通過整個活動方案體系，讓學生掌握機器人的相關知識，能根據指定任務需求，通過小組協作，組裝機器人，編寫并調試程序。從而打破對機器人的神秘感，引起學生對科學技術發展的關注，培養學生科學、有序的研究性學習方法，進一步培養學生的創新能力。本文結合教學實踐和指導學生參加省機器人大賽中的經驗，談談如何在機器人教學中培養學生的創新能力。

一、在實踐中培養學生的創新意識

1.培養合作創新意識

在教學實踐中，要建立起融洽的師生、生生關系，把“以教師為中心”轉變為“以學生為中心”，鼓勵學生在師生之間、生生之間交流，在融洽的氣氛中合作完成實踐任務，幫助學生樹立合作創新意識。當學生的思維活動和結論超出教師設計和期望的軌道時，教師不應強行把學生思維納入自己的思維模式之中，而要鼓勵學生大膽質疑，并給學生充分發表見解的機會。如在機器人組裝過程中，一個組的學生提出了這樣一個觀點：把電池盒安裝在靠近小車輪的方向，也可以使機器人正常運行。同時，他們組可通過實驗操作演示說明，這樣做機器人可以完成所有任務。我沒有立即否定學生，而是耐心引導其他學生仔細分析安裝方案，并在實踐場地上調試運行，模擬各種不穩定因素，最終大家得出結論：他們的方案在機器人運動過程中易傾斜。接著，我鼓勵他們小組相互合作，一起修改方案：把電池盒安裝在靠近大車輪的一端。這樣既保護學生學習積極性，又幫助學生樹立合作創新意識。

2.培養主動創新意識

教師要給學生提供主動、獨門學習的平臺，使學生真正成為實踐學習的主人，充分調動學生學習主動性，培養學生主動創新意識。我從不輕易解答學生的問題，而是鼓勵學生主動探索解決問題的方法。如在機器人尋寶比賽中，由于我們實踐基地使用的是博思威龍機器人，從尋到寶藏到停止運動需要一段時間，使機器人停在寶藏之外，從而使尋寶時間延長。我就啟發學生，如何才能使機器人整好停在寶藏之上呢？這樣就在調動學生學習主動性的同時，培養學生主動創新意識。

二、在實踐中培養學生的創新思維

1.注重培養想象性思維

在山東省機器人大賽中，機器人從起始區出發，會識別起始區顏色作為出起始區的信號，但是比賽過程中很可能會出現受環境光影響而判斷不了是否出起始區的情況。顯然，這個機器人的判斷條件存在很大的不穩定性。于是，我啟發學生思考：能不能使機器人不判斷起始區的顏色，而走一段固定距離呢？學生經過討論分析，最后得到這樣一個方案：每次機器人出發時緊貼比賽場地邊緣，然后讓機器人運動一段固定距離，算好與起始區的長度相等。這一方法的程序設計不但培養學生的想象思維，而且對他們創新思維發展很有意義。

2.注重培養批判性思維

批判性思維的基礎是懷疑、觀察和實驗。要培養學生創新思維，必須以辯證批判思維為前提。為此，在教學實踐中，教師要挖掘學生主動學習、大膽否定的潛力，給學生創造一種有利于其批判學習的環境，引導學生養成不迷信、不盲從、敢于懷疑、敢于否定的習慣。要培養他們敢于突破舊框框，獨辟路徑，標新立異，務求突破的創新精神。如在設計比賽用機器人時，沒有根據場地模型尺寸確定機器人的尺寸。完成機器人主體拼裝后，我們發現機器人的尺寸對完成任務有較大影響，容易被模型卡住。于是我引導學生思考：如何解決機器人尺寸問題？幾個學生通過觀察和實驗，大膽否定原來馬達安裝的思路，提出非常新的思路：將兩個馬達相互貼緊安裝在基板上。這樣機器人的尺寸被改得很小，避免被模型卡住的隱患出現。在這一過程中，學生提出自己的創見，形成自己獨特的批判性思維。

三、在實踐中培養學生的創新能力

解決在教學實踐中遇到的各種問題，不能讓學生僅停留在簡單的思考層面，而要把學生的思維引導到實踐研究中，培養學生創新能力。在教學實踐中，我在激發學生創新意識和思維的基礎上，針對不同層次學生的探索和創新不同欲望，提出解決問題的不同方案，并設計一系列具有啟發性的問題，以培養學生解決問題的創新實踐能力。

1.精心設計教案和導行案

我在設計教案和導行案時，注重層次性和啟發性，充分挖掘培養與訓練創新能力方面的內容，循序漸進地提出恰當的實踐任務。這些任務應滿足如下要求：一要有適當難度，二要在教和學方面富有探索性，三要培養與訓練學生的創新能力。

2.著力完成比賽任務

在教學實踐中，我直接讓學生在符合競賽要求的場地上操作機器人。機器人的制作使學生遇到許多問題，需要學生不斷探索，并在實際場地上加以驗證。學生在解決問題的過程中提升創新水平。

開展機器人的教學，為學生提供自主、協作與創新的平臺。在學習編程和操作實踐的過程中，有效提高學生邏輯思維能力和判斷能力；在充分培養學生興趣的基礎上，學生輕松掌握機器人相關知識，切身體會到編程的樂趣。

中學時期是學生思想最活躍、參與意識最強、最富想象力的時期，因此是培養學生創新能力的最佳時期。在教學實踐中，教師要扮演好組織者、引導者、協調者和促進者的角色，善于尋找提高學生創新能力的立腳點，潛移默化地激發學生創新意識，培養創新思維，從而提高學生創新能力。

參考文獻：

[1]何少莎，王小根.中學機器人教育的校本課程開發探討[J].中國教育信息化，2013（2）.

[2]秦志強.促進創新能力發展的青少年機器人教育研究[J].當代教育理論與實踐，2014（6）.