智能機器人教學中學生創新思維的培養

徐剛

摘 要： 現階段智能機器人教學進入中小學的主要方式是競賽，通過競賽活動提高學生的創新能力及動手實踐能力。機器人競賽不僅活動主題有趣，更重要的是其問題解決方案是開放性的，學生可以用不同的方法實現同一個目標，智能機器人活動能使學生充分發揮想象力、創造力，有利于培養學生的創新思維。

關鍵詞： 智能機器人教學 創新思維 培養方法

智能機器人教育集趣味性、實踐性、綜合性、科學性、探究性于一體，深受廣大青少年的喜愛。由于當中集合了計算機、聲、光、電等多種技術，可以讓學生全面接觸傳感器、計算機軟硬件、人工智能、自動控制、電子技術和機械工程等多個學科高新科技知識。在學習和活動中，他們就像真正的工程師一樣，針對項目主題進行研究、策劃、設計、搭建和測試。他們以小組為單位，使用結構材料、傳感器、馬達及齒輪等組件設計機器人，并為機器人編寫程序，讓它完成自己想讓它做的事情。通過主動探索、動手實踐，親身體驗抽象的理論如何變成觸手可及的答案，享受成功的興奮。通過智能機器人活動可以讓學生發散思維，發揮無限想象力與創造力。那么，如何在智能機器人教學中培養學生的創新思維呢？應注重以下方面。

一、建立平等的師生關系，營造寬松、競爭合作的氛圍，營造創造性思維的環境。

建立和諧、平等、相互理解和相互尊重的師生關系，不僅有利于情感的交流，而且能促進創造性思維的發展。現代先進的教育理念更要求教師應盡可能地以朋友的角色出現在學生面前，寬容對待每一個學生，使他們敢于思考并勤于思考，為學生潛能的充分挖掘營造適當的環境，使他們的思想迸射出靈感的火花。智能機器人教學中師生應該互教互學，形成一個真正的共同體，輔導過程應該是師生共同開發、豐富活動的過程，師生雙方相互理解、互相補充。在互動過程中，教師與學生分享思考、見解和知識，交流情感、觀念和理念。教師應做到尊重學生的愛好、個性和人格，以民主的態度對待每一個學生，使學生在活動過程中做創新的主人。在這樣的環境中學生可以暢所欲言、各抒己見，只有這樣才能使一株株蘊含創新精神的幼苗長成參天大樹，創新精神才會得到發揚。

二、以科學為依據，鼓勵學生大膽猜想，發展學生的創新思維。

牛頓曾說：“沒有大膽的猜想，就做不出偉大的發明。”可見“猜想”是培養學生創新意識的重要手段。因此，教師要對活動中的“猜想”因素進行深入挖掘，恰當處理，讓學生在已有知識的基礎上猜想，使學生在猜想過程中既更好地獲取知識，又展現創新才能，促進學生思維能力和創新意識的培養。

盡管大膽猜想是進行科學探究的前提，但科學畢竟是科學，它更注重科學依據。科學課上的猜想同樣不能停留在“胡”思“亂”想上，而應該引導學生從毫無根據的猜想逐步走向有理有據的推測，說出猜想的依據正是經歷自主探究過程的重要環節之一。而闡明猜想理由的基礎是豐富的知識經驗和廣泛的生活閱歷，在機器人競賽輔導中教師要精選某些環節，并據此設計問題，選擇有利時機，創設適當的情境，對學生進行啟發、誘導，激活他們的思維，促使他們去觀察、去分析、去猜想、去探索，從而養成慣于猜想、善于猜想的思維習慣。學生猜想能力的高低決定著猜想的過程是否有效、猜想的結果是否合理。教師在教學中更要注重對學生猜想能力的培養，發展學生的思維，為學生進行自主探究打下堅實的基礎。

三、培養學生手腦結合、注重實踐的習慣，激發學生的創新思維。

實踐往往是創新活動中必不可少的一個過程。在智能機器人競賽的活動與輔導中，培養學生手腦結合，注重實踐的習慣不僅可以讓學生主動參與到設計的各個環節，還可以促進學生思維的發展，有助于激發學生的創新思維。學生有了創新改進的想法，教師就要引導學生動手實踐，解決制作過程中遇到的問題，不要讓學生僅僅停留在思考層面上，而要把學生的思維引導到實踐研究中，培養學生的創新能力。機器人的設計從方案制訂到具體實施，全部過程由學生獨立完成，使學生的學習從被動轉向主動，獨立分析問題和解決問題，自主選擇知識，結合理論知識進行實踐操作。學生通過研究分析，可以用各種方式設計機器人，極大地開發個人潛能，培養學生的設計能力，全面提高學生的創新素質。

四、鼓勵學生對問題勇于并敢于提出質疑，培養學生的創新思維。

創造性思維首先要“疑”，沒有“疑”就根本談不上“創造”。不走出第一步，哪來第二步？然而，“疑”的天敵是常規、經驗、常識、理智、習慣、理論、正確、成功……也就是說，過去的一切，都可能是“疑”的障礙。因此，鼓勵學生打破常規，是邁出“質疑”的舉步艱難的第一步。第一步該怎么走？“創造”的步子應該怎么邁？教師應該運用有深度的語言，激勵學生打破思維定勢，從獨特的角度提出疑問，鼓勵學生提出批判性質疑。批判性質疑是創造性思維的集中體現，科學的發明和創造正是通過批判性質疑開始的，讓學生敢于對教師的講解提出質疑，敢于對已有的方案和設計內容提出質疑，敢于對同學的觀點提出質疑，打破常規，并且敢于實踐和驗證，尋求解決問題的途徑，是具有創造意識的學生必備素質。鼓勵學生有好奇心、責任心、進取心，不迷信老師、不從重。敢于質疑是培養學生創造性思維的主要途徑。教師要正確分析對待學生看似不合常理的奇談怪論、標新立異，培養他們的創新精神。

總之，創新思維是指發明或發現一種新方式用以處理某種事物的思維過程，它具有五個明顯特征，即積極的求異性、敏銳的觀察力、創造性的想象、獨特的知識結構和活躍的靈感。這種創新性思維能保證學生順利解決新問題，能深刻地、高水平地掌握知識，能把這些知識廣泛地運用到學習新知識和其他課程的過程中，使學習活動順利完成。可以說，創新性思維是整個創新活動的關鍵。學生創新思維的培養，不是一蹴而就的，需貫穿整個輔導與活動之中，只要我們認真研究和探索，借助智能機器人這個教學平臺，一代具有創新意識的學生就會脫穎而出。