如何在機器人教學中培養學生的創新能力

潘亮

【摘要】機器人教育作為創新能力提升的一種新載體，為學校培養學生創新能力形成一個新的平臺。結合筆者多年從事，研究機器人教育學的實踐經驗，探索出機器人教育活動對于學生創新能力和實踐能力方法。特別是對培養學生的創新能力和科學技術素養方面的提升有獨到的見解。

【關鍵詞】機器人教育? 創新? 實踐? 探究

【課題項目】甘肅省教育科學“十三五”規劃2018年度課題《小學機器人教育學生創新能力和實踐能力的研究》階段性成果，立項號：GSZ[2018]GHB0903。

【中圖分類號】G623.5 ? 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2020）15-0126-01

機器人教育作為一種新型的教育媒體，已快速的滲透到各學科 領域，它以注重培養學生的實踐能力和創新能力為主體，以各種單片機為載體，涉及機械、電子、信息、人工智能各個方面，代表了現代科技教育最為前沿的知識。隨著時代的進步和發展，創新能力和實踐經驗已成為新時代人才的必備因素，將機器人教學引入中小學教育體系，也是現代教育發展的方向。

目前全國中小學機器人各項競賽活動已進行的非常頻繁，學生通過各種比賽形式感受到了機器人的魅力。《基礎教育改革綱要》中明確提出，要加強課程內容與學生生活及現代社會和科技發展的聯系，關注學生的學習興趣和經驗;要讓學生通過實踐，增強探究和創新意識，學習科學研究方法，發展綜合運用知識的能力。那么機器人教學也就是將學生知識轉化為實踐活動最主要的方法和手段。

智能機器人集合了計算機軟件知識、機械知識、各種傳感器信息反饋知識等多項高科技知識，在學生活動中培養了學生綜合思考與動手能力，激發了學生的興趣，具有良好的團隊合作精神，以機器人課堂教學為平臺，對培養學生的創新意識和實踐能力具有極大的促進作用。

一、以實際出發，激發學生的探究欲望

在機器人教學活動中，我發現每個學生都有獨特的創新潛能，在教學活動初期，以簡單的命題搭建為主要內容，學生使用相同的器材與套機，在學生完成第一作品時，你將會發現每個學生所做的作品是不一樣的，比如說做一個小車，結構會是各式各樣的，因為小學生正是思維活躍并且跳躍性很大，所以小車對于他們來說就是心里想出來的，并不是我們在大街上看到的各式車輛。而且學生對于自己所做的小車的功能也是多種多樣的。對于多種結果教師一定要善于發現每個作品的優點和缺點，并極大的給予鼓勵，并且要提出更高的要求，這樣更能激發學生的探究欲望。

二、以問題為主線，引導學生自主探究

機器人教學涉及知識及應用范圍非常廣泛，學生在現實生活中也見到過好多樣子的機器人，比如：掃地機器人，送飯機器人等。學生對機器人知識學習達到一定程度后，就會舉一反三，但也會出現更多的問題。比如在教學巡線機器人的轉彎過程中，最初教師教給學生的是左右兩個輪子按正反方向轉以機器人中心為軸，以中間傳感器掃到線為結束，這樣非常好的可以完成轉彎動作，可是在比較復雜的巡線場地上會出現轉彎不穩定或不到位的情況，學生會對這種方法產生疑惑，也就提出了問題為什么不到位或不穩定。這就要讓學生觀察場地，會發現老師說的方法針對于直角轉彎比較好，但遇見小角度轉彎或彎線進彎時都會出現不到位的情況。這就要教師先讓學生去觀察機器行走方式和到達轉彎處的角度及狀態，學生會發現問題如：機器人過線距離短，機器人轉彎中心點錯位等。解決方法是讓學生試著在必要的地方適當的延長過線點或改變結束傳感器的設置位置等，讓學生不斷的去調試。這樣問題也就能很快的解決。也就說在這個階段，教師應注重引導學生主動觀察，發現出現的問題，并讓其自主探究解決問題的辦法，使學習過程更多地成為學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題的過程。

三、以活動為載體，培養學生創新實踐能力

作為一名機器人輔導老師，要積極引導學生進行綜合性學習活動，它是一種以學生的經驗與生活為核心而組織起來的綜合課程。它不僅需要孩子們運用知識，還需要孩子們有一定的合作的精神，更關鍵的是，需要孩子們有持之以恒的耐心和決心。

1.以資源性活動積累為前題，培養學生創新能力。

在資料的過程中，養成閱讀的好習慣，培養一種自主學習的能力。學生要掌握各種查閱資料的手段，才能在浩如煙海的資料庫中高效地尋找到所需要的資料。教師要教給學生檢索資料的方法。例如，檢索各種工具書的方法，檢索圖書館各種資料的方法，檢索電子資料的方法，尤其是在互聯網絡上檢索資料、下載文件的方法，讓學生盡可能多地收集到有關的資料。任何學習也離不開積累，離不開查閱資料，資料積累性活動是培養創新能力的起點。

2.以實踐研究性活動為基礎，培養學生創新能力。

實踐、體驗性活動是基于學生自身活動體驗從而獲得感性認識的過程，同樣是一種有效的學習方式。通過舉辦小型比賽，如組織學生進行一定主題的機器人創意比賽，小組機器人設計比賽等活動，讓學生參與管理和決策，增長解決實際問題的才干。研究是最有效、最主動、最能夠激發學生想象力和創造力的學習。發揮機器人教育學科所具有的綜合性、科技性、開放性、實踐性強的獨特優勢，引導學生在實踐中觀察、體驗、思考。以學生自我探究活動為主線，以能力培養為核心，以學生整體素質提高為宗旨，帶領學生開展專題研究，在研究性活動中探索和把握獲得科學結果的方法和途徑。如在教學機器人基礎知識中，我先布置給學生先學會測光電傳感器的光值，然后布置一道研究性問題：光對于傳感器的干擾有多大，通過不同顏色的物體來得出什么結論？并以調查報告，小論文的形式進行匯報。

3.以比賽活動為載體，培養創新能力的體會。

機器人比賽是一項很好的科技創新活動，內容包括滅火、足球、FLL等多個項目，每年又有新的比賽項目產生，深深吸引著機器人愛好者的眼球。比賽不僅主題有趣，更重要的是設計方案的開放性，參賽者可以用不同的方法達到同一個目標，這就能很好地培養參賽者的創新意識和創新能力，激發其學習興趣，引導他們積極探索未知領域。要培養學生創新的能力，需要經過不斷的磨練，教師要采取鼓勵，循循誘導的方式進行。要建立一種平等、自由、互相尊重、互相信任的師生關系，要學會和學生交朋友。當然一定的比賽活動會讓學生獲得更大的收獲，通過和高水平不同學校的同學進行比賽，在比賽中發現自己的不足，見識了更為寬廣的創造性因素，這樣更會激發創造欲望。同時老師要教會他們怎樣去對待一場比賽，怎樣調節自己的心理。要教會怎樣面對新事物、新問題，而不是恐懼和回避，要讓學生學會用自己的頭腦判斷、分析事物，形成辯證的思維方法，這樣才能激發學生的創造思維。

總之，機器人教學理念是要求學生必須去探究、去創新，突出學生主體，調動學生動手、動腦的積極性，發揮學生的想象力、創造力，才能充分挖掘學生的潛力，最大限度的使學生的創造力得到提升。