在機器人教學中培養學生創新能力的實踐與思考

陳偉琦

（福建省廈門市新翔小學，福建廈門 361000）

引 言

機器人因其具備的特殊功能，對于學生來說具有神秘性，所以很多學生對機器人課程非常感興趣。教師可以從學生的興趣入手，在教學中展現出機器人教學的趣味性、動手性、全面性，從而更好地調動學生參與教學的積極性，以培養學生的創新能力。

一、在機器人教學中培養學生的學習興趣

興趣是最好的老師。要想讓學生產生濃厚的學習興趣，教師就要讓學生真正了解機器人這個具體的事物，讓他們在腦海中有機器人的模樣和概念[1]。

首先，教師可以先給學生播放一些國內外機器人的比賽視頻，學生可以從視頻中了解機器人的發展現狀，并感受到機器人的獨特魅力。他們看到機器人能完成一些只有人類才能完成或人類不能完成的事，就會對機器人產生興趣。在此基礎上，教師再給學生看一些機器人的圖片和構造視頻，學生就會產生動手興趣，這樣學習起來就會事半功倍。

其次，教師可以讓學生在有機器人的房間里感受機器人的存在，學校應配備學生看得見、摸得著機器人[2]。學生在觀察機器人的零件、組裝過程時會進行思考，并對機器人的結構設計產生很多疑問。教師在學生問到這些問題時可以先給予一點啟發，再提出一些新的問題讓他們思考。學生在思考問題中會產生更大的學習興趣。

二、在機器人教學中培養學生的創新思維

（一）舉辦科技比賽，培養學生的創新思維

思維是學生在對機器人產生興趣時想要繼續探索事物的一種反應，是認識的更高級階段。教師可以通過學生的興趣進一步啟發學生的創新思維。例如，學生可以利用機器人，設計一些自己喜歡的比賽，如機器人拔河。由于小學生的知識體系不夠完善，教師可以指導學生上網查找資料，解決問題。學生設計出來的機器人會因為設計方式不同導致呈現出來的效果也不一樣，比賽時最終獲得勝利的學生可以分享自己的經驗，以供同學借鑒思考，并反思自己的機器人為什么沒有成功。比賽結束以后，教師可以向學生提供一些思路，幫助他們更好地理解知識，從而培養學生的創新思維。

（二）開展科技活動，提升學生的創新思維

由于學生的思維方式和能力還沒有到達成年人的標準，他們想問題的方式往往會比較簡單，通常有很多事會想不明白，這時就需要教師及時進行指導，解疑釋惑[3]。面對機器人這樣全新的事物，學生在學習時可能更加心有余而力不足。這時，教師開展一些新穎有趣的科技活動，就能很好地解決這些問題。教師可以邀請一些科技人員來學校舉辦講座，具體講解機器人的發展歷史。學生在了解了機器人的發展史后，對機器人的進化就有了一定的了解，實際操作起來可能就會更加靈活。機器人的教學方式可能和其他課程不同，難度更大，無論在機器零件的搭建上還是機器人的設計及改裝上，都需要花費更多的心思，要從實際出發，因為稍微偏向一點就容易出現錯誤。學生只有不斷地進行實驗、研發、調整、修改，才有可能找到更好的創新思路，取得成功。

三、在機器人教學中培養學生的創新能力

（一）為學生提供學習的平臺，培養學生的實踐能力

很多學生學習了很多知識，并不斷地消化和復習，但是真正到了實踐的時候，卻不知道該從何處下手。這不是小部分學生面臨的問題，而是現在大部分學生在學習過程中都會遇到的問題。盡管學習了很多理論知識，但沒有經過實際操作，學生就永遠不會真正明白和學會運用。

在機器人教學中，教師應為學生提供實際操作的平臺，讓學生充分發揮自己的想象力、運用所學知識，創造自己想要的機器人。他們可以根據自己的想法，一步一步推理，一步一步實驗，在反反復復的操作中積累經驗，最終獲得成功。學生在動手操作的過程中還可以充分了解每個零件的具體作用。例如，在機器人賽車中，學生的認知水平不一樣，思維方式不一樣，理解的知識與內容也不一樣，設計的機器人的運動速度也就不一樣。學生將自己做出來的機器人放在一起使用時會發現機器人滅火的速度不一樣。經過不停地思考與重復實驗，很多學生發現這是由齒輪的運轉速度差異造成的。學生知道問題所在以后，及時調整齒輪的運轉速度，就能獲得預期的成果。這種實際操作比在課堂中學習的效率要高很多，同時也能培養學生堅持不懈、努力奮進的精神，對他們以后的學習或處理問題都會有所幫助。

除了機器人的組裝和設計外，對于機器人的研究和發展方向的了解也是必不可少的。學生現在對機器人的運作和流程熟悉了，但是對機器人的發展方向還很迷茫。教師如果讓學生在平時的能力訓練中思考這個問題，特別是真的看到一個個機器人做著和人類相似的動作，就會真正體會到自己賦予他們的新的生命力。

（二）加強綜合知識的學習，提高學生的創新能力

機器人的研發除了需要實際操作外，還需要學生具備扎實的基本知識。如果缺乏專業知識就動手實際操作，學生就無法設計出合適的機器人。同時，除了扎實的基本功外，學生還要對機器人本身具有一定的審美能力，因為大多數機器人的制作要符合當代人的審美要求，還要滿足機器人本身制作的條件。這需要學生平時多發現生活中的美，還需要多看看機器人線條的設計。除了學習專業的教材，學生還需要多了解其他很多知識，甚至隨著年齡的增長還會接觸到數學、電子學、物理學等。學生掌握這些知識后，還要充分理解，而不是只求學不求懂。很多學生在實際操作中想要做一件什么事，才回想起來那一章節剛好沒學懂，或者哪個知識點沒有弄明白，以至于在實驗時碰到很多困難。

很多課程并不是只有理念，也包含了一些啟發人思考的小游戲或小實驗。很多學生看到這些東西時覺得這是書上不重要的地方，因為教師也沒有重點講解，所以沒有在意。其實很多學習好的學生往往會主動學習很多超前的知識，并通過小實驗或小游戲讓知識變得更加具體形象，還有一些拓展性的補充知識能夠解答很多問題。所以，學生在學習時要注重對書本上所有知識的學習，而不是單單局限于一些自己所認為的重點。

結 語

機器人的發展代表著人工智能的發展，在這個科技如此發達的今天，教師要注重培養學生的科技素養，培養他們的創新思維與能力。人工智能的到來改變了人類的思維方式和生活方式，還有許多功能等待著他們去研究和開發，他們是中國少年，少年強則國強。