樂高機器人教學對學生創新思維能力培養的思考

摘要：目前，教育界最重要的研究話題就是如何培養學生的創新思維，隨著科技手段的不斷增加，信息技術也得到了快速發展，新時代給教育界帶來了更多的培育方式，在教學期間通過對樂高理念的融入，借助計算機等技術通過對樂高機器人平臺的打造，可以開拓學生的創造思維，因此大部分地區對該項目進行了試點，嘗試應用新模式必然會遇到許多問題，但是其具有廣闊的發展前景。文章以高中教學為例，從創新思維能力方面入手，探討了在教學課堂中應用樂高機器人的重要意義，有效地促進了教育理念的轉變。

關鍵詞：樂高機器人教學;學生創新思維;能力培養;策略

中圖分類號：G633.67文獻標識碼：A文章編號：1673-8918（2022）19-0013-04

想要順利地建設創新型國家，就需要具有充足的創新型人才儲備，高中教育具有承上啟下的作用，高中生已經掌握了基本的理論知識，通過高等教育能夠得到更高層次的提升，所以在這一階段需要重點培養學生的創新思維。首先，培養高中學生的創新性思維不僅可以提升他們對高考的應對能力，轉變自身對學習和生活問題的看法，緩解他們的身心壓力，還可以幫助他們提前形成創新意識，更好地應對大學的學習研究，提升他們對新環境的適應能力。其次，培養高中學生的創新性思維能夠有效增強學生勤于思考的意識，可以讓學生為未來的發展奠定良好基礎。創新性思維不僅關乎學生的個體成長，而且，影響到了國家未來的人才質量。而實踐證明，樂高機器人在培養學生創新性思維方面具有不可替代的作用，因此，在這種背景下，針對樂高機器人對高中學生創新性思維培養的研究就顯得尤為重要。

一、 樂高是教育思路的特點和優勢

樂高教育理念指的是有趣、具體、現實的教育形式，學生可以在快樂的游戲氛圍中學習，進而對學習更加感興趣。孩子的天性就是愛玩，從本質上來說這與學習并不沖突，并且，適當的娛樂可以提升學習效率，這主要是由于學生在輕松的氛圍中，可以快速釋放自身的壓力，實現對大量負面因素的去除，如此學生可以更好地投入學習，這也是樂高教育最主要的目標。該教育理念強調娛樂活動需要有計劃，有目的，在玩樂的同時需要培養孩子勇于探索、大膽創新的精神品質。如此可以幫助他們在腦海中建立相應的知識框架，例如在學習新事物的過程中，如學生在最初學習計算機的時候，會關注屏幕圖像和音響聲音，卻沒有了解其組成和運行機理，而借助樂高教育模式能夠采用動畫視頻或小游戲等簡單易懂的形式，設計計算機具有哪些構成要素及其運行機制，學生在參與游戲和觀看視頻的同時，可以做到對此類知識點的了解，進而在教育活動中做出更加積極的表現，也能夠高度集中自身的注意力，更加專注地傾聽和理解，與以往的講授方式相比，能夠獲得更加理想的課堂教學效果，學生通過自我實踐可以加深自己對所學知識的記憶，同時，還可以形成主動學習的意識，具有良好的創新思維。

二、 應用樂高機器人教學的優勢

目前，學生終身面臨著巨大的課業壓力，難以做到對考試和復習的良好應對，這極大地降低了他們的學習興趣，而興趣愛好可以為學生提供學習動力，他人的期望和巨大的學習壓力無法順利激發學生的學習動力，只有產生興趣后，才能夠享受學習帶來的樂趣，進而更加專注地學習。在培養學生創造力的過程中，通過對樂高機器人的應用，可以提高他們的學習興趣，這一產品具有智能化的特征，其中的許多功能都是全新的，因此必然可以更好地吸引具有較強好奇心的學生，讓他們做出更加深入的探究，在設計安裝、操控和升級等機器人環節，學生通過動手實踐能夠獲得更多的樂趣，并且會對未知領域產生更強的探索欲，他們可以進行獨立的思考，并形成大膽創新的精神。想要在教學階段做到對樂高機器人的良好運用，就需要做好對各種程序的設定，如此才能夠使新型教學流程具有多樣化的特征，學生在新鮮感的引導下，會不斷地進行思考，說出具有自身見解的想法，學生通過不斷嘗試獲得成功后，會感受到成功帶來的喜悅，如此可以促進他們個性的良好發展，而個性化培養可以促進學生創造力的發揮。樂高教育法與拼圖十分類似，可以按照不同的樣式拼接初始圖塊，擁有更多的發展空間，如此，學生可以按照自己的興趣進行嘗試，而教師指導可以加大學生的探索力度，如此可以提升學生的創新能力，同時促進他們發散思維的發展。

三、 樂高機器人制作的教學目標

知識方法：向學生講解編程等有關機器人的知識，在玩樂的同時，需要將機械工程中的馬達和傳感器等相關概念傳授給學生，并且，在搭建小顆粒的組件期間，需要讓學生了解有關建筑構架的各類知識。

動作技能：學生在制作機器人的過程中，編程完機器人后，需要組裝它們的外形，學生在進行實際組裝操作期間會遇到各種問題。而這些問題可以培養學生的實踐操作能力，從協調性方面，促進學生各項能力的良好發展。

認知情感：處于人生發展時期的學生還不具備成熟的經驗，依然會十分好奇新事物。學生看到樂高機器人后會聯想各種電影中播放的機器人。在組裝樂高機器人期間，學生的手眼不僅可以得到協調發展，還可以形成良好的動手能力，進而搭建出形狀各異的機器人，如此可以培養他們對新鮮事物的嘗試能力。在制作機器人期間，學生可以獲得創造力和問題解決能力的發展，同時也能夠形成團隊合作意識，機器人在培養學生想象力和認知力方面，發揮出了巨大的作用。

學生在制作機器人的過程中，他們的邏輯思維和認知能力等可以得到良好的發展。我國在不斷發展社會經濟的同時，也加快了科技發展的速度，相信在不久的將來，會有越來越多的學生加入制作機器人隊伍中，這可以在早期發展學生的智力。同時教師還需要全面地發展學生的智力，加強他們思維的創造性。

四、 如何借助樂高機器人教學培養學生的創新思維能力

學校在活動開始之前，首先需要開展大面積的調查，了解高中生目前最感興趣的樂高機器人類型，并且需要根據相關要求指導高中生的創新實踐活動。同時需要結合學生的需求、教學目標，開展不同類型的實踐活動。這主要是為了激發學生的興趣愛好，釋放學生巨大的課業壓力，讓學生了解自身的優缺點，借助樂高機器人不僅可以培養他們的想象力和創造力，同時，將其引入相應的活動中，還可以提高學生的實踐能力，并幫助他們鞏固所學的知識，目前，主要有課堂科技普及和興趣團隊的設立等熱門的實踐活動方式，學生通過實踐活動可以形成勇于創新的精神品質，文章主要探討了幾種實踐效果良好的開展方式。76D78629-7DE1-41DC-AD9E-3363F79718D3

（一）開辟實踐的第二課堂

高中生首先需要做到對自身學習時間和休息時間的合理安排，為科技實踐和課外活動留出相應的時間，在這些時間打造樂高機器人新課堂，為學生提供實踐創新的機會。首先，需要在課堂上講解科普宣傳，由專業團隊來制作機器人，由該領域的專家學者將基本原理和基本構造等有關機器人的信息講述和普及給學生，讓學生了解其日后的創新方向，然后可以采用講和練的形式，讓學生了解掌握零件組裝和程序設計等有關機器人的內容，學生通過實踐操作可以實現對知識原理的良好掌握，此外還可以讓他們去往機器人展館，向學生演示如何實際操作樂高機器人，通過體驗式操作，學生不僅會產生探索欲，還會想要親自對此類智能設備進行實際操作。進而獨立地采用各模塊組裝機器人，學生為了實現對機器人的操控，會獨立編譯相關程序語言，并檢驗其運行可行性，學生在這一過程中可以憑借自己的能力發現和解決問題，在解決問題的同時還可以形成良好的創新思維。其次，學校應該對課時進行重新分配，在意識到樂高機器人教學重要性的基礎上，一定要合理安排教學時間，并能保證課程不被其他學科占用，這樣才能為第二實踐課堂的開展提供時間保證。

（二）組建興趣相同的活動小組

團隊合作能夠幫助學生形成良好的創新意識，教師需要結合學生的興趣，做好對各類機器人的分類，將愛好相同的學生劃分為一組，并配備老師進行指導，教師可以舉辦各種機器人實踐活動，做好對程序編譯和實際操控等各種機器人創新實踐活動的設立，如此可以幫助高中生形成良好的創新思維和應用能力，通過傾聽、思考和實踐訓練可以加深學生對力學和電學等物理學知識以及不同的信息技術知識的掌握理解。而且，教師在對學生進行分組的過程中應該依據一定的原則。比如，教師應該保證小組成員的差異性，保證小組成員內部可以實現知識層面的幫扶。一些邏輯思考能力較強的學生可以向其他“學困生”傳輸自身的知識經驗。與此同時，具有不同特長的小組成員之間可以形成有效的互補。比如，理論能力較強的同學和實踐能力較強的同學就可以形成良好的實踐“合力”，從而提高機器人組裝的效率，也能夠產生良好的效果。除此之外，小組模式增加了成員之間相互磨合的機會，成員認識到了相互合作的重要性，因此，小組合作大大培養了學生的集體主義精神。

（三）開展不同的創新比賽

在高中時期，可以采用比賽的形式開展不同類型的機器人創新實踐活動，由于樂高機器人涉及了價格昂貴的零件，其整體套裝需要較高的成本，而學校缺乏充足的經費，難以實現對其的大規模購置和使用，再加上較大的學習壓力，學校并沒有重視對此類競賽活動的開展。所以，目前在進行比賽的過程中，機器人主要是由教師設計和組裝的，而學生只能夠進行觀察，缺乏充足的體驗時間，也缺乏實踐操作的機會，因此無法通過比賽提高他們的動手實踐水平，也無法提升他們的創新思維能力。面對此類問題，高中學校需要組建好班級或興趣小組，每隔一段時間舉辦一次競賽活動，可以是小規模活動，但是每個成員必須積極參與比賽，根據學生在高中時期的認知能力和實踐能力，從復雜度和競賽難度方面，做好對機器人創新大賽的合理定位，如果學校缺乏充足的師資力量和費用資金，就可以與大學展開合作，在組織高中生舉辦此類競賽的過程中，可以邀請獲得優異比賽成績的大學師生提供輔助，同時，還可以讓學生家長當評委，與教師一起從動手能力和創造能力等方面對學生進行評價，如此就可以針對性地加強學生的弱項，不僅可以提高學生的實踐能力，還可以實現對他們思維能力的創新，加強親子關系，為家校聯合創造了全新的局面。

（四）強化師資隊伍建設

從素質教育的角度出發，教師是學生學習的引導者和促進者，是學科的建設者和研究者，因此，學校教師的素質能對整體的教學效果產生重要影響。因此，學校應針對人才培養目標，采取多樣性招錄和考核機制來提升教師隊伍的整體素質水平。首先，學校應該嚴格把控招聘的質量關，招錄一些既具有較高學科教學素養，又具備信息技術素養的教師。其次，學校也要適當采取特殊標準去引入一些具備樂高機器人教學經驗的相關人才，并要做好后續工作，做到引入人才，留住人次。在此基礎上，通過聘請優秀機器人相關企業的專業人才，來促進教師隊伍的不斷壯大。例如，學校可定期安排教師到機器人相關企業展開市場調查，跟進企業的實際運行狀況，及時對教學內容進行充實與調整。全面打造“雙師型”師資隊伍，與優秀企業建立合作關系，加強企業員工與教師之間的溝通交流，借鑒其他學校的人才培養經驗，確保自身教學體系始終滿足社會需求。也可借助社會力量開展競賽，為教師提供學習與自我展示的平臺，從而更好地激發教師的主觀能動性。

五、 結語

總的來說，雖然學生在最初與機器人接觸時，難以憑借自己的能力完成機器人的搭建，但是，學生在積累了更多的經驗后，可以逐漸憑借自己的能力完成機器人的搭建，在這一期間需要進行反復訓練，不斷地付出努力，學生在制作完某個作品后，可以獲得良好的成就感，也會產生更強的自信心。學生在玩樂的氛圍中學習，可以更好地發揮自身的主觀能動性，對學習產生更多的探索欲，同時，還能夠形成良好的動手能力和創新思維。文章對樂高機器人教育的目標以及優勢進行了闡述，并且從多個層面提出了樂高機器人教育的策略，比如要開辟樂高教育實踐第二課堂、開展創新比賽、強化師資隊伍建設等。期望文章的研究能為樂高教育的開展提供一定的參考和借鑒。

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課題項目：文章系2019年度甘肅省十三五教育科學規劃課題《樂高機器人教學對學生創新思維能力培養的研究》（立項編號：GS[2019]GHB1214）階段研究成果。

作者簡介：馬云（1979～），女，漢族，甘肅平涼人，甘肅省平涼市靜寧縣第三中學，研究方向：中學數學。76D78629-7DE1-41DC-AD9E-3363F79718D3