在機器人教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實踐與思考

朱傳燕

(山東省平原縣第三中學(xué) 山東 德州 253100)

機器人教學(xué)是把信息技術(shù)學(xué)科中所學(xué)到的知識在實踐中進(jìn)行整合，它具有數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性，同時在實踐活動中也具有創(chuàng)新和實踐的空間。機器人教學(xué)深受廣大學(xué)生的歡迎和喜愛，是因為它把實踐的趣味性、全面性、科學(xué)性及其探索性結(jié)合起來。

1.學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力在機器人教學(xué)中的培養(yǎng)

機器人技術(shù)實用性具有較強的實用性、動手能力強和創(chuàng)新能力強等特點，在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面發(fā)揮獨特作用。例如，編寫機器人走直線的教學(xué)中老師對學(xué)生的發(fā)散思維進(jìn)行鼓勵，運用創(chuàng)造性思維編寫四邊形和八邊形等程序。通過這種實踐探索，使學(xué)生拓展了思路，提高了實踐能力，并學(xué)習(xí)了這門課程。除此之外，具有較好學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識的學(xué)生還可以根據(jù)自己的實踐認(rèn)識，創(chuàng)造性地搭建各種機器人，將他們學(xué)到的知識結(jié)合應(yīng)用起來，把自己獨到的想法付諸實踐，并嘗試以各種方式測試自己的想法和設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力和提高發(fā)散思維能力。

在機器人搭建教學(xué)中，學(xué)生經(jīng)過編寫程序和調(diào)試可以培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度，立足學(xué)生自身的實際情況結(jié)合所學(xué)知識和實踐來取得成功。設(shè)計能否成功必須經(jīng)過檢驗這就要求樹立科學(xué)的實事求是、腳踏實地的風(fēng)格。每次機器人的搭建、設(shè)計和編程不可能一次性獲得成功，它需要反復(fù)拆卸、調(diào)試和整改，這樣才會培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄亢蛯W(xué)習(xí)態(tài)度以及堅持不懈的精神和良好的心理承受能力。

另外機器人教學(xué)還可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作意識，在機器人學(xué)習(xí)過程中由于有的學(xué)生受到知識水平和動手能力的限制，老師通常采用小組合作學(xué)習(xí)的教學(xué)形式來進(jìn)行討論，溝通交流，然后編寫程序和調(diào)試，讓學(xué)生共同來完成機器人搭建。

搭建完成后總結(jié)機器人在運行過程中出現(xiàn)的問題并一起解決。在搭建時小組成員既有分工又有合作，成為優(yōu)秀的團(tuán)隊，這將是未來教育發(fā)展所需要的合作學(xué)習(xí)模式。

2.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐的能力思考

2.1 創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。通常學(xué)生對新鮮事物都有非常強的好奇心，而這種好奇心是對認(rèn)知事物以及探究事物尋找問題根源的內(nèi)在動力，而機器人是通過程序控制的一種機器系統(tǒng)，這就要求老師應(yīng)該對學(xué)生進(jìn)行正確的引導(dǎo)，這樣會使學(xué)生對機器人產(chǎn)生濃厚的興趣和積極的求知欲，從而對學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生積極的推動作用。為學(xué)生提供主動獨立的學(xué)習(xí)平臺，把教師解放出來，讓學(xué)生作為真正的項目研究者，充分調(diào)動他們的主動性以及創(chuàng)新意識。在機器人比賽教學(xué)過程中老師和學(xué)生要建立融合的關(guān)系以及學(xué)生與學(xué)生之間的和諧相處關(guān)系，在和諧的氛圍中合作，鼓勵學(xué)生之間相互交流溝通來共同完成比賽任務(wù)，進(jìn)而幫助他們樹立合作與創(chuàng)新的意識，這種方法是讓學(xué)生自己設(shè)計內(nèi)容，并和其他學(xué)生進(jìn)行一起討論指出設(shè)計的優(yōu)缺點。這樣不但可以促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)新思維意識。

2.2 創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。創(chuàng)新思維的培養(yǎng)是將創(chuàng)新意識的感性愿望提升到理性的探索，它具有聯(lián)想性求異性、發(fā)散性等特征，由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍。因此，靈活運用教學(xué)設(shè)計中的任務(wù)導(dǎo)向，巧妙地在有趣的主題語境中留白，通過清晰明確的學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動，以及輔助信息和程序信息的輔助，加強子任務(wù)練習(xí)使得復(fù)雜的問題過于簡單化和具體化，充分調(diào)動了學(xué)習(xí)的熱情和積極性，學(xué)生可以輕松地搭建機器人，然后使用計算機和圖形編程軟件編寫機器人程序，為機器人創(chuàng)建智能行為，當(dāng)然，并非所有任務(wù)都是由老師來幫助完成的。及時指導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的思考能力，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維的發(fā)展。這些活動符合學(xué)生的發(fā)展特點，發(fā)揮他們的自身個性和天性，讓學(xué)生在自己感興趣的環(huán)境中獨立學(xué)習(xí)思考。

2.3 加強對學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。在機器人教學(xué)過程中，一旦遇到問題老師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生去解決，并且應(yīng)該還有解決問題的獨到的想法，將將學(xué)生的思維運用到實踐教學(xué)研究中去，培養(yǎng)他們解決問題和創(chuàng)新的能力在機器人做準(zhǔn)備的過程中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識，針對不同層次基礎(chǔ)的學(xué)生進(jìn)行不同的探索和引導(dǎo)并對不同的問題提出不同的解決方案，要培養(yǎng)學(xué)生解決問題和實踐中的創(chuàng)新能力，老師可以通過設(shè)計一些啟發(fā)性的問題。另外在設(shè)計訓(xùn)練計劃方案的時候，逐步提出合適的關(guān)于機器人項目的問題來充分挖掘?qū)W生的創(chuàng)新能力。設(shè)計訓(xùn)練計劃時應(yīng)符合以下要求：一要有適當(dāng)難度，二要有教和學(xué)方面的探索，三要對學(xué)生的創(chuàng)新能力進(jìn)行培養(yǎng)和訓(xùn)練。

3.結(jié)束語

機器人課堂為學(xué)生提供開放的環(huán)境和開放的解決問題的方法，以彌補其他學(xué)科的不足。機器人教學(xué)不僅對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行了培養(yǎng)，而且提高了他們的團(tuán)隊合作能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)學(xué)習(xí)態(tài)度，激發(fā)他們對未知事物的創(chuàng)新探索和思考以及學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識的動力，讓每個學(xué)生能夠保持對科學(xué)事物探索的內(nèi)在興趣，并在老師的指導(dǎo)下掌握解決問題的方法，培養(yǎng)他們在機器人教學(xué)中的創(chuàng)新能力以及實踐思考。