黃偉　向海昀　左建國　龐麗

摘要：機器人智能技術(shù)是21世紀(jì)的核心技術(shù)之一，在高校開展機器人課程，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、團隊協(xié)作能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。以前進后退四輪小車機器人教學(xué)為例，從思維的流暢性、變通性、獨特性三個方面著手可以有效培養(yǎng)大學(xué)生的發(fā)散思維能力。

關(guān)鍵詞：機器人教學(xué);發(fā)散思維;培養(yǎng)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）19-0130-02

近年來，國家提出以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為教育目標(biāo)。在機器人教學(xué)中，教師可以有效培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，進而培養(yǎng)創(chuàng)新人才。而發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心，教師要培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，其首要任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。培養(yǎng)發(fā)散思維能力，有利于提高大學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性、求異性、創(chuàng)造性[1]。所謂發(fā)散思維，就是指對一個問題進行多角度、多方向、多維度的思考[2]。美國心理學(xué)家吉爾福特指出，發(fā)散思維具有流暢性、變通性、獨特性的特點。發(fā)散思維的流暢性是指在限定時間內(nèi)產(chǎn)生觀念數(shù)量的多少;變通性也叫靈活性，是指摒棄舊習(xí)慣的思維方法，開創(chuàng)不同方向的能力;獨特性是指產(chǎn)生不尋常的反應(yīng)和不落常規(guī)的能力[3]。

那么，如何在機器人教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的發(fā)散思維能力呢？筆者通過機器人教學(xué)實踐，以前進后退四輪小車為例，提出應(yīng)該從思維的流暢性、變通性、獨特性三個方面來培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

1充分運用聯(lián)想，培養(yǎng)學(xué)生思維的流暢性

思考對象由甲事物轉(zhuǎn)換到乙事物的思維活動，稱之為聯(lián)想;人們平時說的由此及彼、舉一反三就是聯(lián)想[4]。在機器人教學(xué)中，教師要充分運用聯(lián)想的方法，讓學(xué)生學(xué)會運用已有的知識經(jīng)驗思考組裝機器人的方案，從而培養(yǎng)他們的發(fā)散思維能力。因為學(xué)生在此之前沒有學(xué)習(xí)過機器人的相關(guān)知識，對如何組裝機器人知之甚少。所以在前進后退四輪小車機器人教學(xué)中，教師首先展示已經(jīng)組裝好的四輪小車，并且向?qū)W生介紹其基本構(gòu)造，讓他們觀察思考，并回答老師的提問：看到這個機器人小車，同學(xué)們最先想到的是什么？它跟我們生活中的什么東西比較相似？當(dāng)代大學(xué)生普遍具有一定的生活經(jīng)驗，擁有較強的聯(lián)想能力，所以一般情況下，當(dāng)學(xué)生看到前進后退四輪小車時，很自然地聯(lián)想到生活中的汽車。此時，教師進一步引導(dǎo)學(xué)生：我們的汽車有車身、輪子、發(fā)動機等。同理，機器人小車也具備這些結(jié)構(gòu)件，我們可以根據(jù)汽車的外形組裝小車。通過聯(lián)想，類比生活中的汽車，有的學(xué)生會選擇先組裝小車的車身，有的會選擇先組裝小車的輪子，甚至有的同學(xué)獨辟蹊徑，先組裝電池盒組件等，總之每個小組可以提出多種組裝方案。在這個教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師通過讓學(xué)生對已有事物進行思考，用不同的方法解決遇到的新問題，即在組裝小車時，聯(lián)想生活中的汽車，根據(jù)汽車的外觀及形狀來組裝，訓(xùn)練學(xué)生思維的流暢性，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維能力。

2引導(dǎo)學(xué)生多向思維，培養(yǎng)思維的變通性

在前進后退四輪小車的教學(xué)過程中，教師在展示了已經(jīng)組裝好的小車后，先讓學(xué)生小組思考、討論組裝小車的方案，待形成完整的組裝方案之后，再給出參考組裝方案。同時強調(diào)，該組裝方案并不是唯一的。學(xué)生在觀察了教師的示范后，很可能按照教師給出的組裝順序來組裝小車。此時，教師就應(yīng)該有意識的引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生靈活的改變思路，使用其他組裝順序組裝小車。當(dāng)學(xué)生提出不一樣的組裝方案時，老師不要急于否定或肯定，應(yīng)該引導(dǎo)、鼓勵他們，并通過自己動手操作，驗證組裝方案的可行性。如果組裝方案可行，老師應(yīng)該及時給予肯定和獎勵;如若沒有成功，也應(yīng)該和學(xué)生一起分析組裝方案失敗的原因，引導(dǎo)他們修改方案。

教師應(yīng)該告訴學(xué)生，可以從組裝順序、要實現(xiàn)的功能以及外形等方面思考組裝小車的方案，讓他們自己去探索合適的組裝方案，學(xué)會從不同的角度去思考問題。在程序編寫環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該避免禁錮學(xué)生的思維，應(yīng)告訴學(xué)生，所編寫的程序不一定都是先使小車前進再后退;我們也可以讓小車先后退，再前進;還可以讓小車前進很長一段距離，然后突然后退，從而使每個小組的小車運動路徑都不相同。教師通過引導(dǎo)學(xué)生多向思考，使得每個小組的程序多樣，有的學(xué)生甚至加上了音樂播放程序。在機器人教學(xué)中，通過這種教學(xué)模式，讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成從不同角度思考解決問題的方法，訓(xùn)練學(xué)生思維的變通性，從而培養(yǎng)他們的發(fā)散思維能力。

3在鼓勵獨創(chuàng)中，培養(yǎng)學(xué)生思維的獨特性

在我們的機器人教學(xué)中，教師采用的是任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。教師通過引導(dǎo)學(xué)生，在已有知識的基礎(chǔ)上探索解決新問題的方法，有利于學(xué)生思維獨特性的培養(yǎng)。所以，在教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生在完成上一個任務(wù)的基礎(chǔ)上，通過小組思考、討論，完成下一個拓展任務(wù)，從而鼓勵學(xué)生進行獨創(chuàng)，培養(yǎng)學(xué)生思維的獨特性。比如，在前進后退四輪小車任務(wù)結(jié)束之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：在小車的基礎(chǔ)上，增加哪些結(jié)構(gòu)件，改進哪些程序結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)小車碰壁倒退的功能？教師提示學(xué)生：小車在前進的過程中，如果碰到障礙物，則倒退。此時，學(xué)生可以根據(jù)老師的提示，增加小車的結(jié)構(gòu)件、改進程序，從而實現(xiàn)小車碰壁倒退。學(xué)生在完成新任務(wù)時，通過探索、思考，編寫出來的程序各不相同。有的學(xué)生編寫的程序使小車在碰壁之后，沿原路徑返回;有的學(xué)生使得小車碰壁之后，左轉(zhuǎn)或有轉(zhuǎn)前進;甚至有的學(xué)生使小車遇到障礙物時緊急呼叫并后退。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生組裝小車時，使用的結(jié)構(gòu)件各不相同，程序?qū)崿F(xiàn)的功能也不一樣，這不僅能使學(xué)生獲得成就感，提高白信心，也能培養(yǎng)學(xué)生思維的獨特性，提高他們的發(fā)散思維能力。

總之，大學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)是有跡可循的。在機器人教學(xué)的過程中，教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實際情況，有意識的采取多種形式的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

參考文獻：

[1]王秋瑩.創(chuàng)造教育下培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2016（8）：72.

[2]鄭蔚青.物理教學(xué)中學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)與訓(xùn)練[J].中國教育學(xué)刊，2004（2）：58-62.

[3]黃希庭，鄭涌.心理學(xué)導(dǎo)論（第三版）[M].人民教育出版社，2015（8）.

[4]劉桂信.數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)[J].中國校外教育，2015（22）：122.

【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2020-02-04

作者簡介：黃偉（1995-），男，四川成都人，助理實驗師，計算機應(yīng)用技術(shù)碩士，主要研究方向為圖像處理技術(shù)。