讓機(jī)器人助飛創(chuàng)新思維

王淑云

（威海市科學(xué)技術(shù)館，山東 威海 264200）

著名科技創(chuàng)新者沈琨說：“真正有所作為的人不是知識淵博的人，而是那些想象力豐富的人。青少年時(shí)期是創(chuàng)新思維培養(yǎng)的最佳時(shí)期，知識能夠在資料室和互聯(lián)網(wǎng)上找到，而一旦失去培養(yǎng)青少年創(chuàng)新思維的時(shí)機(jī)，是很難找回的?！笨萍纪苿?dòng)教育，知識改變命運(yùn)。作為創(chuàng)新科技的代表，機(jī)器人在人類社會中扮演著越來越重要的角色，受其影響的領(lǐng)域在不斷擴(kuò)大，從工業(yè)走向農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)；從產(chǎn)業(yè)走進(jìn)醫(yī)院、家庭；從陸地潛入水下、飛往空間；……。顯然，利用機(jī)器人活動(dòng)來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維非常符合學(xué)生特點(diǎn)，這正是我們培養(yǎng)他們創(chuàng)新能力的心理基礎(chǔ)。以下從幾個(gè)方面談?wù)勎覀兺ㄟ^機(jī)器人活動(dòng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1 營造氛圍，蘊(yùn)育創(chuàng)新思維

創(chuàng)新既然要讓思維打破牢籠，無拘無束，那么就要改變死板的課堂教學(xué)模式，讓學(xué)生在輕松歡快的氣氛中開始自己的創(chuàng)作。于是我轉(zhuǎn)變身份成了學(xué)生們的朋友，有時(shí)候就是領(lǐng)著大家一起玩的大哥哥，很快同學(xué)們也都成了好朋友，在這樣的氛圍里，大家就能盡情的爆發(fā)自己的能量，放飛自己的思維。說到融洽，千萬別忘了幽默，幽默是人與人之間交流不老的主題，教育也是如此，連教育家斯維特洛夫也說過：“教育家最主要的，也是第一位的助手是幽默?！痹跈C(jī)器人的教學(xué)中，基本原理和動(dòng)手內(nèi)容的教學(xué)，往往使教師感到棘手，使學(xué)生感到抽象、挫折感。此時(shí)運(yùn)用風(fēng)趣的語言，適當(dāng)?shù)谋扔骰蚺c眾不同的思維，就能將繁雜化為簡潔，沉悶化為輕松，使學(xué)生在輕松愉快的氣氛中孕育著創(chuàng)新思維。

2 培養(yǎng)興趣，保持創(chuàng)新動(dòng)力

興趣對科學(xué)創(chuàng)造具有啟動(dòng)功能，當(dāng)一個(gè)人對某種事物產(chǎn)生興趣時(shí)，他總是積極地、主動(dòng)地、心情愉快的去接觸和觀察研究。電腦機(jī)器人活動(dòng)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢就是它的趣味性和神秘性，現(xiàn)在的學(xué)生從小就對于動(dòng)畫里超人，變形金鋼等具有無與倫比的崇拜感，對于這些英雄，他們有著一種神秘感，不可捉摸性。因此，在課堂上通過教學(xué)來介紹這些智能機(jī)器人情況，促使學(xué)生激起強(qiáng)烈的興趣自己創(chuàng)造自己心中的英雄，當(dāng)機(jī)器人按照學(xué)生的想法動(dòng)作起來時(shí)，那種激動(dòng)，那種成功的幸福體驗(yàn)，就會把孩子們的創(chuàng)造欲激發(fā)了出來。

在以往的科學(xué)教育中，由于強(qiáng)調(diào)對知識的掌握，使的學(xué)生的好奇心逐漸喪失。因此，要保持學(xué)生的創(chuàng)新意識，就要將科學(xué)興趣的激發(fā)作為切入點(diǎn)，就必須首先呵護(hù)學(xué)生與生俱來的好奇心與求知欲，進(jìn)而采取多種多樣的方法，將這種好奇心轉(zhuǎn)化為科學(xué)興趣。如在機(jī)器人沿線走教學(xué)過程中，學(xué)生已經(jīng)能夠利用圖形化語言程序控制機(jī)器人行走固定路線，慢慢地學(xué)習(xí)興趣消退。這時(shí)候，筆者在機(jī)器人上面加裝了一個(gè)紅外傳感器，并且修改了程序，使之能夠自動(dòng)避開障礙物行走。學(xué)生發(fā)現(xiàn)這種情況以后立即驚奇地叫了起來，還一個(gè)勁兒地問我是怎么做到的，孩子們的學(xué)習(xí)興趣立即被激發(fā)出來了，個(gè)個(gè)躍躍欲試，他們帶著這樣的興趣去探究、很快就利用紅外傳感器創(chuàng)造性的研究出門窗防盜報(bào)警器，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制器等。

3 積極訓(xùn)練，發(fā)展創(chuàng)新思維

研究表明，系統(tǒng)的思維訓(xùn)練對青少年創(chuàng)新思維的提高有著極大的促進(jìn)作用，發(fā)展學(xué)生的思維能力，就要進(jìn)行思維訓(xùn)練。首先，我們每天課外活動(dòng)都會安排機(jī)器人活動(dòng)，臨近比賽的時(shí)候，學(xué)生周末也會到校參加活動(dòng)，這樣在時(shí)間上保證了訓(xùn)練的順利進(jìn)行；其次，筆者每天都要精心備課，巧妙設(shè)計(jì)每一個(gè)環(huán)節(jié)，揣摩學(xué)生的思維習(xí)慣，讓學(xué)生得到充分的鍛煉，從而保證了訓(xùn)練的質(zhì)量。

例如，在機(jī)器人活動(dòng)《駕駛員考試》課堂設(shè)計(jì)中，采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的方法，讓學(xué)生自己想、自己試、自己完善、自己探索。筆者設(shè)計(jì)了兩個(gè)考試任務(wù)——“定點(diǎn)停車”和“弧度轉(zhuǎn)彎”，“定點(diǎn)停車”是本節(jié)課的重點(diǎn)，就是讓學(xué)生通過編程，控制機(jī)器人走定長直線?！盎《绒D(zhuǎn)彎”需要運(yùn)用機(jī)器人轉(zhuǎn)彎的知識，為少數(shù)學(xué)有余力的小組提供探索的空間。同時(shí)先選好的兩名學(xué)生作為本次活動(dòng)的主考，采用分散活動(dòng)、分散打分的形式進(jìn)行，由主考深入到各個(gè)小組中去評分，這樣能有效提高課堂活動(dòng)效率，使學(xué)生有更多的機(jī)會用于研究和調(diào)試，也保證了課堂氛圍活而不亂。這樣，任務(wù)的設(shè)計(jì)既要有難度，保持一定壓力，又不能讓學(xué)生絕望，學(xué)生通過冥思苦想，相互合作，最終解決困難，完成對創(chuàng)新思維的一次完整訓(xùn)練。

4 鼓勵(lì)合作，提升創(chuàng)新思維

思維是個(gè)人的，但又是集體的，現(xiàn)在越來越多好的創(chuàng)意是通過團(tuán)隊(duì)的合作來完成的，單靠個(gè)人的力量是不可想象的。因此，在創(chuàng)作的過程中要鼓勵(lì)學(xué)生將自己的思維融入團(tuán)隊(duì)的思維當(dāng)中，產(chǎn)生“1+1>2”的效果。

機(jī)器人活動(dòng)有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，因?yàn)槠囱b、程序設(shè)計(jì)、調(diào)試的一個(gè)復(fù)雜過程，有時(shí)候靠單個(gè)人很難完成某些任務(wù)，需要多人合作才能使任務(wù)進(jìn)行下去。在活動(dòng)中筆者常常強(qiáng)調(diào)，我們大家是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)活動(dòng)小組又是一個(gè)小團(tuán)隊(duì)，一個(gè)人的創(chuàng)意畢竟是有限的，不妨大家交流一下拿出最佳的方案。比如徐建良同學(xué)做了一個(gè)四足爬行機(jī)器人，可長時(shí)間解決不了機(jī)器人有前進(jìn)動(dòng)作但原地踏步的問題，于是賈明潤同學(xué)動(dòng)手卸掉了作為四肢的傳統(tǒng)鐵片，轉(zhuǎn)而用一個(gè)硬鐵絲作為四肢，并且作為腳的尖端向后彎曲，這樣一來不但靠尖端支撐能向前行走，而且還可以跨過一定高度的障礙物。如此一來，團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神幫助了任務(wù)的完成，從側(cè)面提升了創(chuàng)新思維，達(dá)到了一個(gè)團(tuán)體的高度。

5 多元評價(jià)，保障創(chuàng)新思維

為了充分提高學(xué)生創(chuàng)新能力，最大限度的調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位，在機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)中我們實(shí)行了自我評價(jià)、過程性評價(jià)和終結(jié)性評價(jià)、分層評價(jià)四者相結(jié)合的做法。我們充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的作用，制作了一個(gè)多元化網(wǎng)絡(luò)評價(jià)體系，分為課堂表現(xiàn)、任務(wù)完成、優(yōu)秀獎(jiǎng)勵(lì)、比賽成績等項(xiàng)目，讓學(xué)生自我管理，每次活動(dòng)完后學(xué)生都能夠總結(jié)出自己的表現(xiàn)和收獲，再利用《機(jī)器人活動(dòng)評價(jià)表》的形式進(jìn)行總結(jié)和反思，看看你又能動(dòng)手做出什么了，讓學(xué)生在成長的過程中時(shí)刻見證自己的創(chuàng)新能力的提高。

同時(shí)借助學(xué)?？萍脊?jié)活動(dòng)，將學(xué)生的創(chuàng)新成果，例如滅火機(jī)器人、足球機(jī)器人、人型機(jī)器人等在全校范圍內(nèi)展示，讓活動(dòng)成員得到同學(xué)和老師的贊揚(yáng)，獲得成就感。其次，積極參加區(qū)、市、省的機(jī)器人比賽，屢獲佳績，“威海市第一名、山東省一等獎(jiǎng)”，這樣極大地增強(qiáng)了學(xué)生的自信心和榮譽(yù)感，為今后創(chuàng)新能力的繼續(xù)提高打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

電腦機(jī)器人活動(dòng)對廣大青少年學(xué)生的創(chuàng)新思維的提高效果是顯而易見的，同時(shí)也開闊了他們的眼界，挖掘了他們的潛力，培養(yǎng)了動(dòng)手能力，最重要的是他們堅(jiān)信不管什么困難都可以通過自己的創(chuàng)意來進(jìn)行改善。也許不遠(yuǎn)的將來，真正的變形金剛就會出自他們的手中……