機(jī)器人教育與青少年創(chuàng)新能力培養(yǎng)

郭春林

摘要：機(jī)器人技術(shù)已走進(jìn)我國(guó)大部分的省市中小學(xué)信息技術(shù)課程，機(jī)器人競(jìng)賽也已成為我國(guó)青少年活動(dòng)的第一品牌，機(jī)器人教育也隨之被學(xué)校、家長(zhǎng)以及社會(huì)認(rèn)可和推崇，特別是在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)方面展現(xiàn)了它獨(dú)有的特性。

關(guān)鍵詞：科技；智能；機(jī)器人；科學(xué)素養(yǎng)

機(jī)器人集成了數(shù)學(xué)、力學(xué)、機(jī)械、電子、自動(dòng)控制、傳感器、通信、計(jì)算機(jī)、人工智能，是眾多領(lǐng)域的高科技的綜合。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器人這一信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域也得到飛速發(fā)展，在學(xué)生中進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)，不僅可以普及信息技術(shù)提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)也可培養(yǎng)開發(fā)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)、綜合能力、協(xié)作能力和進(jìn)取精神等。

一、開展機(jī)器人教育的意義

創(chuàng)新能力作為一個(gè)國(guó)家、民族進(jìn)步和繁榮的動(dòng)力，在當(dāng)今社會(huì)，其價(jià)值不言而喻。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。隨著機(jī)器人教育活動(dòng)日益普及，它在培養(yǎng)青少年創(chuàng)造力過程中凸顯的優(yōu)勢(shì)已受到各界關(guān)注。機(jī)器人教育圍繞學(xué)生因材施教，教師只扮演引導(dǎo)者的作用，傳授最基本的理論知識(shí)，剩下的需要學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐來獲取新的知識(shí)和信息。對(duì)于一些問題，學(xué)生必須給出自己的創(chuàng)新解決方案，這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。

機(jī)器人學(xué)習(xí)和制作具有明顯的綜合性和實(shí)踐性，學(xué)生不僅能接觸機(jī)器人，體驗(yàn)成功制作機(jī)器人的愉悅，更能提升他們的綜合素質(zhì)，對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展有著重要的意義。

1.有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

創(chuàng)新精神是指人在分析和處理問題時(shí)所表現(xiàn)出的不因循守舊的思想和工作作為，也是科學(xué)技術(shù)人員的重要素質(zhì)。

2.有利于培養(yǎng)學(xué)生統(tǒng)籌學(xué)習(xí)的能力。

通過機(jī)器人的教學(xué)，學(xué)生能夠正確地、規(guī)范地、有計(jì)劃地設(shè)計(jì)并完成任務(wù)。

3.有利于養(yǎng)成學(xué)生的獨(dú)立思維能力。

學(xué)生個(gè)體根據(jù)任務(wù)挑戰(zhàn)能夠根據(jù)自己掌握的知識(shí)技能分析問題，并且提出有效方案解決問題，這樣一次次下來，學(xué)生在潛移默化中養(yǎng)成了獨(dú)立思維的習(xí)慣。

4.有利于培養(yǎng)學(xué)生的手腦結(jié)合能力。

在做中學(xué)，通過鼓勵(lì)孩子們主動(dòng)探索、動(dòng)手實(shí)踐，讓他們親身體驗(yàn)抽象的理論如何變成了觸手可及的答案，享受成功的興奮。在活動(dòng)中，學(xué)生不僅可以學(xué)到有關(guān)機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)知識(shí)，更可幫助他們培養(yǎng)良好的生活習(xí)慣、掌握技能：與人的溝通與合作、對(duì)他人的尊重、毅力與自信心的樹立及時(shí)間的合理分配、利用等，知道自己的興趣所在，為將來走上社會(huì)，面對(duì)新的挑戰(zhàn)做好充分的準(zhǔn)備。

二、機(jī)器人課程特點(diǎn)

機(jī)器人教學(xué)主要特點(diǎn)是：創(chuàng)新性、開放性、綜合性和探究性。在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)方面要考慮到實(shí)際情況，如學(xué)生人多機(jī)房地方小時(shí)應(yīng)因地制宜，設(shè)計(jì)的教學(xué)任務(wù)可在小范圍內(nèi)實(shí)施，例如在課桌上、教室后面等也可安排在座位就近的場(chǎng)地，也可根據(jù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目改變地面顏色，添加標(biāo)志，添加障礙物等。在每節(jié)課中，我們向小組成員提出了挑戰(zhàn)任務(wù)，給他能夠創(chuàng)造出自己解決方案的工具，學(xué)生們親自動(dòng)手制作與日常生活密切相關(guān)的模型，通過這種方法，初步建立對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)和原理的認(rèn)識(shí)和理解，讓學(xué)生真正體驗(yàn)到實(shí)踐成功后喜悅和興奮。通過解決問題的過程延伸到培養(yǎng)他們創(chuàng)造力、合作能力、交流能力和獲取新知識(shí)的能力等。

我們相信，同學(xué)們能夠在這樣一個(gè)開放式的教育平臺(tái)上通過實(shí)踐、體驗(yàn)、探究、創(chuàng)新，不斷地挑戰(zhàn)自我、享受合作過程的樂趣，為啟蒙學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、發(fā)展創(chuàng)新思維等打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、開展機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新教育的有效途徑和方法

1.開設(shè)相關(guān)課程補(bǔ)充專業(yè)知識(shí)。

可以采取多種形式相互結(jié)合的方式補(bǔ)充相關(guān)專業(yè)知識(shí)。并且針對(duì)不同基礎(chǔ)的學(xué)生，可以開設(shè)不同的班型，課程包含一些必要的、基礎(chǔ)的專業(yè)知識(shí)，從機(jī)器人發(fā)展史到專業(yè)術(shù)語，以及機(jī)械方面的內(nèi)容，循序漸進(jìn)，由易到難。為了使學(xué)生們便于理解和學(xué)習(xí)，建議理論課學(xué)習(xí)結(jié)束后開始一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)課程來提高學(xué)生們的動(dòng)手實(shí)踐能力。

2.提高授課人的相關(guān)能力。

機(jī)器人課程的開設(shè)有別于其他課程，因?yàn)檫@門課程涉及的知識(shí)面很廣，跨越多個(gè)相關(guān)專業(yè)。因此，這門課程的考核評(píng)估辦法也要區(qū)別于其他傳統(tǒng)課程。機(jī)器人課程的開設(shè)，首先要求教師要明確自己課程的目標(biāo)、內(nèi)容，以及相關(guān)課程的組織實(shí)施、課程評(píng)估。機(jī)器人課程需要學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)量大且范圍廣，這就需要授課教師時(shí)刻追蹤相關(guān)課程內(nèi)容的變化更新，并做好相關(guān)課程規(guī)劃，要了解學(xué)生參與課程的程度，并及時(shí)根據(jù)教學(xué)實(shí)際調(diào)整傳授方法。因此，課程開設(shè)后，授課人會(huì)面臨一些新的教學(xué)觀念、材料和策略的挑戰(zhàn)。這就需要教師的授課能力（包含制訂課程目標(biāo)、明確課程內(nèi)容、課程組織實(shí)施、課程評(píng)估等4個(gè)方面的能力）有全面地提高。

3.開展機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)。

機(jī)器人競(jìng)賽所涉及的知識(shí)面很廣，所以并不是簡(jiǎn)單的理論知識(shí)競(jìng)賽，更不是應(yīng)試化、教條化的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)比賽，而是在給各個(gè)團(tuán)隊(duì)指定一些任務(wù)后，團(tuán)隊(duì)成員在一起有針對(duì)性地協(xié)作商討、設(shè)計(jì)研發(fā)、制作完成、參與競(jìng)技的活動(dòng)。競(jìng)賽過程中有許多不確定因素，數(shù)月的辛苦和努力也許就因一時(shí)的判斷失誤而一無所獲，因此就有了大批的失敗者，同時(shí)也有了新的前進(jìn)目標(biāo)。這種模式的機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目不僅需要學(xué)生們有較強(qiáng)的綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)，還可以考驗(yàn)和錘煉他們承受挫折、挑戰(zhàn)自我的能力，更重要的是，這為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力提供了良好的平臺(tái)。

綜上，開展機(jī)器人教育課程乃是大勢(shì)所趨、勢(shì)在必行，我們需要探尋更好的方式促進(jìn)機(jī)器人教育在中小學(xué)教育中的應(yīng)用，以校本課程的形式開展機(jī)器人教育在目前能較好地符合課程結(jié)構(gòu)與機(jī)器人教育的要求，學(xué)?？梢愿鶕?jù)自身的特點(diǎn)開展富有個(gè)性的機(jī)器人教育教學(xué)，來提高學(xué)生的信息素養(yǎng)和科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維和意識(shí)。

參考文獻(xiàn)：

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