普及性教育機器人的推廣在青少年創(chuàng)新發(fā)明中促進作用的研究

李本森 胡磊

摘要：興趣是孩子最好的老師，普及性教育機器人的推廣在青少年創(chuàng)新發(fā)明中促進作用的研究為廣大青少年在創(chuàng)新發(fā)明中提供一種可參考的方法、有效促進青少年創(chuàng)新發(fā)明，以及成果轉(zhuǎn)化。讓學(xué)生能從興趣愛好出發(fā)，增加創(chuàng)新發(fā)明的參與性，利用教育機器人得天獨厚的優(yōu)勢促進青少年創(chuàng)新發(fā)明工作的有效開展。

關(guān)鍵詞：教育機器人；創(chuàng)新發(fā)明

引言

隨著國家加大對科技創(chuàng)新的投入力度，越來越多的人參與到科技創(chuàng)新發(fā)明，根據(jù)資料顯示2018年，我國發(fā)明專利申請量為154.2萬件。較上年同期增長5.8%和17.6%；每萬人口發(fā)明專利擁有量較2017年底提高1.7件。創(chuàng)新發(fā)明的結(jié)果是讓人振奮不已的，然而在發(fā)明過程卻讓許多上過發(fā)明課程的老師望而生畏的，究其原因有以下幾點：其一，創(chuàng)新發(fā)明課程無規(guī)可循，并不像其他主科目一樣有例可參；其二，創(chuàng)新發(fā)明課程沒有系統(tǒng)的教材，沒有教學(xué)梯度，上課的老師一般自己備課，導(dǎo)致教學(xué)產(chǎn)出較少；其三，青少年創(chuàng)新發(fā)明課程成果轉(zhuǎn)化環(huán)境缺乏有效機制。本文將重點研究普及性教育機器人的推廣在青少年創(chuàng)新發(fā)明中促進作用，為廣大青少年在創(chuàng)新發(fā)明中提供一種可參考的方法、有效促進青少年創(chuàng)新發(fā)明，以及成果轉(zhuǎn)化。

1.青少年創(chuàng)新發(fā)明行為習(xí)慣研究

青少年創(chuàng)新發(fā)明的基本方法是“發(fā)現(xiàn)問題”、“解決問題”、“發(fā)明方案”、“專利文件”，大部分學(xué)生停留在發(fā)現(xiàn)問題這一階段，而許多學(xué)生根本無法發(fā)現(xiàn)問題，那么在這個過程中可以增加活動過程、增加學(xué)生參與度，啟發(fā)學(xué)生產(chǎn)生問題。

1.1啟發(fā)創(chuàng)新發(fā)明構(gòu)想，為創(chuàng)新發(fā)明尋找來源

在學(xué)校中通過開展普及性教育機器人的相關(guān)活動，通過讓學(xué)生尋找生活中“困難”、“不滿意”、“不好用”、“不方便”的事或物，讓每一個學(xué)生從自己的生活實際中出發(fā)，從距離最近的事物展開，這樣產(chǎn)生的發(fā)明不僅可以解決實實在在的問題，而且更容易實現(xiàn)。

通過教師有意識地引導(dǎo)學(xué)生運用課堂里所學(xué)的知識去解決生活中的實際問題，既能有效地培養(yǎng)起學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力，又能讓學(xué)生在活動的過程中深入認(rèn)識到科技的應(yīng)用價值，形成良好的科學(xué)價值觀。

1.2為學(xué)生找出解決方案，使其轉(zhuǎn)化為發(fā)明方案

通過給孩子們舉發(fā)明的例子，講發(fā)明的故事，使學(xué)生通過簡單的“1+1法則”、“移植法則”、“改變材質(zhì)”等方法就可以解決遇到的問題。再通過整理使之成為解決問題的方案，在解決方案中選取可以轉(zhuǎn)化為發(fā)明的加工為創(chuàng)新發(fā)明方案。

2.青少年創(chuàng)新發(fā)明基本要求

2.1青少年創(chuàng)新發(fā)明必備條件

要讓青少年明確“科學(xué)發(fā)現(xiàn)與技術(shù)發(fā)明的不同之點與共同之點”科學(xué)發(fā)現(xiàn)是認(rèn)識世界，技術(shù)發(fā)明是改造世界，要改造世界就必須創(chuàng)新，要做甚么及怎么做？

（1）持久的喜歡，任何一個青少年面對自己喜歡的事情都是非常癡狂，的可以用瘋狂的行為去面對，就好比一個中小學(xué)生喜歡看一本書，可以挑燈夜戰(zhàn)、可以秉燭夜讀、甚至敢冒風(fēng)險在課堂上偷偷的看。

（2）創(chuàng)新的精神，即要有開創(chuàng)性的思維，要有求異性，思考問題不要被舊框框所禁錮。

（3）堅韌的品質(zhì)，這是創(chuàng)新精神中的重要因素，愛迪生發(fā)明電燈泡是試驗了上千次才成功的。創(chuàng)新發(fā)明要經(jīng)得起困難的折騰，在整個創(chuàng)新活動中有我們預(yù)料得到的困難，也有不能預(yù)料的困難，而不能預(yù)料的困難隨時可能出現(xiàn)，對待困難除了不怕以外最重要的是如何想辦法去制伏它。

（4）良好的習(xí)慣，要創(chuàng)新發(fā)明沒有知識作后盾是不行的，在創(chuàng)新活動當(dāng)中很多場合是多學(xué)科的知識綜合應(yīng)用。

2.2培養(yǎng)青少年創(chuàng)新發(fā)明的方向：

（1）學(xué)會觀察，從觀察中去尋找問題，要善于在生活中、學(xué)習(xí)中、生產(chǎn)中去發(fā)現(xiàn)問題，在這些問題中篩選出創(chuàng)新發(fā)明的課題。

（2）明確創(chuàng)新發(fā)明的“三性”即，新穎性、科學(xué)性、實用性，特別是新穎性很重要，要創(chuàng)新就不能模仿，要有使人耳目一新的感覺。

（3）學(xué)會使用各種工具和制作方法也就是技能技巧要學(xué)會，在做中學(xué)不斷提高自己的動手操作能力，還要有精益求精的品格。

（4）學(xué)會設(shè)計，在設(shè)計的基礎(chǔ)上要學(xué)會制圖和識圖，在設(shè)計中學(xué)會做好規(guī)劃，先做甚么，后做甚么，再做甚么，同時要學(xué)會計劃整體完成時間和階段完成時間。

（5）學(xué)會分工合作，在集體創(chuàng)新課題中，同學(xué)之間要做到同一條心努力，相互之間取長補短，發(fā)揮每個人的特長。

3.從興趣愛好出發(fā)，啟發(fā)青少年創(chuàng)新發(fā)明

興趣是最好的老師，每一位青少年對自己喜歡的領(lǐng)域都是孜孜不倦的學(xué)習(xí)，他們愿意去花大量時間和精力在自己喜歡的實物上，他們對未知領(lǐng)域充滿好奇。

3.1學(xué)玩結(jié)合，自由輕松

青少年是天生的學(xué)習(xí)者，但孩子們不愿意被逼著去學(xué)習(xí)太難或過于簡單的知識。在“玩”的過程中，孩子們探索、體會屬于他們的世界則會更容易掌握知識，無論是書本上的還是課本之外的。相信通過動手實踐孩子會有一種滿足感和自信心，即使失敗至少嘗試過。這樣她會更容易、渴望掌握書本上有的或課外的知識。而且相信她們會更容易記住這些知識。

3.2更好的發(fā)揮自我的個性

青少年的個性可以從他們的日常行為觀察出來，也可以通過他們的作品呈現(xiàn)出來。機器人的搭建可以給孩子們無限的想象力，讓他們自由發(fā)揮。

在搭建機器人的過程中，你會發(fā)現(xiàn)機器人在運行的過程中有許多要修改的地方？比如機器人的結(jié)構(gòu)，這里你可能需要用到物理結(jié)構(gòu)以及機械相關(guān)的知識，從這些方面對所搭建的機器人進行優(yōu)化改造。

3.3從實踐中尋找成就感

讓一個剛剛接觸機器人的孩子單獨去搭建一個機器人是一件非常困難的事，他們需要反復(fù)實踐，花大量的時間動手操作。在花很多時間搭建好了一個機器人，并且實現(xiàn)了預(yù)想的功能，孩子們就會特別幸喜，有成就感。從小培養(yǎng)出來的這種成就感會讓他們充滿自信，對他們的人生發(fā)展具有極其重要的意義。

3.4更好的激發(fā)孩子興趣和學(xué)習(xí)能力

興趣是孩子最好的老師。孩子們會對他們所感興趣的東西樂此不疲，即便受挫很多次，他們都會努力做下去。機器人是一種綜合知識的實踐產(chǎn)物，每一個孩子對機器人基本上都是零抵觸心態(tài)。每一個孩子都有一顆對世界好奇的心態(tài)，他們對機器人這種科技產(chǎn)物充滿探索心態(tài)，希望這些機器產(chǎn)物帶給他們科技的力量與驚喜。學(xué)習(xí)機器人，正是孩子們所愿意花時間去了解的，這可以極大地激發(fā)他們的興趣，保持好奇心，增強孩子們的學(xué)習(xí)能力。

3.5機器人教育更加直觀

教育機器人和創(chuàng)新發(fā)明相比，一個是抽象的一個是直觀的，看得見摸得到，就好比讓一個學(xué)生搭建并編寫一個機器人，所得到的結(jié)果可立竿見影的就看得到，而創(chuàng)新發(fā)明對學(xué)生還是周期比較長，但是當(dāng)機器人走進我們的生活，我們似乎又回到了童年，對事物又有了不同的理解。直觀的機器人教育更容易促進青少年的創(chuàng)新發(fā)明。

4.借助教育機器人的推廣，促進學(xué)校創(chuàng)新發(fā)明機制的建立

學(xué)校通過直觀系統(tǒng)的教育機器人課程體系，加入創(chuàng)新發(fā)明的元素，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)機器人教學(xué)的過程學(xué)會創(chuàng)新發(fā)明，同時學(xué)校以此建立創(chuàng)新發(fā)明機制。

1.建立長期持久有效的教學(xué)課程體系，開展豐富多彩的機器人教育活動和創(chuàng)新發(fā)明課程等。

2.建立了發(fā)明創(chuàng)造教育的培訓(xùn)評價標(biāo)準(zhǔn)，使創(chuàng)新教育有一定的軌跡和操作路徑，促進創(chuàng)新教育的普及，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.建立了發(fā)明創(chuàng)造教育培訓(xùn)體系，把學(xué)校教育與企業(yè)教育進行了有機的結(jié)合，發(fā)明選題直接從企業(yè)中產(chǎn)生，再運用到企業(yè)的生產(chǎn)和管理中，避免了學(xué)校教育脫離企業(yè)實際的純理論性教育。

4.解決了創(chuàng)新的教學(xué)方法問題：前期采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法解決創(chuàng)新的問題，后期采用創(chuàng)新的教學(xué)方法解決創(chuàng)新的問題。

（作者單位：昆明少科科技有限公司）