基于DIY機(jī)器人有效提高小學(xué)生創(chuàng)新能力的研究

林漢強(qiáng)

【摘要】機(jī)器人教學(xué)是一門(mén)新學(xué)科，它涉及多個(gè)科目，具有很廣泛的綜合應(yīng)用，可以造就學(xué)生的全面提升，在中小學(xué)教育課程中引進(jìn)DIY機(jī)器人教學(xué)是大勢(shì)所趨，發(fā)掘和提煉DIY機(jī)器人的教育價(jià)值，對(duì)推進(jìn)課程改革起到畫(huà)龍點(diǎn)睛的作用。本文將介紹如何基于DIY機(jī)器人有效提高小學(xué)生創(chuàng)新能力方面進(jìn)行一些嘗試和相關(guān)的研究。

【關(guān)鍵詞】DIY機(jī)器人;小學(xué)生;創(chuàng)新能力

DIY（Do It Yourself）機(jī)器人教學(xué)沿于高新科技而產(chǎn)生的另一種教學(xué)模式，形式新穎，這種學(xué)習(xí)模式是讓學(xué)習(xí)者自己主動(dòng)動(dòng)手做起來(lái)，在做中學(xué)，在學(xué)中做，一開(kāi)始每個(gè)學(xué)生拿在手里的資源往往都是零件，老師給出要求，讓學(xué)生開(kāi)放大腦，思考創(chuàng)造，設(shè)計(jì)成方案，動(dòng)手結(jié)構(gòu)制造，整個(gè)過(guò)程學(xué)生主動(dòng)交流溝通，并能把零碎的部件集成作品，再通過(guò)學(xué)生運(yùn)用編程軟件給機(jī)器人輸入指令，讓機(jī)器人根據(jù)指令自己活動(dòng)起來(lái)，再結(jié)合調(diào)試，小組內(nèi)部合作交流不斷完善形成可行的方案，建立成一套全面的創(chuàng)新思維系統(tǒng)。

一、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)

有關(guān)心理學(xué)專家認(rèn)為：“學(xué)生在自己感興趣的領(lǐng)域環(huán)境下學(xué)習(xí)，洞察力靈敏，記憶水平提升，想象角度廣泛，創(chuàng)新意識(shí)豐富”。創(chuàng)新能力的提升是學(xué)校、家長(zhǎng)都比較看重的問(wèn)題。只有全面提煉學(xué)生創(chuàng)造意識(shí)和創(chuàng)新能力，就能解決錢學(xué)森之問(wèn)（注：“為什么我們的學(xué)?？偸桥囵B(yǎng)不出杰出人才？”這就是著名的“錢學(xué)森之問(wèn)”。）那么，如何在學(xué)校的DIY機(jī)器人教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)呢？

要培養(yǎng)學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人的好奇感，讓學(xué)生了解DIY機(jī)器人工作原理及組成（如：拼裝各種零部件、認(rèn)識(shí)各種傳感器及其應(yīng)用方法、通過(guò)編程序來(lái)給機(jī)器人命令、控制機(jī)器人完成指定任務(wù)），結(jié)合小學(xué)生的年齡特征，喜歡玩和動(dòng)手。通過(guò)準(zhǔn)備各類的傳感器，（超聲波傳感器、尋跡傳感器、紅外測(cè)距傳感器、觸摸傳感器等等 ），根據(jù)不同的機(jī)器人的要求，讓學(xué)生自己去選擇不同的積木器材、合適傳感器、再通過(guò)動(dòng)手DIY組裝自己喜歡的機(jī)器人。用這種和藹的教學(xué)環(huán)境，開(kāi)啟學(xué)生的科學(xué)之路也激發(fā)了學(xué)生的個(gè)性的發(fā)展，幫助學(xué)生們練就更強(qiáng)大的創(chuàng)新能力。

二、團(tuán)隊(duì)合作，培養(yǎng)創(chuàng)新思維

“學(xué)會(huì)集體工作的藝術(shù)。在今天的科學(xué)中，只有集體的努力才會(huì)有真正的成就。如果你一個(gè)人工作，即使你有非凡的能力，你也不能在科學(xué)上做出巨大的發(fā)現(xiàn)，而你的同事將始終是你的思想的擴(kuò)音器和放大器，正如你自己集體中的一員也是別人的思想的擴(kuò)音器和放大器一樣?！睗闪炙够Z(yǔ)的這句話道出了一個(gè)人的創(chuàng)造能力是有局限的，團(tuán)隊(duì)合作的概念是當(dāng)前社會(huì)進(jìn)步的體現(xiàn)。同樣在教學(xué)過(guò)程中要構(gòu)建和諧活動(dòng)關(guān)系，改變陳舊的“以教師為中心”的教學(xué)模式轉(zhuǎn)換為“以教師為輔，以學(xué)生為主”的新型模式，鼓勵(lì)學(xué)生在探究過(guò)程中大膽交流，孕育融洽的交流氣氛，助力學(xué)生在愉悅的團(tuán)結(jié)合作中完成實(shí)踐任務(wù)。每當(dāng)在學(xué)習(xí)中遇到困難或者有更好的創(chuàng)意的創(chuàng)新想法時(shí)，我都鼓勵(lì)學(xué)生大膽和組員一起分享，充分發(fā)表個(gè)人見(jiàn)解，培育一個(gè)團(tuán)結(jié)進(jìn)取的小團(tuán)隊(duì)。

三、比賽實(shí)踐，提升創(chuàng)新能力

DIY機(jī)器人教學(xué)中最體現(xiàn)出學(xué)生的創(chuàng)新能在于如何在實(shí)踐中解決所遇到的問(wèn)題，注重實(shí)戰(zhàn)操作中的表現(xiàn)，不能讓學(xué)生只停留在老師所教的方法上去完成的思考層面上，鼓勵(lì)學(xué)生帶著問(wèn)題敢于探究，建立一種具有發(fā)現(xiàn)、研究和探索的創(chuàng)新概念。

（一）敢于變通，創(chuàng)造機(jī)會(huì)

小學(xué)生好奇心強(qiáng)、思想活躍、參與欲強(qiáng)烈、最富想象力，因此開(kāi)展DIY機(jī)器人是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力的最佳時(shí)期。平時(shí)訓(xùn)練按照比賽的要求，直接設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)的情境，指定比賽時(shí)間，規(guī)定比賽要求，讓學(xué)生在符合競(jìng)賽要求的場(chǎng)地上操作機(jī)器人。DIY機(jī)器人比賽過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)千奇百怪的問(wèn)題，遇到那么多的問(wèn)題，就需要學(xué)生去猜想、思考，不斷地探索、創(chuàng)造，并在實(shí)際場(chǎng)地上加以驗(yàn)證，每一次的比賽都是孩子們思維創(chuàng)造的檢驗(yàn)。通過(guò)參加各種各樣的DIY機(jī)器人競(jìng)賽是最好的培養(yǎng)平臺(tái)，每一次比賽都會(huì)在比賽過(guò)程中出現(xiàn)形式各異的問(wèn)題，這樣問(wèn)題只能在比賽現(xiàn)場(chǎng)解決，而且老師是不允許到場(chǎng)指導(dǎo)的。在這個(gè)既緊張又無(wú)助的情況下，學(xué)生的創(chuàng)新能力就會(huì)得到進(jìn)一步的提升，學(xué)生的綜合能力也得到很好的鍛煉。通過(guò)富有挑戰(zhàn)性的比賽活動(dòng)，在實(shí)踐中發(fā)揮自己的創(chuàng)造能力、應(yīng)變能力。

（二）自主探究，啟發(fā)創(chuàng)新鑰匙

陶行知先生說(shuō)過(guò)：“處處是創(chuàng)造之地，時(shí)時(shí)是創(chuàng)造之時(shí)，人人是創(chuàng)造之人?！眲?chuàng)造人皆有之，不同學(xué)生創(chuàng)新思維能力不盡相同。創(chuàng)新意識(shí)需要開(kāi)發(fā)，后天的培養(yǎng)至關(guān)重要， DIY機(jī)器人是一種新形的教學(xué)模式，可以很好的造就學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。由于機(jī)器人的類型各異，需要的設(shè)計(jì)者去思考各種不同功能的效果來(lái)完成任務(wù)。讓學(xué)生有一種感覺(jué)，我就是發(fā)現(xiàn)家、創(chuàng)造者和探索者。每當(dāng)學(xué)生有創(chuàng)意的想法提出來(lái)，本人都給予肯定及激勵(lì)，即使學(xué)生的方法出現(xiàn)誤區(qū)，教師也沒(méi)有馬上做出否定性的評(píng)價(jià)，而是先了解學(xué)生思路再才給予引導(dǎo)，提倡讓學(xué)生自己大膽去嘗試去創(chuàng)造。在DIY機(jī)器人擂臺(tái)賽項(xiàng)目中，由于學(xué)生的探究精神，大膽求變，讓整個(gè)DIY機(jī)器人車發(fā)生了質(zhì)的改變。他就開(kāi)始創(chuàng)造起來(lái)，幾個(gè)同學(xué)一起一個(gè)找一個(gè)拼樂(lè)在其中。開(kāi)始加多兩條膠片方便用來(lái)推積木方塊，后來(lái)還想到用不銹鋼做推桿。通過(guò)升級(jí)創(chuàng)造自己戰(zhàn)車，再加上平時(shí)我們都是以比賽的形式進(jìn)行訓(xùn)練，學(xué)生們?cè)谡降乇荣愔蝎@得了很好的成績(jī)。

通過(guò)多個(gè)比賽的實(shí)踐表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)在小學(xué)生中開(kāi)展DIY機(jī)器人教學(xué)，不僅沒(méi)有耽誤學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)，還讓他們的大腦思維更靈活，充分鍛煉了“腦、口、手”，并升華學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。學(xué)校能開(kāi)展智能機(jī)器人教學(xué)是素質(zhì)教育的要求，改變只重視文化科的傳統(tǒng)模式，豐富教育的多面性。全方面的教育發(fā)展才能為中國(guó)的科技發(fā)展培養(yǎng)更多的后備人才，相信隨著智能機(jī)器人活動(dòng)的普及，“錢學(xué)森之問(wèn)”將能找到最佳的解決途徑。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蘇愛(ài)珍. 淺談小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)[J]. 教育界：教師培訓(xùn)， 2014（7）：2.

（責(zé)任編輯：鄧俊文）