智能机器人教学中学生创新思维的培养

徐刚

摘 要： 现阶段智能机器人教学进入中小学的主要方式是竞赛，通过竞赛活动提高学生的创新能力及动手实践能力。机器人竞赛不仅活动主题有趣，更重要的是其问题解决方案是开放性的，学生可以用不同的方法实现同一个目标，智能机器人活动能使学生充分发挥想象力、创造力，有利于培养学生的创新思维。

关键词： 智能机器人教学 创新思维 培养方法

智能机器人教育集趣味性、实践性、综合性、科学性、探究性于一体，深受广大青少年的喜爱。由于当中集合了计算机、声、光、电等多种技术，可以让学生全面接触传感器、计算机软硬件、人工智能、自动控制、电子技术和机械工程等多个学科高新科技知识。在学习和活动中，他们就像真正的工程师一样，针对项目主题进行研究、策划、设计、搭建和测试。他们以小组为单位，使用结构材料、传感器、马达及齿轮等组件设计机器人，并为机器人编写程序，让它完成自己想让它做的事情。通过主动探索、动手实践，亲身体验抽象的理论如何变成触手可及的答案，享受成功的兴奋。通过智能机器人活动可以让学生发散思维，发挥无限想象力与创造力。那么，如何在智能机器人教学中培养学生的创新思维呢？应注重以下方面。

一、建立平等的师生关系，营造宽松、竞争合作的氛围，营造创造性思维的环境。

建立和谐、平等、相互理解和相互尊重的师生关系，不仅有利于情感的交流，而且能促进创造性思维的发展。现代先进的教育理念更要求教师应尽可能地以朋友的角色出现在学生面前，宽容对待每一个学生，使他们敢于思考并勤于思考，为学生潜能的充分挖掘营造适当的环境，使他们的思想迸射出灵感的火花。智能机器人教学中师生应该互教互学，形成一个真正的共同体，辅导过程应该是师生共同开发、丰富活动的过程，师生双方相互理解、互相补充。在互动过程中，教师与学生分享思考、见解和知识，交流情感、观念和理念。教师应做到尊重学生的爱好、个性和人格，以民主的态度对待每一个学生，使学生在活动过程中做创新的主人。在这样的环境中学生可以畅所欲言、各抒己见，只有这样才能使一株株蕴含创新精神的幼苗长成参天大树，创新精神才会得到发扬。

二、以科学为依据，鼓励学生大胆猜想，发展学生的创新思维。

牛顿曾说：“没有大胆的猜想，就做不出伟大的发明。”可见“猜想”是培养学生创新意识的重要手段。因此，教师要对活动中的“猜想”因素进行深入挖掘，恰当处理，让学生在已有知识的基础上猜想，使学生在猜想过程中既更好地获取知识，又展现创新才能，促进学生思维能力和创新意识的培养。

尽管大胆猜想是进行科学探究的前提，但科学毕竟是科学，它更注重科学依据。科学课上的猜想同样不能停留在“胡”思“乱”想上，而应该引导学生从毫无根据的猜想逐步走向有理有据的推测，说出猜想的依据正是经历自主探究过程的重要环节之一。而阐明猜想理由的基础是丰富的知识经验和广泛的生活阅历，在机器人竞赛辅导中教师要精选某些环节，并据此设计问题，选择有利时机，创设适当的情境，对学生进行启发、诱导，激活他们的思维，促使他们去观察、去分析、去猜想、去探索，从而养成惯于猜想、善于猜想的思维习惯。学生猜想能力的高低决定着猜想的过程是否有效、猜想的结果是否合理。教师在教学中更要注重对学生猜想能力的培养，发展学生的思维，为学生进行自主探究打下坚实的基础。

三、培养学生手脑结合、注重实践的习惯，激发学生的创新思维。

实践往往是创新活动中必不可少的一个过程。在智能机器人竞赛的活动与辅导中，培养学生手脑结合，注重实践的习惯不仅可以让学生主动参与到设计的各个环节，还可以促进学生思维的发展，有助于激发学生的创新思维。学生有了创新改进的想法，教师就要引导学生动手实践，解决制作过程中遇到的问题，不要让学生仅仅停留在思考层面上，而要把学生的思维引导到实践研究中，培养学生的创新能力。机器人的设计从方案制订到具体实施，全部过程由学生独立完成，使学生的学习从被动转向主动，独立分析问题和解决问题，自主选择知识，结合理论知识进行实践操作。学生通过研究分析，可以用各种方式设计机器人，极大地开发个人潜能，培养学生的设计能力，全面提高学生的创新素质。

四、鼓励学生对问题勇于并敢于提出质疑，培养学生的创新思维。

创造性思维首先要“疑”，没有“疑”就根本谈不上“创造”。不走出第一步，哪来第二步？然而，“疑”的天敌是常规、经验、常识、理智、习惯、理论、正确、成功……也就是说，过去的一切，都可能是“疑”的障碍。因此，鼓励学生打破常规，是迈出“质疑”的举步艰难的第一步。第一步该怎么走？“创造”的步子应该怎么迈？教师应该运用有深度的语言，激励学生打破思维定势，从独特的角度提出疑问，鼓励学生提出批判性质疑。批判性质疑是创造性思维的集中体现，科学的发明和创造正是通过批判性质疑开始的，让学生敢于对教师的讲解提出质疑，敢于对已有的方案和设计内容提出质疑，敢于对同学的观点提出质疑，打破常规，并且敢于实践和验证，寻求解决问题的途径，是具有创造意识的学生必备素质。鼓励学生有好奇心、责任心、进取心，不迷信老师、不从重。敢于质疑是培养学生创造性思维的主要途径。教师要正确分析对待学生看似不合常理的奇谈怪论、标新立异，培养他们的创新精神。

总之，创新思维是指发明或发现一种新方式用以处理某种事物的思维过程，它具有五个明显特征，即积极的求异性、敏锐的观察力、创造性的想象、独特的知识结构和活跃的灵感。这种创新性思维能保证学生顺利解决新问题，能深刻地、高水平地掌握知识，能把这些知识广泛地运用到学习新知识和其他课程的过程中，使学习活动顺利完成。可以说，创新性思维是整个创新活动的关键。学生创新思维的培养，不是一蹴而就的，需贯穿整个辅导与活动之中，只要我们认真研究和探索，借助智能机器人这个教学平台，一代具有创新意识的学生就会脱颖而出。