基于创新教育理念的高中机器人教学方法探究

徐丽娜

摘 要：我国的机器人教育虽起步较晚，但发展迅速，日渐成为中小学技术课程和综合实践课程的重要载体，在对学生创新能力的培养上凸显出一定优势，机器人教育已经化身为一种新平台，受到教育各界的关注，我们要积极探寻机器人教学方法，借以提高学生的创新意识和创造能力。

关键词：创新教育；机器人教学；教学方法

【中图分类号】G 【文献标识码】B 【文章编号】1008-1216（2017）12B-0071-02

我国教育部制定的《普通高中技术课程标准（实验）》中指出“要关注全体学生的发展，着力提高学生的技术素养，注重学生创造潜能的开发，加强学生实践能力和创新能力的培养”。在这样的课程思想指导下，在信息技术教学中，我们完全可以借助机器人教育这个新平台，培养高中生对科学技术的兴趣和爱好，同时也能促进学生创新意识和创造能力的提升。在机器人教学活动中，我们必须更新教学理念，创造性地使用多种教学方法，改变传统的机器人教学中以“机器人”为中心的模式，把教学的中心转移到“学生”身上，营造各种好的活动情境，来感染学生，使学生积极融入进教师预设的世界；激发、鼓励学生，引导他们勇于挑战自我潜能；启迪学生，为他们的创新活动提供助力。笔者有近十年的机器人教学实践经验，结合相关理论，谈一些做法与体会，希望能起到抛砖引玉的作用。

一、理论联系实际，变“教条式”为“内化式”

理论联系实际，就是教学中要以学生为主体，教学内容要与学生的日常生活实际紧密联系起来，尽量营造出学生熟悉的生活化情境，激发他们的学习兴趣。只有在这样轻松、熟悉的情景下，学生原有的生活经验与体验才有可能被唤醒，继而点燃他们认识生活、改变生活、创造生活的愿望，学生会倍感亲切，学习的压力也骤然减轻，教学目标不再是教师的预设目标，而会不知不觉转变成学生自身作为生活主体的内在需要，引导学生更主动、积极地参与到教师设计的课堂活动中来，激发他们的创造力。

在机器人教学中，很多教学活动项目的设计，都是从学生生活情境中来的。比如，机器人灭火，机器人走迷宫，机器人投篮等，这些活动都与学生的日常生活比较亲近，将这些融入到教学实践中来，不但要求学生学会应用课堂所学的知识与技能，还需要学生融合自身的生活经验，才能更好地完成活动任务。这种教学活动的设计与开展，能够让学生的参与性、主动性更高，从而提高学生的综合能力。

二、开展主题探究，变“接受式”为“探究式”

爱因斯坦说过：“提出问题比解决问题更重要，它标志着科学的进步。”陶行知也有言：“发明千千万， 起点一个问。”有问有思，不断地拓展想象，这就是一种创新的思维。创造性思维源于有丰富的想象力。在课堂中，只有让学生带着问题来学习，才能更好地激活他们的创新思维，才能让学生主动学习，积极独立，有所创造。而直面我们的传统课堂，弊端明显，过多地限制了学生的活动与思维，让学生完成认识性任务成为了课堂教学的中心或唯一任务，学生的思维要围着教师转，学生的学习方式要服从于教师的教学方式，学生成为被填充的容器，缺少自己的思想和主见，束缚了创新思维的发展。因此，我们提倡在机器人课堂中，更为广泛地开展相关主题的探究活动，营造有效的问题情境，教师要鼓励学生大胆质疑，积极发现问题、思考问题、提出问题，对任何问题都敢问“为什么”，并努力搞清“为什么”，提高学生学习的主动性、自主性、创造性。

例如，在机器人搭建活动中，学生在组装自己的机器人之前会主动提出很多问题，我想要设计一个什么样的机器人？能够派上什么用场？机器人怎样完成任务？什么样的设计才能出彩？然后他们会主动思考、查阅资料，一步步解决这些问题。在组装过程中，遇到了实际性的难题，怎样去解决，组装完成后，通过实验可能又会发现设计缺陷，再改进，最后终于秀出自己满意的作品，这样一个主题活动的开展与完成，学生不仅需要掌握相关的知识和技能，更需要不懈地探索与研究，才能达成满意的目标。

三、营造互动课堂，变“传授式”为“交流式”

营造互动课堂，就是要颠覆传统课堂，课堂教学不再是学生听、老师讲，学生不再永远是“听众”或“观众”的身份。课堂教学应该积极地为师生提供和创设一个能平等交流，宽松、民主的场所和空间，只有和谐、放松的环境，才能激发学生学习的热情并唤起他们思维的积极性，让课堂真正成为培养学生创新思维的开放性平台。这样的课堂环境中，学生更易消除心理戒备，勇于尝试，敢说敢做，更容易碰撞出创新思维的火花。良好的课堂互动情境，师生互动、生生互动，不仅有利于提高课堂效率，更有利于激发学生学习的主动性、积极性，对于培养学生创新思维有积极的作用，能够有效提高学生的创新能力。

机器人课堂教学与其他学科课程教学有明显区别，机器人课堂的主要形式是活动。课堂中，教师往往也只是参与活动的一个成员，很多任务单凭教师一己的力量是无法完成的，因此，合作学习在机器人课堂中显得尤为重要。在合作学习的过程中，最重要的就是师生之间的交流与讨论协商，没有这些，机器人课堂就无法正常开展。当学生的一些思路或得出的结论与教师预设的有所偏差时，教师绝对不应该遏制学生的思维与行动，把教师自己的思维强加于学生的思维模式中，我们要做的是，积极鼓励学生大胆质疑，鼓励学生坚持自己的观点，给学生充分发表个人见解的机会，甚至可以与老师进行辩论，这样的课堂，才更有利于培养学生的合作创新意识。学生与学生之间的讨论、交流同等重要，敢于提出自己的不同想法，并努力试验论证，在相互思维的撞击中，创新的灵感更易萌发。

例如，在机器人接力赛主题活动中，竞赛要求：设计机器人，沿活动场景中的环形黑色跑道前进，一号机器人与环形跑道中的二号机器人“交接”时，将小球准确传递给二号机器人后，再返回起点。最初，我提出使用光电传感器做寻迹完成任务的建议，但同学们在多次试验后发现，使用光电传感器的机器人在前进过程中，会因为不断地“寻迹”而左右摇摆，大大影响前行的速度，并且容易受到活动场地光线的干扰，竞赛成绩大打折扣。有一组的一位同学勇敢提出了自己的想法——“模糊处理法”，就比如我们在参加赛跑时，眼睛根本不需要永遠盯着跑道上的白线。这个大胆想法经过积极讨论和慎重思考后，得到了组内大部分同学的认可，激发了同学们新的设计理念。这组同学决定尝试通过设置电机的转弯角度，来控制机器人的前行轨迹，经过改进，机器人的前行速度大大得到了提高，本组同学也在竞赛中大获全胜。虽然我的最初建议在同学们的实践中被推翻，但我为他们的大胆创新感到欣慰。

四、鼓励创新思维，变“求同式”为“发散式”

培养发散性思维是培养创新能力的前提。然而，“标准化考试”犹如一根无形的指挥棒，统领着我们的教学，在升学竞赛激烈的今天更是如此。许多学校片面追求升学率，课堂中一如既往地推崇求同思维的教学模式，只为完成教育教学目标，提高考试测评结果，却严重忽视了学生求异品质的塑造，这是个值得人深思的现象。鼓励创新思维，把培养学生的创新意识和创造能力作为每堂课的教学目标，就需要教师善于发掘有利于培养学生发散性思维的教学内容与方式，放手让学生探索尝试，有效地促进学生积极思考、探其究竟，提高学生思维的流畅力、变通力和灵活性。

进行发散思维训练就要破除“唯一正确答案”的信念。遇到问题我们通常只满足一种解答方法和途径，而不再去用心思考是否还有更优的解答方法和途径，这实际上是人的一种思维定势和惰性。而机器人教学这样一个综合性的活动平台，能很好地开发学生发散思维的训练。在机器人教学中，我们鼓励学生去寻求多种解决方式，不迷信标准答案，也不再要求所谓的正确答案。例如，在组装机器人的过程中，学生们拿到手的是一块一块的积木，怎样把这些零碎的积木搭建成想要的机器人，方法由自己去想、去设计，每个人都可以不同，完成之后如果觉得有缺陷可以拆了重新搭建，在拆拆卸卸的过程中，学生们的思维会得到充分锻炼，无拘无束地思考，寻求“个性”解决方案，看问题的视角也变得更廣泛，有时能提出别出心裁或出人意料的见解。

五、注重实践体验，变“记忆式”为“体验式”

本着“以人为本，以学生发展为本”的素质教育观，教师应该注重学生的内心体验与主动参与，通过生活体验，通过创设与教学内容相关的情境体验，充分利用各种条件，让学生快速进入预设情境，学生在熟悉、自由的情景中，捕捉信息自然会变得高效，并容易产生疑问，分析问题，引发各种设想，引导他们在实践体验中探求新知，开发潜能。

科技迅猛发展，机器人变得复杂多变是必然的，依靠传统的“记忆式”学习法肯定不能解决问题。在教学中，只有鼓励学生在实践探索中寻求规律，获得自身的体验和经验，才能掌握操作技巧。在机器人活动中，学生会为了实现某个计划方案，反反复复在场地中不断调试，不断改进机器人的搭建，不断进行优化设置，哪怕是不断失败，也不轻易放弃，而终获成功的喜悦，会让孩子们欢喜雀跃、兴致盎然。这样的过程，不仅能够帮助他们积累操作经验，在主动参与、亲身实践中更能培养学生的创新能力，提高他们的综合能力。

此外，参加机器人竞赛也是学生获得实践体验的一个重要途径。以赛带学，以赛带训，以竞赛活动促进机器人课程教学和培训活动的开展，通过竞赛促进学生知识掌握、技能提升、技术交流，增强学生团结协作意识，培养学生动手能力和创新精神。我们培养、鼓励学生积极参与各级各类机器人活动相关竞赛，如全国中小学计算机表演赛、江苏省青少年机器人大赛、无锡市创新科技大赛、无锡市简易机器人大赛等，并获得了不俗的战绩，在一定程度上提升了学校的竞争力，更培养了学生的创新能力和综合能力。

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