普及性教育机器人的推广在青少年创新发明中促进作用的研究

李本森 胡磊

摘要：兴趣是孩子最好的老师，普及性教育机器人的推广在青少年创新发明中促进作用的研究为广大青少年在创新发明中提供一种可参考的方法、有效促进青少年创新发明，以及成果转化。让学生能从兴趣爱好出发，增加创新发明的参与性，利用教育机器人得天独厚的优势促进青少年创新发明工作的有效开展。

关键词：教育机器人；创新发明

引言

随着国家加大对科技创新的投入力度，越来越多的人参与到科技创新发明，根据资料显示2018年，我国发明专利申请量为154.2万件。较上年同期增长5.8%和17.6%；每万人口发明专利拥有量较2017年底提高1.7件。创新发明的结果是让人振奋不已的，然而在发明过程却让许多上过发明课程的老师望而生畏的，究其原因有以下几点：其一，创新发明课程无规可循，并不像其他主科目一样有例可参；其二，创新发明课程没有系统的教材，没有教学梯度，上课的老师一般自己备课，导致教学产出较少；其三，青少年创新发明课程成果转化环境缺乏有效机制。本文将重点研究普及性教育机器人的推广在青少年创新发明中促进作用，为广大青少年在创新发明中提供一种可参考的方法、有效促进青少年创新发明，以及成果转化。

1.青少年创新发明行为习惯研究

青少年创新发明的基本方法是“发现问题”、“解决问题”、“发明方案”、“专利文件”，大部分学生停留在发现问题这一阶段，而许多学生根本无法发现问题，那么在这个过程中可以增加活动过程、增加学生参与度，启发学生产生问题。

1.1启发创新发明构想，为创新发明寻找来源

在学校中通过开展普及性教育机器人的相关活动，通过让学生寻找生活中“困难”、“不满意”、“不好用”、“不方便”的事或物，让每一个学生从自己的生活实际中出发，从距离最近的事物展开，这样产生的发明不仅可以解决实实在在的问题，而且更容易实现。

通过教师有意识地引导学生运用课堂里所学的知识去解决生活中的实际问题，既能有效地培养起学生应用知识解决实际问题的能力，又能让学生在活动的过程中深入认识到科技的应用价值，形成良好的科学价值观。

1.2为学生找出解决方案，使其转化为发明方案

通过给孩子们举发明的例子，讲发明的故事，使学生通过简单的“1+1法则”、“移植法则”、“改变材质”等方法就可以解决遇到的问题。再通过整理使之成为解决问题的方案，在解决方案中选取可以转化为发明的加工为创新发明方案。

2.青少年创新发明基本要求

2.1青少年创新发明必备条件

要让青少年明确“科学发现与技术发明的不同之点与共同之点”科学发现是认识世界，技术发明是改造世界，要改造世界就必须创新，要做甚么及怎么做？

（1）持久的喜欢，任何一个青少年面对自己喜欢的事情都是非常痴狂，的可以用疯狂的行为去面对，就好比一个中小学生喜欢看一本书，可以挑灯夜战、可以秉烛夜读、甚至敢冒风险在课堂上偷偷的看。

（2）创新的精神，即要有开创性的思维，要有求异性，思考问题不要被旧框框所禁锢。

（3）坚韧的品质，这是创新精神中的重要因素，爱迪生发明电灯泡是试验了上千次才成功的。创新发明要经得起困难的折腾，在整个创新活动中有我们预料得到的困难，也有不能预料的困难，而不能预料的困难随时可能出现，对待困难除了不怕以外最重要的是如何想办法去制伏它。

（4）良好的习惯，要创新发明没有知识作后盾是不行的，在创新活动当中很多场合是多学科的知识综合应用。

2.2培养青少年创新发明的方向：

（1）学会观察，从观察中去寻找问题，要善于在生活中、学习中、生产中去发现问题，在这些问题中筛选出创新发明的课题。

（2）明确创新发明的“三性”即，新颖性、科学性、实用性，特别是新颖性很重要，要创新就不能模仿，要有使人耳目一新的感觉。

（3）学会使用各种工具和制作方法也就是技能技巧要学会，在做中学不断提高自己的动手操作能力，还要有精益求精的品格。

（4）学会设计，在设计的基础上要学会制图和识图，在设计中学会做好规划，先做甚么，后做甚么，再做甚么，同时要学会计划整体完成时间和阶段完成时间。

（5）学会分工合作，在集体创新课题中，同学之间要做到同一条心努力，相互之间取长补短，发挥每个人的特长。

3.从兴趣爱好出发，启发青少年创新发明

兴趣是最好的老师，每一位青少年对自己喜欢的领域都是孜孜不倦的学习，他们愿意去花大量时间和精力在自己喜欢的实物上，他们对未知领域充满好奇。

3.1学玩结合，自由轻松

青少年是天生的学习者，但孩子们不愿意被逼着去学习太难或过于简单的知识。在“玩”的过程中，孩子们探索、体会属于他们的世界则会更容易掌握知识，无论是书本上的还是课本之外的。相信通过动手实践孩子会有一种满足感和自信心，即使失败至少尝试过。这样她会更容易、渴望掌握书本上有的或课外的知识。而且相信她们会更容易记住这些知识。

3.2更好的发挥自我的个性

青少年的个性可以从他们的日常行为观察出来，也可以通過他们的作品呈现出来。机器人的搭建可以给孩子们无限的想象力，让他们自由发挥。

在搭建机器人的过程中，你会发现机器人在运行的过程中有许多要修改的地方？比如机器人的结构，这里你可能需要用到物理结构以及机械相关的知识，从这些方面对所搭建的机器人进行优化改造。

3.3从实践中寻找成就感

让一个刚刚接触机器人的孩子单独去搭建一个机器人是一件非常困难的事，他们需要反复实践，花大量的时间动手操作。在花很多时间搭建好了一个机器人，并且实现了预想的功能，孩子们就会特别幸喜，有成就感。从小培养出来的这种成就感会让他们充满自信，对他们的人生发展具有极其重要的意义。

3.4更好的激发孩子兴趣和学习能力

兴趣是孩子最好的老师。孩子们会对他们所感兴趣的东西乐此不疲，即便受挫很多次，他们都会努力做下去。机器人是一种综合知识的实践产物，每一个孩子对机器人基本上都是零抵触心态。每一个孩子都有一颗对世界好奇的心态，他们对机器人这种科技产物充满探索心态，希望这些机器产物带给他们科技的力量与惊喜。学习机器人，正是孩子们所愿意花时间去了解的，这可以极大地激发他们的兴趣，保持好奇心，增强孩子们的学习能力。

3.5机器人教育更加直观

教育机器人和创新发明相比，一个是抽象的一个是直观的，看得见摸得到，就好比让一个学生搭建并编写一个机器人，所得到的结果可立竿见影的就看得到，而创新发明对学生还是周期比较长，但是当机器人走进我们的生活，我们似乎又回到了童年，对事物又有了不同的理解。直观的机器人教育更容易促进青少年的创新发明。

4.借助教育机器人的推广，促进学校创新发明机制的建立

学校通过直观系统的教育机器人课程体系，加入创新发明的元素，让学生在学习机器人教学的过程学会创新发明，同时学校以此建立创新发明机制。

1.建立长期持久有效的教学课程体系，开展丰富多彩的机器人教育活动和创新发明课程等。

2.建立了发明创造教育的培训评价标准，使创新教育有一定的轨迹和操作路径，促进创新教育的普及，提高学生的创新能力。

3.建立了发明创造教育培训体系，把学校教育与企业教育进行了有机的结合，发明选题直接从企业中产生，再运用到企业的生产和管理中，避免了学校教育脱离企业实际的纯理论性教育。

4.解决了创新的教学方法问题：前期采用传统的教学方法解决创新的问题，后期采用创新的教学方法解决创新的问题。

（作者单位：昆明少科科技有限公司）