基于DIY机器人有效提高小学生创新能力的研究

林汉强

【摘要】机器人教学是一门新学科，它涉及多个科目，具有很广泛的综合应用，可以造就学生的全面提升，在中小学教育课程中引进DIY机器人教学是大势所趋，发掘和提炼DIY机器人的教育价值，对推进课程改革起到画龙点睛的作用。本文将介绍如何基于DIY机器人有效提高小学生创新能力方面进行一些尝试和相关的研究。

【关键词】DIY机器人;小学生;创新能力

DIY（Do It Yourself）机器人教学沿于高新科技而产生的另一種教学模式，形式新颖，这种学习模式是让学习者自己主动动手做起来，在做中学，在学中做，一开始每个学生拿在手里的资源往往都是零件，老师给出要求，让学生开放大脑，思考创造，设计成方案，动手结构制造，整个过程学生主动交流沟通，并能把零碎的部件集成作品，再通过学生运用编程软件给机器人输入指令，让机器人根据指令自己活动起来，再结合调试，小组内部合作交流不断完善形成可行的方案，建立成一套全面的创新思维系统。

一、激发学习兴趣，培养创新意识

有关心理学专家认为：“学生在自己感兴趣的领域环境下学习，洞察力灵敏，记忆水平提升，想象角度广泛，创新意识丰富”。创新能力的提升是学校、家长都比较看重的问题。只有全面提炼学生创造意识和创新能力，就能解决钱学森之问（注：“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”这就是著名的“钱学森之问”。）那么，如何在学校的DIY机器人教学中激发学生的学习兴趣，提升学生的创新意识呢？

要培养学生对智能机器人的好奇感，让学生了解DIY机器人工作原理及组成（如：拼装各种零部件、认识各种传感器及其应用方法、通过编程序来给机器人命令、控制机器人完成指定任务），结合小学生的年龄特征，喜欢玩和动手。通过准备各类的传感器，（超声波传感器、寻迹传感器、红外测距传感器、触摸传感器等等 ），根据不同的机器人的要求，让学生自己去选择不同的积木器材、合适传感器、再通过动手DIY组装自己喜欢的机器人。用这种和蔼的教学环境，开启学生的科学之路也激发了学生的个性的发展，帮助学生们练就更强大的创新能力。

二、团队合作，培养创新思维

“学会集体工作的艺术。在今天的科学中，只有集体的努力才会有真正的成就。如果你一个人工作，即使你有非凡的能力，你也不能在科学上做出巨大的发现，而你的同事将始终是你的思想的扩音器和放大器，正如你自己集体中的一员也是别人的思想的扩音器和放大器一样。”泽林斯基语的这句话道出了一个人的创造能力是有局限的，团队合作的概念是当前社会进步的体现。同样在教学过程中要构建和谐活动关系，改变陈旧的“以教师为中心”的教学模式转换为“以教师为辅，以学生为主”的新型模式，鼓励学生在探究过程中大胆交流，孕育融洽的交流气氛，助力学生在愉悦的团结合作中完成实践任务。每当在学习中遇到困难或者有更好的创意的创新想法时，我都鼓励学生大胆和组员一起分享，充分发表个人见解，培育一个团结进取的小团队。

三、比赛实践，提升创新能力

DIY机器人教学中最体现出学生的创新能在于如何在实践中解决所遇到的问题，注重实战操作中的表现，不能让学生只停留在老师所教的方法上去完成的思考层面上，鼓励学生带着问题敢于探究，建立一种具有发现、研究和探索的创新概念。

（一）敢于变通，创造机会

小学生好奇心强、思想活跃、参与欲强烈、最富想象力，因此开展DIY机器人是培养学生创造能力的最佳时期。平时训练按照比赛的要求，直接设计现场的情境，指定比赛时间，规定比赛要求，让学生在符合竞赛要求的场地上操作机器人。DIY机器人比赛过程中会出现千奇百怪的问题，遇到那么多的问题，就需要学生去猜想、思考，不断地探索、创造，并在实际场地上加以验证，每一次的比赛都是孩子们思维创造的检验。通过参加各种各样的DIY机器人竞赛是最好的培养平台，每一次比赛都会在比赛过程中出现形式各异的问题，这样问题只能在比赛现场解决，而且老师是不允许到场指导的。在这个既紧张又无助的情况下，学生的创新能力就会得到进一步的提升，学生的综合能力也得到很好的锻炼。通过富有挑战性的比赛活动，在实践中发挥自己的创造能力、应变能力。

（二）自主探究，启发创新钥匙

陶行知先生说过：“处处是创造之地，时时是创造之时，人人是创造之人。”创造人皆有之，不同学生创新思维能力不尽相同。创新意识需要开发，后天的培养至关重要， DIY机器人是一种新形的教学模式，可以很好的造就学生的创新思维能力。由于机器人的类型各异，需要的设计者去思考各种不同功能的效果来完成任务。让学生有一种感觉，我就是发现家、创造者和探索者。每当学生有创意的想法提出来，本人都给予肯定及激励，即使学生的方法出现误区，教师也没有马上做出否定性的评价，而是先了解学生思路再才给予引导，提倡让学生自己大胆去尝试去创造。在DIY机器人擂台赛项目中，由于学生的探究精神，大胆求变，让整个DIY机器人车发生了质的改变。他就开始创造起来，几个同学一起一个找一个拼乐在其中。开始加多两条胶片方便用来推积木方块，后来还想到用不锈钢做推杆。通过升级创造自己战车，再加上平时我们都是以比赛的形式进行训练，学生们在正式地比赛中获得了很好的成绩。

通过多个比赛的实践表现，发现在小学生中开展DIY机器人教学，不仅没有耽误学生的学习成绩，还让他们的大脑思维更灵活，充分锻炼了“脑、口、手”，并升华学生的创新意识、创新精神和创新能力。学校能开展智能机器人教学是素质教育的要求，改变只重视文化科的传统模式，丰富教育的多面性。全方面的教育发展才能为中国的科技发展培养更多的后备人才，相信随着智能机器人活动的普及，“钱学森之问”将能找到最佳的解决途径。

【参考文献】

[1]苏爱珍. 浅谈小学数学教学中创新意识的培养[J]. 教育界：教师培训， 2014（7）：2.

（责任编辑：邓俊文）