機器人教學(xué)對高中學(xué)生創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)的啟示

仇利敏

摘 ?要：中學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新思維的培育是當(dāng)下基礎(chǔ)教育學(xué)界研究的一個熱點話題，在科技手段日益增多、信息化水平不斷增強的新時代下，培育方法和模式也更加豐富，通過融入樂高式的教學(xué)理念，依托計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)打造的樂高機器人平臺，對中學(xué)生思維進行創(chuàng)造性開拓成為很多地區(qū)試點的項目，新的模式嘗試必然有難度，但發(fā)展前景廣闊。結(jié)合高中階段的教學(xué)實踐總結(jié)，對樂高機器人對學(xué)生創(chuàng)新思維能力的提升進行探究，為轉(zhuǎn)變教育思維理念提供有益啟示。

關(guān)鍵詞：樂高;機器人教學(xué);高中學(xué)生;創(chuàng)新思維能力培養(yǎng)

【中圖分類號】G642 ? ? ?【文獻標(biāo)識碼】A ? ? ? 【文章編號】1005-8877（2021）11-0011-02

The Enlightenment of Lego Robot Teaching to the Cultivation of High School Students' Creative Thinking Ability

QIU LiMin ?（Wencui middle school，Jingning County，Pingliang City，Gansu Province，china）

【Absrtact】the cultivation of middle school students' innovative ability and innovative thinking is a hot topic in the field of basic education.In the new era of increasing scientific and technological means and increasing information level，the cultivation methods and models are more abundant.Combined with the summary of teaching practice in senior high school，this paper probes into the improvement of students' innovative thinking ability by Lego robot，which provides beneficial enlightenment for changing the educational thinking idea.

【Key words】Lego;Robot Teaching;High School Students;Cultivation of Innovative Thinking Ability

創(chuàng)新型國家建設(shè)的偉大工程需要一大批創(chuàng)新型人才的支撐，作為承上啟下的高中教育，學(xué)生積累了一定的基礎(chǔ)理論知識，又在向更高層次的高等教育努力奮斗，在這個階段培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力是十分關(guān)鍵和必要的，一方面可以幫助他們更好備戰(zhàn)即將來臨的高考，在看待學(xué)習(xí)、生活的問題上有了新的角度和思路，有助于緩解當(dāng)下的身體和心理壓力，另一方面為大學(xué)的學(xué)習(xí)研究提前培育創(chuàng)新意識，有利于更快適應(yīng)新環(huán)境。

1.樂高式的教育思路的特點和優(yōu)勢

所謂樂高教育理念，就是寓教于樂式教育的具體化現(xiàn)實化，讓學(xué)生在游玩中找到快樂的氛圍，同時以開心和向往的心態(tài)去參與到學(xué)習(xí)中，真正實現(xiàn)快樂學(xué)習(xí)，快樂成長、快樂生活。愛玩是孩子的本性，它與學(xué)習(xí)并無本質(zhì)上的沖突，相反的，適當(dāng)?shù)膴蕵纺軌蛱岣邔W(xué)習(xí)效率，增強學(xué)習(xí)效果，主要原因是改變了學(xué)生的壓抑情緒，讓壓力盡快釋放出來，祛除較多的負面因素，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)時間全身心專注的投入，這就是樂高教育所要達到的目標(biāo)，也是它一些教育模式所遵循的理念所在。該理念倡導(dǎo)有計劃、有目的娛樂，幫助孩子在玩樂時間培養(yǎng)一定的精神品質(zhì)，通常有探索精神、創(chuàng)新意識、勇敢擔(dān)當(dāng)、團結(jié)協(xié)作等等，從而能夠更好地建立起他們腦海中的知識框架，比如在認識新生事物時，如計算機，學(xué)生最初只是看到了屏幕的圖像和音響發(fā)出的聲音，但是它的組成部分和運行機理學(xué)生并不了解，而運用樂高教育模式可以把計算機的構(gòu)成與運行機制設(shè)計成一個易于理解的動畫視頻或者小游戲，讓學(xué)生在參與游戲或者觀看視頻中了解到這些知識點，由于是自發(fā)的去參與到這些教育活動中來，孩子的好奇心和注意力就更加的高漲，在傾聽和理解時更能專注，比課堂的傳統(tǒng)講授更有效果，學(xué)生對其理解到的知識和通過自我實踐的經(jīng)驗記憶會更加深刻，同時還可以培養(yǎng)他們主動學(xué)習(xí)，創(chuàng)新思考的能力。

2.運用機器人技術(shù)對激發(fā)高中生創(chuàng)造力的優(yōu)勢分析

目前，沉重的課業(yè)壓力讓高中生疲于應(yīng)付各類考試和復(fù)習(xí)，嚴重的消磨掉了他們的興趣愛好，而良好的興趣愛好是促進學(xué)習(xí)的一劑良藥，學(xué)生大多數(shù)是為了外界的期望與壓力學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力不足。如果提起了興趣，就會很享受學(xué)習(xí)的過程，沉浸其中。運用機器人激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造力的優(yōu)勢在于它能夠提高其高中生的學(xué)習(xí)興趣，它作為一種智能化的智能產(chǎn)品，具有較多的新穎的功能，這對于好奇心較強的高中生而言必然產(chǎn)生較大的吸引力，都希望能夠深入的了解，從機器人的設(shè)計安裝、操控和升級等過程中尋找到動手實踐的樂趣，并且激發(fā)他們探索未知領(lǐng)域，獨立思考，敢于創(chuàng)新的動力。而運用機器人教學(xué)可以運用多種設(shè)定的程序開展多樣化的新型教學(xué)流程，以新鮮感切入，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中多進行思考，發(fā)表自己的獨到想法，讓他們在經(jīng)過自己嘗試后收獲一定的成果，從中感受到其中的喜悅，這也一方面推進了學(xué)生的個性化發(fā)展，通過個性化培養(yǎng)來發(fā)揮他們的創(chuàng)造力。樂高教育的方式類似于拼圖一樣，可以將初始的圖塊拼成各種樣式，擁有無限種可能，這就可以讓學(xué)生根據(jù)自己的喜好去嘗試，并在老師的指導(dǎo)下在自己感興趣的領(lǐng)域進一步的探索，從而進行更高層級的創(chuàng)新，同時可以提升學(xué)生的發(fā)散思維。

3.學(xué)生機器人制作的教學(xué)計劃設(shè)計

（1）掌握基本知識和原理

高中學(xué)生通常都具備了一定的邏輯思考能力，認識事物偏向于了解他的運行機理，所以教學(xué)過程中就要對機器人運行需要用到的硬件設(shè)備和軟件程序進行講解，讓他們對機械制造和程序編輯等領(lǐng)域的知識有初步的了解，并能夠從事基礎(chǔ)的機器語言的編譯，觀察是否有擅長該領(lǐng)域并有一定興趣的學(xué)生，可以著重進行培養(yǎng)，同時讓其他學(xué)生在認識新事物中鍛煉觀察能力、空間想象力，對問題的邏輯思維能力。

（2）動手能力的提高

全面認識后即可開展自我組裝和制作的教學(xué)，他們可以對照圖紙進行嘗試，必然會遇到這樣那樣的實際問題，這就讓學(xué)生認識到書本知識與社會實踐具有較大的區(qū)別，必須具備一定的靈活處置和創(chuàng)新能力，鍛煉自己的實際動手能力，才能勝任實際的社會實踐活動。這樣在創(chuàng)作的時間也是他們進步的時間，當(dāng)再回到學(xué)習(xí)中去就能夠以更積極的心態(tài)去面對，創(chuàng)新意識也更強。

（3）激發(fā)探索欲望，引起情感共鳴

高中階段的學(xué)生因其年齡因素，好奇心和求知欲都很強，樂高機器人作為前所未有的事物出現(xiàn)時，極大提高了學(xué)生的興趣度，他們之前可能在各類影視資料中了解到機器人的強大功能，而真正面對時，就更加期待更進一步的接觸，在制作組裝機器人的時候，既鍛煉了學(xué)生的動手和觀察力，更是激發(fā)了他們的想象力，同時在處理一些實際問題時培養(yǎng)他們的邏輯思維和創(chuàng)造性思維。二者都是基于機器人帶給學(xué)生的吸引力激發(fā)出他們的探索欲。

4.開展樂高機器人實踐活動提升高中生創(chuàng)新思維能力

學(xué)校在開展活動前要進行廣泛和深入的調(diào)研，了解當(dāng)前高中生對機器人領(lǐng)域的最感興趣，最迫切了解的方面，并結(jié)合青少年創(chuàng)新實踐指導(dǎo)意見的相關(guān)要求，以需求導(dǎo)向、目標(biāo)導(dǎo)向開展多豐富多樣的實踐活動，其主要目的在于培養(yǎng)孩子的興趣愛好，帶動高中生從沉重的課業(yè)壓力中釋放出來，讓其知道自己的興趣點和特長在哪里，利用機器人這一科技載體激發(fā)學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力，再通過相應(yīng)的活動進一步提升他們的能力，使其進一步得到鞏固，當(dāng)前主流實踐活動方式有科技普及課堂、設(shè)立興趣團隊、開展機器人創(chuàng)新比賽、機器人成果巡回展等等，讓實踐活動能更好的結(jié)合高中生在現(xiàn)階段所需要的敢于創(chuàng)新、持之以恒、良好心態(tài)等精神品質(zhì)，現(xiàn)將實際開展中成效較好的幾種方式進行探討。

（1）開辟實踐的第二課堂

在合理安排高中學(xué)生的學(xué)習(xí)休息時間的前提下，留出一定的時間增設(shè)科技實踐課程以及課外活動時間，以這些時間為基礎(chǔ)打造學(xué)生樂高機器人實踐創(chuàng)新的新課堂。課堂上先以科普宣講為出發(fā)點，聘請專業(yè)的機器人制作團隊、機器人領(lǐng)域的專家學(xué)者為青少年講述和普及機器人的基本原理、基本構(gòu)造、基本應(yīng)用以及今年來的創(chuàng)新方向，而后再較為針對性地以講和練相結(jié)合地進行機器語言編譯、程序設(shè)計、零件組裝等方面的講授和訓(xùn)練，讓學(xué)生在實際操作中領(lǐng)會原理知識的精髓所在，并可以帶領(lǐng)學(xué)生參觀機器人展館，觀看高技術(shù)機器人的實際操作演示，讓學(xué)生進行體驗式的操作，激發(fā)他們的興趣，鼓勵他們自己動手去實際使用這些智能的設(shè)備，獨立的去完成一個簡單的機器人的模塊化組裝，嘗試自己編譯一段操控機器人的程序語言，并運行檢驗是否可行，在這樣的過程中學(xué)生會逐漸的發(fā)現(xiàn)問題，努力去解決問題，在解決問題的時間內(nèi)也培養(yǎng)了自己的創(chuàng)新思維。

（2）以興趣為方向組建活動小組

團隊合作是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識的橋梁，可以結(jié)合學(xué)生在機器人方面的不同興趣對學(xué)生進行分類，將相同愛好的學(xué)生組建為同一組，并配備相應(yīng)的指導(dǎo)老師，結(jié)合機器人實踐活動為基礎(chǔ)，通過設(shè)立一系列的創(chuàng)新實踐活動，比如程序編譯、實際操控等過程，打造有利于高中學(xué)生創(chuàng)造思維形成和應(yīng)用的氛圍與環(huán)境，在聽、思、練的鍛煉下對理科類知識如物理中的力學(xué)、電學(xué)和數(shù)學(xué)中的幾何知識以及信息技術(shù)各類知識有更深的掌握理解，提高他們的團結(jié)協(xié)作能力、動手操作能力和創(chuàng)新能力。

（3）開展形式多樣的創(chuàng)新比賽

在高中階段開展種類多樣的機器人創(chuàng)新實踐比賽活動，因為樂高式的機器人零件價格較貴，整體套裝的成本較大，在學(xué)校經(jīng)費有限的情況下，難以大量的購置和使用，同時由于學(xué)業(yè)壓力和成績要求，學(xué)校不愿意將更多的時間勻出來開展這類競賽活動，所以當(dāng)下的比賽現(xiàn)狀成為了老師扮演了機器人設(shè)計、組裝的主要角色，而學(xué)生僅僅是觀察、短時間體驗和簡單操控的配合位置，這就失去了以比賽鍛煉學(xué)生動手實踐能力，增強學(xué)生創(chuàng)新思維能力的初衷，開展此類活動的意義就不大。所以針對這種情況，高中學(xué)校就應(yīng)以班級或者興趣小組為單位，定時定點的開展這類競賽活動，規(guī)模不一定大，但是要確保比賽中每個成員的參與度，結(jié)合高中學(xué)生的認知水平和實踐能力，合理定位青少年機器人創(chuàng)新比賽的復(fù)雜程度以及競賽難度，可以在師資和費用有限情況下與大學(xué)進行合作，邀請大學(xué)參加比賽獲得優(yōu)異成績的師生來幫助高中生開展這類比賽，同時邀請學(xué)生家長積極參與，作為評委和老師給共同對學(xué)生的動手能力、創(chuàng)造能力和思維能力進行評價，以此為機會對學(xué)生的短板弱項進行有目的性的提高，這樣既鍛煉了他們的實踐能力、創(chuàng)新思維能力，也拉近了與家長的距離，開啟了家校聯(lián)合培養(yǎng)的新局面。

5.結(jié)束語

總而言之，機器人作為信息時代發(fā)展的結(jié)晶，要在高中階段達到熟練掌握運用的難度還是較大的，樂高機器人在提高中教學(xué)中的應(yīng)用目的不是要學(xué)生們作出很出色的機器人，非常了解它們的原理，而是在這個過程中培養(yǎng)它們的興趣愛好，激發(fā)他們的思維活力，鍛煉他們的動手能力，增強探索未知與勇于創(chuàng)新的內(nèi)生動力，以更好的精神狀態(tài)去應(yīng)對人生的大考，獲得成功。

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