陸敏菊

摘 要：機器人教育是創(chuàng)新教育的平臺，筆者從機器人教育的器材選擇、教學模式、教學方法、教學評價四個方面詳細論述了如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素養(yǎng)。

關鍵詞：機器人教育；創(chuàng)新教育；創(chuàng)新素養(yǎng)

中圖分類號：G633.67 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）11-015-2

一、機器人教育是創(chuàng)新教育的平臺

1.機器人教育概述。

機器人教育是指以機器人為主要教學內容或教學工具而開展的教與學活動，這些活動是在具體實踐的過程中逐步完成的。機器人教育涉及到計算機、數(shù)學、物理、電子、機械、通信、傳感技術、自動化技術和軟件編程等多個技術領域，學生在掌握基本技術知識、程序構造的基礎上，緊密聯(lián)系生活實際，通過計算機和網(wǎng)絡平臺進行創(chuàng)新設計，探索機器人的組織構造和實踐應用，從而培養(yǎng)自身的創(chuàng)新素養(yǎng)、知識與技能、思維與方法等。

2.機器人教育現(xiàn)狀。

在國外，機器人教育一直是個熱點。日本、德國、美國等發(fā)達國家，早已將機器人教育列入中小學科學技術課程的學習內容，廣泛開展的機器人課程和競賽活動被眾多學生稱之為“快樂的學習方式”。幾年前，韓國、新加坡、臺灣、香港等國家和地區(qū)也充分認識到機器人教育的重要性，加大了投入和研究，現(xiàn)在已經在機器人教育方面取得了長足的發(fā)展與進步。

我國的機器人教育起步較晚，雖然近年來機器人教育也得到相當多的關注，經常有學生走出國門，參加國際機器人大賽，并取得了較好的成績，但機器人教育的范圍還很窄。經濟發(fā)達地區(qū)開展的機器人教育廣一些，經濟落后地區(qū)則開展的很少；即便是經濟發(fā)達地區(qū)，也大都是以興趣小組的形式開展，參與的人很少，而非普遍地開設課程學習。

3.機器人教育是創(chuàng)新教育的有效載體。

要實現(xiàn)創(chuàng)新教育的目標，必須轉變陳舊思想，改革傳統(tǒng)的教育模式和方法。而機器人的出現(xiàn)為創(chuàng)新教育提供了一個嶄新的平臺，幾乎沒有一種技術平臺比它更適合創(chuàng)新教育。機器人教育不單是學習機械工程學、信息科學等知識，更是一個著重參與體驗的活動，是一個認知、分析、創(chuàng)造、合作和體驗的過程。

（1）培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神。

機器人制作是培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神的一個非常有效的方法。機器人涉及的知識面極為廣泛，通過學習和制作，學生能夠擴大知識面，了解國內外科技發(fā)展前沿，還會接觸到很多新鮮的事物，使他們對科學技術產生興趣，極大地激發(fā)他們學習創(chuàng)新的興趣。在整個學習過程中，學生是直接參與者，老師只是提供基本知識和信息的推動者。從設計課題的方案制定到方案實施，整個過程由學生獨立完成，這能激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望，使他們的學習從被動轉化為主動，從而能很好地培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神。

（2）增強學生創(chuàng)新意識。

創(chuàng)新意識是創(chuàng)造的前提和關鍵，有了意識才能抓住機會，啟動創(chuàng)新思維，獲得創(chuàng)新成果。機器人的學習環(huán)境不受傳統(tǒng)教學模式的限制，強調自主式和開放式，充分尊重學生的主體地位，盡量滿足學生的表現(xiàn)欲望，這對于營造一種創(chuàng)新氛圍極其重要。學生在輕松的氛圍下，才有可能從一些平常的事情中產生創(chuàng)造的靈感，才能別出心裁，才能創(chuàng)新。而且，在機器人活動中，完成同一個任務，可以有不同的設計方案，可以使用不同的材料，可以搭建不同的小車，可以設計不同的程序，這也有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識。

（3）提高學生創(chuàng)新能力。

機器人教育，相對于其它學科，它沒有統(tǒng)一的教材，沒有統(tǒng)一的教學模式，就像一張白紙，可以供學生任意書寫，極大地發(fā)揮了學生的想象。學生可以用各種方式組裝機器人，可以組裝成任意形狀，可以通過不同算法編寫程序，機器人教育將學生的學習由“吸收——儲存——再現(xiàn)”轉化為“探索——研究——創(chuàng)造”，讓學生在思考中去感受、去領悟、去探尋，極大地提高了學生的創(chuàng)新能力。

二、如何發(fā)揮機器人平臺的創(chuàng)造價值

1.選擇適合創(chuàng)新的器材。

市面上可供選擇的機器人器材品種很多，有樂高、廣茂達、鐘鳴、紫光、納英特等等。但對于機器人課堂教學來說，筆者認為樂高器材是不二選擇。因為國內的很多機器人器材，完全是針對比賽而設計的，外觀、功能、程序等方面大同小異，運用于教學，往往缺乏創(chuàng)意、缺乏對學生的吸引力。而風靡全球的樂高積木以其千變萬化而著稱，樂高積木表面上看來平淡無奇，但只要稍花心思便可以創(chuàng)作出與眾不同的東西，樂高積木曾經的宣傳口號就是“樂高多創(chuàng)意”。樂高機器人器材，在樂高積木的基礎上添加了可編程控制器、馬達及各種傳感器等，又能與所有的樂高積木很好的搭配使用，深得各個年齡層的機器人愛好者的歡迎。在機器人課堂教學中，采用千變萬化的樂高機器人器材，能最大程度地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新素養(yǎng)。

2.形式多樣的教學模式。

（1）機器人課堂教學。

在機器人教學過程中，由于器材及場地的局限，通常需要學生統(tǒng)籌安排、就地取材、精心設計，這極大地挖掘了學生的想象力與創(chuàng)造力。當基礎知識學完后，學生為達到某個目的，如：設計一個更好的程序、做一個與眾不同的機器人、在課堂比賽中戰(zhàn)勝別人取得好成績等，這就需要學生做出不斷地嘗試，大膽地投入新元素，這就產生了創(chuàng)新意識。如果能夠付諸行動并實現(xiàn)，這就體現(xiàn)了創(chuàng)新能力。如果在教學中能恰當調動學生的積極性并充分發(fā)揮想象力，其制作的成品可能是很多老師們所不及的，這也是我們教育所期望的。

（2）機器人比賽。

機器人比賽是一項很好的科技創(chuàng)新活動，內容包括滅火、足球、FLL等多個項目，每年又有新的比賽項目產生，深深吸引著機器人愛好者的眼球。比賽不僅主題有趣，更重要的是設計方案的開放性，參賽者可以用不同的方法達到同一個目標，這就能很好地培養(yǎng)參賽者的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。機器人比賽融科普性、趣味性、觀賞性和競爭性為一體，通過完成比賽項目，使參賽者初步學會從科學技術的角度提出日常生活中的實際問題，激發(fā)其學習興趣，引導他們積極探索未知領域。

（3）豐富多彩的機器人活動。

開展多種多樣的機器人活動，不僅可以豐富學生的文化生活，而且可以普及機器人知識，增強了他們的創(chuàng)新素養(yǎng)。例如，定期舉辦機器人展覽、機器人表演，并充分利用校園電視臺、校園網(wǎng)、宣傳欄、主題班會加強機器人宣傳，不僅可以普及機器人知識，還可以激發(fā)學生們的學習興趣。

3.靈活多樣的教學方法。

（1）探究性學習。

機器人學習其實就是探究性學習，每一節(jié)課學生們都會根據(jù)課堂任務自己進行創(chuàng)新性探究，以確保能完成任務。在機器人課上，可以通過設計具有挑戰(zhàn)性的主題來引導學生進行探究、思考，讓他們在組裝、調試機器人的過程中獲取知識，發(fā)現(xiàn)不同的解決方案，使他們的自主學習能力、動手能力和創(chuàng)新能力得到很好的發(fā)揮。和單純的知識教授相比，在探究的過程中學到的知識，留下的印象更深。所以老師也應想方設法地為學生提供感興趣的主題，激發(fā)他們探究的熱情。老師更應該鼓勵與眾不同的方法、思路，對學生有創(chuàng)意的想法或做法全力支持。

（2）任務驅動。

在機器人教學中，采用任務驅動的方法，可以很好地激勵學生積極思考，開拓創(chuàng)新。每節(jié)課開始，教師就應該告訴他們這節(jié)課要完成的任務。有了明確的任務，學生就會想方設法為完成任務而努力；有了任務，學生在潛意識里就會調動自己所有的能量，為完成任務而努力，這樣就容易成功，容易產生創(chuàng)新的火花。

（3）小組合作。

機器人教學過程中，由于時間的限制，一個人往往不能好好地完成任務，所以采用小組合作的方式，不僅有利于任務的完成，也有利于創(chuàng)新的產生。學生以小組為單位進行創(chuàng)新設計、搭建機器人、編寫程序、實驗調試、研究反思等，每個小組內部又根據(jù)具體任務進行責任分工。這種教學方法任務明確，靈活自主，操作性強。在小組合作的過程中，他們已經有效地構建了知識系統(tǒng)，并創(chuàng)造性地應用于實踐活動，而且通過相互的探討與合作，往往更容易碰撞出創(chuàng)新的火花。

4.正確的教學評價。

正確的評價和激勵無疑是對學生創(chuàng)新活動的最大支持。在機器人教學過程中，教師應該經常從實際出發(fā)，捕捉學生活動過程中的閃光點，多表揚，少批評，多肯定，少否定，使每個學生在既輕松愉快又緊張熱烈的狀態(tài)下，學習和制作機器人。在每次活動結束后，應以表揚鼓勵為主，及時進行正確評價，使每個學生都能自始至終地保持強烈的動手欲望，養(yǎng)成積極創(chuàng)新、大膽動手的好習慣。教師要珍視學生的創(chuàng)造性，鼓勵學生勇于探索，暢所欲言，直抒己見，標新立異，并對學生的創(chuàng)新點多加肯定，使他們償?shù)絼?chuàng)新的甜頭，更加積極地去創(chuàng)新。

我校從2002年開始對機器人教育進行研究和探索，2004年起將機器人教學正式作為校本課程納入常規(guī)教學。開展機器人教育至今，我校在各級各類機器人大賽中屢獲大獎：獲省一等獎46次，獲全國機器人競賽一等獎26次，并在國際大賽中獲獎軍、季軍的好成績，實現(xiàn)了省內領先、國內一流、走出國門的目標。取得如此輝煌的成績，究其原因就是通過機器人教育這一平臺，學生的創(chuàng)新素養(yǎng)和綜合實踐能力有了很大程度的提高。

未來社會是創(chuàng)新的社會。在學生成長的過程中，我們教育者不僅要傳授他們知識，更要培養(yǎng)他們的創(chuàng)新素養(yǎng)，使他們成為適應未來社會發(fā)展的創(chuàng)新人才。機器人教育這一平臺，為我們提供了豐富的創(chuàng)新空間，它已不再停留在實驗室，而是融入到了學生的學習和生活中，使他們通過動手和實踐獲得實際經驗，對培養(yǎng)他們的綜合運用能力、創(chuàng)新能力和團隊精神等方面都具有重要意義，對我國的教育改革和機器人技術發(fā)展具有深遠的影響，真正是滿園繁花中的一枝獨秀！

[參考文獻]

[1]王海芳等.關于中小學機器人教育的思考與分析.全球教育展望，2009（04）.

[2]程勝.學習中的創(chuàng)造.教育科學出版社，2008（07）.

[3]陳冰梅.論機器人教學對中小學素質教育的影響.教育技術，2008（07）.

[4]王益等.在機器人教育中提升學生的科學素養(yǎng).中國教育信息化，2007（18）.