廣東省廣州市南沙第一中學(xué) 郭文洪

在漫長的教學(xué)實踐中，虛擬機器人進入中學(xué)的時間并不長。2014年廣州市教育局才把虛擬機器人列入教材中，但是在各學(xué)校開展的形式又不一樣，有的是作為選講內(nèi)容，有的是以比賽輔導(dǎo)的形式開展，有的甚至不開展。2012 年在《基礎(chǔ)教育信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確規(guī)定了機器人教學(xué)課程內(nèi)容的要求與目標(biāo)，同時提出了以機器人為載體進行創(chuàng)新教育的觀念。結(jié)合我校在開展虛擬機器人的實際情況，總結(jié)得出以下幾點。

一、虛擬機器人教育——培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力的有效途徑

在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面，機器人教學(xué)發(fā)揮著其獨特的作用。虛擬機器人技術(shù)具有實用性高、動手能力強、創(chuàng)新性強等特點。機器人教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究態(tài)度。教學(xué)中，機器搭建、機器人仿真等都必須從實際出發(fā)，將自己所學(xué)知識與實際結(jié)合起來才能獲得成功。設(shè)計能否成功必須經(jīng)過檢驗。這就要求學(xué)生要養(yǎng)成實事求是、腳踏實地的科學(xué)作風(fēng)，以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究態(tài)度。機器人教學(xué)會培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作精神，由于受到學(xué)生的知識層次和動手能力等方面的局限，學(xué)生難以憑個人之力獨立完成任務(wù)，所以，機器人學(xué)習(xí)中教師通常采用小組學(xué)習(xí)的形式進行。經(jīng)過小組內(nèi)的切磋、交流、探討，再一起探討、編制、調(diào)試程序，從而共同完成機器人的搭建，同時搭建完成后總結(jié)機器人運行過程中出現(xiàn)的問題。小組成員既要分工又要合作，形成了一個良好的團隊，這就是未來社會需要的合作模式。

機器人的教學(xué)與制作過程，強調(diào)自主性和開放性，老師應(yīng)該以學(xué)生自己動手為主，為學(xué)生搭建交流、表現(xiàn)的平臺，盡量滿足學(xué)生的表現(xiàn)欲望，讓學(xué)生在一種輕松的創(chuàng)新氛圍下學(xué)習(xí)，給學(xué)生提供主動、獨立學(xué)習(xí)的平臺，使其真正成為學(xué)習(xí)、探索的主人，充分調(diào)動學(xué)生的主動性，著意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

二、 啟發(fā)創(chuàng)新思維——培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵

創(chuàng)新思維是創(chuàng)新能力發(fā)揮的前提，因此，我在具體的教學(xué)過程中有意識地啟發(fā)學(xué)生，做到積極地引導(dǎo)學(xué)生，啟迪學(xué)生的創(chuàng)新思維，為提升學(xué)生的創(chuàng)新能力起到了關(guān)鍵作用。

三、 加強動手能力的培養(yǎng)

（一）設(shè)計出因材施教的訓(xùn)練方案

教師在進行方案設(shè)計時， 一定要具有層次性和啟發(fā)性， 循序漸進地提出恰當(dāng)?shù)臋C器人項目問題， 這些訓(xùn)練應(yīng)滿足如下要求：一要有適當(dāng)難度，太容易不利于學(xué)生能力的提高，太難讓學(xué)生望而卻步；二要在教和學(xué)方面富有探索性，有合理的空間讓學(xué)生能發(fā)揮其創(chuàng)新思維，在實踐中提高能力；三要培養(yǎng)與訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)新能力。訓(xùn)練方案設(shè)計的實踐活動要以提高學(xué)生的創(chuàng)新能力為出發(fā)點，有目的地進行階梯式訓(xùn)練。

（二）有針對性地解決比賽任務(wù)

比賽為學(xué)生的創(chuàng)新思維培養(yǎng)和發(fā)展提供了一個良好的平臺。參加有關(guān)教育部門組織的機器人競賽是智能機器人教學(xué)的目的之一。因此，在教學(xué)中，機器人的搭建是一件非常重要的工作，在搭建過程學(xué)生會遇到許多問題，需要學(xué)生不斷地探索。學(xué)生動腦筋，想出各種辦法來解決問題，并反復(fù)不斷地在地圖上加以驗證。學(xué)生在解決問題的過程中培養(yǎng)了自身解決問題的能力。這樣的創(chuàng)新性實踐不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新的實踐能力，而且全面地提升了學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)水平。

四、機器人教學(xué)實施的一些思考

（一）各種能力的培養(yǎng)

通過培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力、解決問題的能力、小組合作的能力、交流溝通能力、善于思考等能力，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。創(chuàng)新能力即具有批判的精神進行創(chuàng)造性思考，培養(yǎng)創(chuàng)造性思維，從而達到創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和提升的目的。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性傾向特質(zhì)，即好奇心，想象性、挑戰(zhàn)性、冒險性。好奇性是對事物具有鉆研到底的精神，對知識能進行深入思考，并有自己的獨特見解；想象性即對超出現(xiàn)實的未知的事物能進行大膽的想象和預(yù)設(shè)，頭腦中建立事物的形象和關(guān)聯(lián)；挑戰(zhàn)性即對復(fù)雜的事物勇于探究摸索，嘗試各種可能的方法方案，將大量瑣碎的事情進行分類整理，理出順序；冒險性即具有批判和懷疑精神，能堅持自己的觀點，同時也敢于面對自己的失敗與錯誤，并能克服重重困難完成任務(wù)。

（二）創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維品質(zhì)，即主要是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維、收斂思維、反向思維、聯(lián)想思維、想象思維、直覺思維、類比思維。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性傾向和創(chuàng)新性思維應(yīng)在整個機器人教學(xué)過程中體現(xiàn)出來。通過課題的導(dǎo)入引起學(xué)生的注意和興趣；課堂中善于提問，讓學(xué)生多思考；啟發(fā)學(xué)生的構(gòu)思設(shè)計，并通過教師的點評和指導(dǎo)讓學(xué)生的構(gòu)思設(shè)計不斷完善形成可行的方案。讓學(xué)生自己編程，自己調(diào)試，自己搭建，鍛煉他們的實踐動手能力，團隊合作能力，解決問題的能力。在這每一個過程中都應(yīng)有針對性的對學(xué)生的觀察力，分析力，想象思維能力，發(fā)散思維和邏輯思維能力等進行培養(yǎng)，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

五、總結(jié)

培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力一直以來都是各個學(xué)校努力所追求和達到的目標(biāo)。通過機器人這個教學(xué)載體對學(xué)生進行創(chuàng)新教育，從而得到通過合理科學(xué)的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是切實可行的結(jié)論。借助機器人這個教學(xué)載體對學(xué)生進行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，主要是對學(xué)生進行創(chuàng)新思維的訓(xùn)練，通過小組合作，問題探究的學(xué)習(xí)策略，對學(xué)生進行開放式的教學(xué)。

在實施創(chuàng)新教學(xué)實驗的過程中，要根據(jù)學(xué)生的年齡和認(rèn)知特點，設(shè)計合適的教案。設(shè)計一些開放性的問題，多讓學(xué)生自己去探索，讓學(xué)生在觀察，探索，分析，嘗試，在實踐的過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時，對學(xué)生的發(fā)展要從長遠的角度來看，讓他們產(chǎn)生對學(xué)習(xí)的樂趣，使學(xué)習(xí)變得更主動更積極，愿意開動腦筋，能認(rèn)真完成，在完成過程中個人成就感得到體現(xiàn)和滿足，增強了自信心。但是在整個教學(xué)實驗過程中，整個研究仍存在著一些問題，第一是國內(nèi)外可供參考的資料不多，所以很多都是筆者自己摸索和探索，很多想法還不全面，有些地方做的還不完善；第二是開展機器人教學(xué)的中小學(xué)并沒有普及，只有條件較好的少數(shù)學(xué)校開展了這些課程，其課程的內(nèi)容也不太完善和豐富，所以實驗結(jié)果有一定的局限性。第三是對中小學(xué)生創(chuàng)新能力的評價體系并不完善，所以開發(fā)和設(shè)計相對完善的評價體現(xiàn)應(yīng)該是在以后對此的研究中應(yīng)努力做到的。