黃偉　向海昀　左建國(guó)　龐麗

摘要：機(jī)器人智能技術(shù)是21世紀(jì)的核心技術(shù)之一，在高校開(kāi)展機(jī)器人課程，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。以前進(jìn)后退四輪小車(chē)機(jī)器人教學(xué)為例，從思維的流暢性、變通性、獨(dú)特性三個(gè)方面著手可以有效培養(yǎng)大學(xué)生的發(fā)散思維能力。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人教學(xué);發(fā)散思維;培養(yǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）19-0130-02

近年來(lái)，國(guó)家提出以培養(yǎng)創(chuàng)新人才為教育目標(biāo)。在機(jī)器人教學(xué)中，教師可以有效培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，進(jìn)而培養(yǎng)創(chuàng)新人才。而發(fā)散思維是創(chuàng)新思維的核心，教師要培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，其首要任務(wù)在于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。培養(yǎng)發(fā)散思維能力，有利于提高大學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性、求異性、創(chuàng)造性[1]。所謂發(fā)散思維，就是指對(duì)一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行多角度、多方向、多維度的思考[2]。美國(guó)心理學(xué)家吉爾福特指出，發(fā)散思維具有流暢性、變通性、獨(dú)特性的特點(diǎn)。發(fā)散思維的流暢性是指在限定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生觀念數(shù)量的多少;變通性也叫靈活性，是指摒棄舊習(xí)慣的思維方法，開(kāi)創(chuàng)不同方向的能力;獨(dú)特性是指產(chǎn)生不尋常的反應(yīng)和不落常規(guī)的能力[3]。

那么，如何在機(jī)器人教學(xué)中培養(yǎng)大學(xué)生的發(fā)散思維能力呢？筆者通過(guò)機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐，以前進(jìn)后退四輪小車(chē)為例，提出應(yīng)該從思維的流暢性、變通性、獨(dú)特性三個(gè)方面來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

1充分運(yùn)用聯(lián)想，培養(yǎng)學(xué)生思維的流暢性

思考對(duì)象由甲事物轉(zhuǎn)換到乙事物的思維活動(dòng)，稱(chēng)之為聯(lián)想;人們平時(shí)說(shuō)的由此及彼、舉一反三就是聯(lián)想[4]。在機(jī)器人教學(xué)中，教師要充分運(yùn)用聯(lián)想的方法，讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)思考組裝機(jī)器人的方案，從而培養(yǎng)他們的發(fā)散思維能力。因?yàn)閷W(xué)生在此之前沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)，對(duì)如何組裝機(jī)器人知之甚少。所以在前進(jìn)后退四輪小車(chē)機(jī)器人教學(xué)中，教師首先展示已經(jīng)組裝好的四輪小車(chē)，并且向?qū)W生介紹其基本構(gòu)造，讓他們觀察思考，并回答老師的提問(wèn)：看到這個(gè)機(jī)器人小車(chē)，同學(xué)們最先想到的是什么？它跟我們生活中的什么東西比較相似？當(dāng)代大學(xué)生普遍具有一定的生活經(jīng)驗(yàn)，擁有較強(qiáng)的聯(lián)想能力，所以一般情況下，當(dāng)學(xué)生看到前進(jìn)后退四輪小車(chē)時(shí)，很自然地聯(lián)想到生活中的汽車(chē)。此時(shí)，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生：我們的汽車(chē)有車(chē)身、輪子、發(fā)動(dòng)機(jī)等。同理，機(jī)器人小車(chē)也具備這些結(jié)構(gòu)件，我們可以根據(jù)汽車(chē)的外形組裝小車(chē)。通過(guò)聯(lián)想，類(lèi)比生活中的汽車(chē)，有的學(xué)生會(huì)選擇先組裝小車(chē)的車(chē)身，有的會(huì)選擇先組裝小車(chē)的輪子，甚至有的同學(xué)獨(dú)辟蹊徑，先組裝電池盒組件等，總之每個(gè)小組可以提出多種組裝方案。在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師通過(guò)讓學(xué)生對(duì)已有事物進(jìn)行思考，用不同的方法解決遇到的新問(wèn)題，即在組裝小車(chē)時(shí)，聯(lián)想生活中的汽車(chē)，根據(jù)汽車(chē)的外觀及形狀來(lái)組裝，訓(xùn)練學(xué)生思維的流暢性，培養(yǎng)他們的發(fā)散思維能力。

2引導(dǎo)學(xué)生多向思維，培養(yǎng)思維的變通性

在前進(jìn)后退四輪小車(chē)的教學(xué)過(guò)程中，教師在展示了已經(jīng)組裝好的小車(chē)后，先讓學(xué)生小組思考、討論組裝小車(chē)的方案，待形成完整的組裝方案之后，再給出參考組裝方案。同時(shí)強(qiáng)調(diào)，該組裝方案并不是唯一的。學(xué)生在觀察了教師的示范后，很可能按照教師給出的組裝順序來(lái)組裝小車(chē)。此時(shí)，教師就應(yīng)該有意識(shí)的引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生靈活的改變思路，使用其他組裝順序組裝小車(chē)。當(dāng)學(xué)生提出不一樣的組裝方案時(shí)，老師不要急于否定或肯定，應(yīng)該引導(dǎo)、鼓勵(lì)他們，并通過(guò)自己動(dòng)手操作，驗(yàn)證組裝方案的可行性。如果組裝方案可行，老師應(yīng)該及時(shí)給予肯定和獎(jiǎng)勵(lì);如若沒(méi)有成功，也應(yīng)該和學(xué)生一起分析組裝方案失敗的原因，引導(dǎo)他們修改方案。

教師應(yīng)該告訴學(xué)生，可以從組裝順序、要實(shí)現(xiàn)的功能以及外形等方面思考組裝小車(chē)的方案，讓他們自己去探索合適的組裝方案，學(xué)會(huì)從不同的角度去思考問(wèn)題。在程序編寫(xiě)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)該避免禁錮學(xué)生的思維，應(yīng)告訴學(xué)生，所編寫(xiě)的程序不一定都是先使小車(chē)前進(jìn)再后退;我們也可以讓小車(chē)先后退，再前進(jìn);還可以讓小車(chē)前進(jìn)很長(zhǎng)一段距離，然后突然后退，從而使每個(gè)小組的小車(chē)運(yùn)動(dòng)路徑都不相同。教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生多向思考，使得每個(gè)小組的程序多樣，有的學(xué)生甚至加上了音樂(lè)播放程序。在機(jī)器人教學(xué)中，通過(guò)這種教學(xué)模式，讓學(xué)生逐漸養(yǎng)成從不同角度思考解決問(wèn)題的方法，訓(xùn)練學(xué)生思維的變通性，從而培養(yǎng)他們的發(fā)散思維能力。

3在鼓勵(lì)獨(dú)創(chuàng)中，培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)特性

在我們的機(jī)器人教學(xué)中，教師采用的是任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法。教師通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生，在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上探索解決新問(wèn)題的方法，有利于學(xué)生思維獨(dú)特性的培養(yǎng)。所以，在教學(xué)中，教師可以讓學(xué)生在完成上一個(gè)任務(wù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)小組思考、討論，完成下一個(gè)拓展任務(wù)，從而鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行獨(dú)創(chuàng)，培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)特性。比如，在前進(jìn)后退四輪小車(chē)任務(wù)結(jié)束之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：在小車(chē)的基礎(chǔ)上，增加哪些結(jié)構(gòu)件，改進(jìn)哪些程序結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)小車(chē)碰壁倒退的功能？教師提示學(xué)生：小車(chē)在前進(jìn)的過(guò)程中，如果碰到障礙物，則倒退。此時(shí)，學(xué)生可以根據(jù)老師的提示，增加小車(chē)的結(jié)構(gòu)件、改進(jìn)程序，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)碰壁倒退。學(xué)生在完成新任務(wù)時(shí)，通過(guò)探索、思考，編寫(xiě)出來(lái)的程序各不相同。有的學(xué)生編寫(xiě)的程序使小車(chē)在碰壁之后，沿原路徑返回;有的學(xué)生使得小車(chē)碰壁之后，左轉(zhuǎn)或有轉(zhuǎn)前進(jìn);甚至有的學(xué)生使小車(chē)遇到障礙物時(shí)緊急呼叫并后退。在這一環(huán)節(jié)中，學(xué)生組裝小車(chē)時(shí)，使用的結(jié)構(gòu)件各不相同，程序?qū)崿F(xiàn)的功能也不一樣，這不僅能使學(xué)生獲得成就感，提高白信心，也能培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)特性，提高他們的發(fā)散思維能力。

總之，大學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)是有跡可循的。在機(jī)器人教學(xué)的過(guò)程中，教師要結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況，有意識(shí)的采取多種形式的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王秋瑩.創(chuàng)造教育下培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2016（8）：72.

[2]鄭蔚青.物理教學(xué)中學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)與訓(xùn)練[J].中國(guó)教育學(xué)刊，2004（2）：58-62.

[3]黃希庭，鄭涌.心理學(xué)導(dǎo)論（第三版）[M].人民教育出版社，2015（8）.

[4]劉桂信.數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生發(fā)散思維的培養(yǎng)[J].中國(guó)校外教育，2015（22）：122.

【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2020-02-04

作者簡(jiǎn)介：黃偉（1995-），男，四川成都人，助理實(shí)驗(yàn)師，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)碩士，主要研究方向?yàn)閳D像處理技術(shù)。