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        在機(jī)器人教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的實(shí)踐與思考

        2021-05-06 05:31:56陳偉琦
        名師在線 2021年11期
        關(guān)鍵詞:實(shí)際操作機(jī)器人思維

        陳偉琦

        (福建省廈門市新翔小學(xué),福建廈門 361000)

        引 言

        機(jī)器人因其具備的特殊功能,對于學(xué)生來說具有神秘性,所以很多學(xué)生對機(jī)器人課程非常感興趣。教師可以從學(xué)生的興趣入手,在教學(xué)中展現(xiàn)出機(jī)器人教學(xué)的趣味性、動(dòng)手性、全面性,從而更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)的積極性,以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

        一、在機(jī)器人教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

        興趣是最好的老師。要想讓學(xué)生產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,教師就要讓學(xué)生真正了解機(jī)器人這個(gè)具體的事物,讓他們在腦海中有機(jī)器人的模樣和概念[1]。

        首先,教師可以先給學(xué)生播放一些國內(nèi)外機(jī)器人的比賽視頻,學(xué)生可以從視頻中了解機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀,并感受到機(jī)器人的獨(dú)特魅力。他們看到機(jī)器人能完成一些只有人類才能完成或人類不能完成的事,就會(huì)對機(jī)器人產(chǎn)生興趣。在此基礎(chǔ)上,教師再給學(xué)生看一些機(jī)器人的圖片和構(gòu)造視頻,學(xué)生就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)手興趣,這樣學(xué)習(xí)起來就會(huì)事半功倍。

        其次,教師可以讓學(xué)生在有機(jī)器人的房間里感受機(jī)器人的存在,學(xué)校應(yīng)配備學(xué)生看得見、摸得著機(jī)器人[2]。學(xué)生在觀察機(jī)器人的零件、組裝過程時(shí)會(huì)進(jìn)行思考,并對機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生很多疑問。教師在學(xué)生問到這些問題時(shí)可以先給予一點(diǎn)啟發(fā),再提出一些新的問題讓他們思考。學(xué)生在思考問題中會(huì)產(chǎn)生更大的學(xué)習(xí)興趣。

        二、在機(jī)器人教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

        (一)舉辦科技比賽,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

        思維是學(xué)生在對機(jī)器人產(chǎn)生興趣時(shí)想要繼續(xù)探索事物的一種反應(yīng),是認(rèn)識的更高級階段。教師可以通過學(xué)生的興趣進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。例如,學(xué)生可以利用機(jī)器人,設(shè)計(jì)一些自己喜歡的比賽,如機(jī)器人拔河。由于小學(xué)生的知識體系不夠完善,教師可以指導(dǎo)學(xué)生上網(wǎng)查找資料,解決問題。學(xué)生設(shè)計(jì)出來的機(jī)器人會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)方式不同導(dǎo)致呈現(xiàn)出來的效果也不一樣,比賽時(shí)最終獲得勝利的學(xué)生可以分享自己的經(jīng)驗(yàn),以供同學(xué)借鑒思考,并反思自己的機(jī)器人為什么沒有成功。比賽結(jié)束以后,教師可以向?qū)W生提供一些思路,幫助他們更好地理解知識,從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

        (二)開展科技活動(dòng),提升學(xué)生的創(chuàng)新思維

        由于學(xué)生的思維方式和能力還沒有到達(dá)成年人的標(biāo)準(zhǔn),他們想問題的方式往往會(huì)比較簡單,通常有很多事會(huì)想不明白,這時(shí)就需要教師及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo),解疑釋惑[3]。面對機(jī)器人這樣全新的事物,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)可能更加心有余而力不足。這時(shí),教師開展一些新穎有趣的科技活動(dòng),就能很好地解決這些問題。教師可以邀請一些科技人員來學(xué)校舉辦講座,具體講解機(jī)器人的發(fā)展歷史。學(xué)生在了解了機(jī)器人的發(fā)展史后,對機(jī)器人的進(jìn)化就有了一定的了解,實(shí)際操作起來可能就會(huì)更加靈活。機(jī)器人的教學(xué)方式可能和其他課程不同,難度更大,無論在機(jī)器零件的搭建上還是機(jī)器人的設(shè)計(jì)及改裝上,都需要花費(fèi)更多的心思,要從實(shí)際出發(fā),因?yàn)樯晕⑵蛞稽c(diǎn)就容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。學(xué)生只有不斷地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、研發(fā)、調(diào)整、修改,才有可能找到更好的創(chuàng)新思路,取得成功。

        三、在機(jī)器人教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

        (一)為學(xué)生提供學(xué)習(xí)的平臺,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力

        很多學(xué)生學(xué)習(xí)了很多知識,并不斷地消化和復(fù)習(xí),但是真正到了實(shí)踐的時(shí)候,卻不知道該從何處下手。這不是小部分學(xué)生面臨的問題,而是現(xiàn)在大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中都會(huì)遇到的問題。盡管學(xué)習(xí)了很多理論知識,但沒有經(jīng)過實(shí)際操作,學(xué)生就永遠(yuǎn)不會(huì)真正明白和學(xué)會(huì)運(yùn)用。

        在機(jī)器人教學(xué)中,教師應(yīng)為學(xué)生提供實(shí)際操作的平臺,讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的想象力、運(yùn)用所學(xué)知識,創(chuàng)造自己想要的機(jī)器人。他們可以根據(jù)自己的想法,一步一步推理,一步一步實(shí)驗(yàn),在反反復(fù)復(fù)的操作中積累經(jīng)驗(yàn),最終獲得成功。學(xué)生在動(dòng)手操作的過程中還可以充分了解每個(gè)零件的具體作用。例如,在機(jī)器人賽車中,學(xué)生的認(rèn)知水平不一樣,思維方式不一樣,理解的知識與內(nèi)容也不一樣,設(shè)計(jì)的機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)速度也就不一樣。學(xué)生將自己做出來的機(jī)器人放在一起使用時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)機(jī)器人滅火的速度不一樣。經(jīng)過不停地思考與重復(fù)實(shí)驗(yàn),很多學(xué)生發(fā)現(xiàn)這是由齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度差異造成的。學(xué)生知道問題所在以后,及時(shí)調(diào)整齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,就能獲得預(yù)期的成果。這種實(shí)際操作比在課堂中學(xué)習(xí)的效率要高很多,同時(shí)也能培養(yǎng)學(xué)生堅(jiān)持不懈、努力奮進(jìn)的精神,對他們以后的學(xué)習(xí)或處理問題都會(huì)有所幫助。

        除了機(jī)器人的組裝和設(shè)計(jì)外,對于機(jī)器人的研究和發(fā)展方向的了解也是必不可少的。學(xué)生現(xiàn)在對機(jī)器人的運(yùn)作和流程熟悉了,但是對機(jī)器人的發(fā)展方向還很迷茫。教師如果讓學(xué)生在平時(shí)的能力訓(xùn)練中思考這個(gè)問題,特別是真的看到一個(gè)個(gè)機(jī)器人做著和人類相似的動(dòng)作,就會(huì)真正體會(huì)到自己賦予他們的新的生命力。

        (二)加強(qiáng)綜合知識的學(xué)習(xí),提高學(xué)生的創(chuàng)新能力

        機(jī)器人的研發(fā)除了需要實(shí)際操作外,還需要學(xué)生具備扎實(shí)的基本知識。如果缺乏專業(yè)知識就動(dòng)手實(shí)際操作,學(xué)生就無法設(shè)計(jì)出合適的機(jī)器人。同時(shí),除了扎實(shí)的基本功外,學(xué)生還要對機(jī)器人本身具有一定的審美能力,因?yàn)榇蠖鄶?shù)機(jī)器人的制作要符合當(dāng)代人的審美要求,還要滿足機(jī)器人本身制作的條件。這需要學(xué)生平時(shí)多發(fā)現(xiàn)生活中的美,還需要多看看機(jī)器人線條的設(shè)計(jì)。除了學(xué)習(xí)專業(yè)的教材,學(xué)生還需要多了解其他很多知識,甚至隨著年齡的增長還會(huì)接觸到數(shù)學(xué)、電子學(xué)、物理學(xué)等。學(xué)生掌握這些知識后,還要充分理解,而不是只求學(xué)不求懂。很多學(xué)生在實(shí)際操作中想要做一件什么事,才回想起來那一章節(jié)剛好沒學(xué)懂,或者哪個(gè)知識點(diǎn)沒有弄明白,以至于在實(shí)驗(yàn)時(shí)碰到很多困難。

        很多課程并不是只有理念,也包含了一些啟發(fā)人思考的小游戲或小實(shí)驗(yàn)。很多學(xué)生看到這些東西時(shí)覺得這是書上不重要的地方,因?yàn)榻處熞矝]有重點(diǎn)講解,所以沒有在意。其實(shí)很多學(xué)習(xí)好的學(xué)生往往會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)很多超前的知識,并通過小實(shí)驗(yàn)或小游戲讓知識變得更加具體形象,還有一些拓展性的補(bǔ)充知識能夠解答很多問題。所以,學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)要注重對書本上所有知識的學(xué)習(xí),而不是單單局限于一些自己所認(rèn)為的重點(diǎn)。

        結(jié) 語

        機(jī)器人的發(fā)展代表著人工智能的發(fā)展,在這個(gè)科技如此發(fā)達(dá)的今天,教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的科技素養(yǎng),培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維與能力。人工智能的到來改變了人類的思維方式和生活方式,還有許多功能等待著他們?nèi)パ芯亢烷_發(fā),他們是中國少年,少年強(qiáng)則國強(qiáng)。

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