點燃科學(xué)的火種

霍俊飛

機器人教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神具有直接的影響，教師應(yīng)該善于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)問題能力和創(chuàng)造能力，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的創(chuàng)造觀念。

善于提出生活化的問題，培養(yǎng)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題的能力。在一節(jié)課上，教師問學(xué)生有沒有做過蛋糕，在制作蛋糕的過程中，蛋清怎么打。學(xué)生爭先恐后地說自己做過蛋糕，應(yīng)該快速地朝著一個方向攪動蛋清，可以用電動打蛋器，也可以用筷子，但是筷子特別慢。這時候有一個學(xué)生說：“老師，我們可以用齒輪加速，然后用電機帶動，做一個電動打蛋器。”“但是你想做一個多快的打蛋器呢，你能不能計算一下加速的倍數(shù)？”，教師試圖引導(dǎo)學(xué)生去思考。這時候?qū)W生們開始討論，一個40齒的齒輪帶動一個8齒的齒輪是一個5倍加速的，轉(zhuǎn)動速度很快。然后，學(xué)生們迫不及待地開始了制作，不時地拿著自己的作品到講臺上的材料盆里進行攪動，有的開心地回去了，有的失落地回去了。成功的學(xué)生回到座位調(diào)整自己的結(jié)構(gòu)，增強美觀程度；暫時失敗的學(xué)生回去總結(jié)原因，改進結(jié)構(gòu)，最終都做出一個可以應(yīng)用到現(xiàn)實生活中的電動攪拌器。“除了做電動攪拌器之外，我們還可以利用這個原理制作什么？”教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考。有學(xué)生說，可以做一個加速轉(zhuǎn)動的風(fēng)扇，這樣教室就可以更涼快了；還有的說，可以做一個加速轉(zhuǎn)動的電鉆，這樣打孔就能更快更準了……這就是最普通的一節(jié)課，從生活中發(fā)現(xiàn)問題，經(jīng)過小組合作、討論等環(huán)節(jié)解決問題，最終的成果還回歸到生活中去。整個過程會用到數(shù)學(xué)運算、邏輯思維，會研究制作的工藝、結(jié)構(gòu)，會涉及科學(xué)知識，將STEM教學(xué)中的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)完美結(jié)合。

布置操作任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。機器人課堂上，教師布置了這樣一個任務(wù)：利用22個樂高基礎(chǔ)零件和動力設(shè)備，搭建一個不用輪子行走的機器人。學(xué)生剛領(lǐng)到任務(wù)的時候是不屑的，覺得很簡單。教師組織每4個學(xué)生成為一個小組，首先內(nèi)部討論，確定一個實施方案，然后動手搭建機器人。每組的成果都不一樣，有的結(jié)構(gòu)不同，有的行走方式不同……在整個過程中，教師的角色就是引導(dǎo)者，根據(jù)每組和每個學(xué)生的具體情況進行指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生的創(chuàng)新思維，不輕易否定任何一個思路，使每個學(xué)生都更愿意對自己的設(shè)計進行深入地思考。學(xué)生們都有能力做好任務(wù)，設(shè)計的機器人都是獨一無二的。其實，每一節(jié)機器人課堂上都有類似這樣的小任務(wù)，小組合作去討論、制作、測試、改進。機器人教學(xué)是對學(xué)生創(chuàng)造能力的培養(yǎng)，在學(xué)習(xí)編程和動手實踐的過程中，有效地提高了學(xué)生的邏輯思維能力和判斷能力。

不為比賽，只為創(chuàng)造，培養(yǎng)學(xué)生正確的創(chuàng)造觀念。學(xué)生們到了機器人社團教室放下書包，走到自己的位置，拿出自己的機器人，打開自己的電腦，開始調(diào)試程序、記錄結(jié)果、改進機器人。在機器人教室，他們是主人，完全地自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)。社團中的每個學(xué)生都有機會參加到機器人比賽中。比賽不只是為了賽出好成績，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生正確的創(chuàng)造觀念，使學(xué)生們能夠淡然地看待比賽的成功，坦然地接受比賽的失敗。讓學(xué)生明白，創(chuàng)造不是因為比賽，而只能是因為對科學(xué)本身的熱愛，對人類命運的關(guān)懷。

機器人教學(xué)立足于學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng)，燃起學(xué)生心中科學(xué)的火種。