機器人教育與青少年創新能力培養

郭春林

摘要：機器人技術已走進我國大部分的省市中小學信息技術課程，機器人競賽也已成為我國青少年活動的第一品牌，機器人教育也隨之被學校、家長以及社會認可和推崇，特別是在培養學生的創新能力和科學技術素養方面展現了它獨有的特性。

關鍵詞：科技；智能；機器人；科學素養

機器人集成了數學、力學、機械、電子、自動控制、傳感器、通信、計算機、人工智能，是眾多領域的高科技的綜合。隨著信息技術的發展，機器人這一信息技術的前沿領域也得到飛速發展，在學生中進行機器人教學，不僅可以普及信息技術提高學生科學素養，同時也可培養開發學生的動手能力、創新意識、綜合能力、協作能力和進取精神等。

一、開展機器人教育的意義

創新能力作為一個國家、民族進步和繁榮的動力，在當今社會，其價值不言而喻。學生創新能力的培養至關重要。隨著機器人教育活動日益普及，它在培養青少年創造力過程中凸顯的優勢已受到各界關注。機器人教育圍繞學生因材施教，教師只扮演引導者的作用，傳授最基本的理論知識，剩下的需要學生通過動手實踐來獲取新的知識和信息。對于一些問題，學生必須給出自己的創新解決方案，這樣可以培養學生的創造性思維能力。

機器人學習和制作具有明顯的綜合性和實踐性，學生不僅能接觸機器人，體驗成功制作機器人的愉悅，更能提升他們的綜合素質，對學生的全面發展有著重要的意義。

1.有利于培養學生的創新精神。

創新精神是指人在分析和處理問題時所表現出的不因循守舊的思想和工作作為，也是科學技術人員的重要素質。

2.有利于培養學生統籌學習的能力。

通過機器人的教學，學生能夠正確地、規范地、有計劃地設計并完成任務。

3.有利于養成學生的獨立思維能力。

學生個體根據任務挑戰能夠根據自己掌握的知識技能分析問題，并且提出有效方案解決問題，這樣一次次下來，學生在潛移默化中養成了獨立思維的習慣。

4.有利于培養學生的手腦結合能力。

在做中學，通過鼓勵孩子們主動探索、動手實踐，讓他們親身體驗抽象的理論如何變成了觸手可及的答案，享受成功的興奮。在活動中，學生不僅可以學到有關機械、電子、計算機等技術知識，更可幫助他們培養良好的生活習慣、掌握技能：與人的溝通與合作、對他人的尊重、毅力與自信心的樹立及時間的合理分配、利用等，知道自己的興趣所在，為將來走上社會，面對新的挑戰做好充分的準備。

二、機器人課程特點

機器人教學主要特點是：創新性、開放性、綜合性和探究性。在教學內容的設計方面要考慮到實際情況，如學生人多機房地方小時應因地制宜，設計的教學任務可在小范圍內實施，例如在課桌上、教室后面等也可安排在座位就近的場地，也可根據設計項目改變地面顏色，添加標志，添加障礙物等。在每節課中，我們向小組成員提出了挑戰任務，給他能夠創造出自己解決方案的工具，學生們親自動手制作與日常生活密切相關的模型，通過這種方法，初步建立對相關基礎知識和原理的認識和理解，讓學生真正體驗到實踐成功后喜悅和興奮。通過解決問題的過程延伸到培養他們創造力、合作能力、交流能力和獲取新知識的能力等。

我們相信，同學們能夠在這樣一個開放式的教育平臺上通過實踐、體驗、探究、創新，不斷地挑戰自我、享受合作過程的樂趣，為啟蒙學生的創新意識、發展創新思維等打下堅實的基礎。

三、開展機器人技術創新教育的有效途徑和方法

1.開設相關課程補充專業知識。

可以采取多種形式相互結合的方式補充相關專業知識。并且針對不同基礎的學生，可以開設不同的班型，課程包含一些必要的、基礎的專業知識，從機器人發展史到專業術語，以及機械方面的內容，循序漸進，由易到難。為了使學生們便于理解和學習，建議理論課學習結束后開始一些簡單的實驗課程來提高學生們的動手實踐能力。

2.提高授課人的相關能力。

機器人課程的開設有別于其他課程，因為這門課程涉及的知識面很廣，跨越多個相關專業。因此，這門課程的考核評估辦法也要區別于其他傳統課程。機器人課程的開設，首先要求教師要明確自己課程的目標、內容，以及相關課程的組織實施、課程評估。機器人課程需要學生學習的知識量大且范圍廣，這就需要授課教師時刻追蹤相關課程內容的變化更新，并做好相關課程規劃，要了解學生參與課程的程度，并及時根據教學實際調整傳授方法。因此，課程開設后，授課人會面臨一些新的教學觀念、材料和策略的挑戰。這就需要教師的授課能力（包含制訂課程目標、明確課程內容、課程組織實施、課程評估等4個方面的能力）有全面地提高。

3.開展機器人競賽活動。

機器人競賽所涉及的知識面很廣，所以并不是簡單的理論知識競賽，更不是應試化、教條化的機器人實驗比賽，而是在給各個團隊指定一些任務后，團隊成員在一起有針對性地協作商討、設計研發、制作完成、參與競技的活動。競賽過程中有許多不確定因素，數月的辛苦和努力也許就因一時的判斷失誤而一無所獲，因此就有了大批的失敗者，同時也有了新的前進目標。這種模式的機器人競賽項目不僅需要學生們有較強的綜合能力、創新意識，還可以考驗和錘煉他們承受挫折、挑戰自我的能力，更重要的是，這為培養學生的創新能力提供了良好的平臺。

綜上，開展機器人教育課程乃是大勢所趨、勢在必行，我們需要探尋更好的方式促進機器人教育在中小學教育中的應用，以校本課程的形式開展機器人教育在目前能較好地符合課程結構與機器人教育的要求，學校可以根據自身的特點開展富有個性的機器人教育教學，來提高學生的信息素養和科學技術素養，培養他們的創新思維和意識。

參考文獻：

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