普及性教育機器人的推廣在青少年創新發明中促進作用的研究

李本森 胡磊

摘要：興趣是孩子最好的老師，普及性教育機器人的推廣在青少年創新發明中促進作用的研究為廣大青少年在創新發明中提供一種可參考的方法、有效促進青少年創新發明，以及成果轉化。讓學生能從興趣愛好出發，增加創新發明的參與性，利用教育機器人得天獨厚的優勢促進青少年創新發明工作的有效開展。

關鍵詞：教育機器人；創新發明

引言

隨著國家加大對科技創新的投入力度，越來越多的人參與到科技創新發明，根據資料顯示2018年，我國發明專利申請量為154.2萬件。較上年同期增長5.8%和17.6%；每萬人口發明專利擁有量較2017年底提高1.7件。創新發明的結果是讓人振奮不已的，然而在發明過程卻讓許多上過發明課程的老師望而生畏的，究其原因有以下幾點：其一，創新發明課程無規可循，并不像其他主科目一樣有例可參；其二，創新發明課程沒有系統的教材，沒有教學梯度，上課的老師一般自己備課，導致教學產出較少；其三，青少年創新發明課程成果轉化環境缺乏有效機制。本文將重點研究普及性教育機器人的推廣在青少年創新發明中促進作用，為廣大青少年在創新發明中提供一種可參考的方法、有效促進青少年創新發明，以及成果轉化。

1.青少年創新發明行為習慣研究

青少年創新發明的基本方法是“發現問題”、“解決問題”、“發明方案”、“專利文件”，大部分學生停留在發現問題這一階段，而許多學生根本無法發現問題，那么在這個過程中可以增加活動過程、增加學生參與度，啟發學生產生問題。

1.1啟發創新發明構想，為創新發明尋找來源

在學校中通過開展普及性教育機器人的相關活動，通過讓學生尋找生活中“困難”、“不滿意”、“不好用”、“不方便”的事或物，讓每一個學生從自己的生活實際中出發，從距離最近的事物展開，這樣產生的發明不僅可以解決實實在在的問題，而且更容易實現。

通過教師有意識地引導學生運用課堂里所學的知識去解決生活中的實際問題，既能有效地培養起學生應用知識解決實際問題的能力，又能讓學生在活動的過程中深入認識到科技的應用價值，形成良好的科學價值觀。

1.2為學生找出解決方案，使其轉化為發明方案

通過給孩子們舉發明的例子，講發明的故事，使學生通過簡單的“1+1法則”、“移植法則”、“改變材質”等方法就可以解決遇到的問題。再通過整理使之成為解決問題的方案，在解決方案中選取可以轉化為發明的加工為創新發明方案。

2.青少年創新發明基本要求

2.1青少年創新發明必備條件

要讓青少年明確“科學發現與技術發明的不同之點與共同之點”科學發現是認識世界，技術發明是改造世界，要改造世界就必須創新，要做甚么及怎么做？

（1）持久的喜歡，任何一個青少年面對自己喜歡的事情都是非常癡狂，的可以用瘋狂的行為去面對，就好比一個中小學生喜歡看一本書，可以挑燈夜戰、可以秉燭夜讀、甚至敢冒風險在課堂上偷偷的看。

（2）創新的精神，即要有開創性的思維，要有求異性，思考問題不要被舊框框所禁錮。

（3）堅韌的品質，這是創新精神中的重要因素，愛迪生發明電燈泡是試驗了上千次才成功的。創新發明要經得起困難的折騰，在整個創新活動中有我們預料得到的困難，也有不能預料的困難，而不能預料的困難隨時可能出現，對待困難除了不怕以外最重要的是如何想辦法去制伏它。

（4）良好的習慣，要創新發明沒有知識作后盾是不行的，在創新活動當中很多場合是多學科的知識綜合應用。

2.2培養青少年創新發明的方向：

（1）學會觀察，從觀察中去尋找問題，要善于在生活中、學習中、生產中去發現問題，在這些問題中篩選出創新發明的課題。

（2）明確創新發明的“三性”即，新穎性、科學性、實用性，特別是新穎性很重要，要創新就不能模仿，要有使人耳目一新的感覺。

（3）學會使用各種工具和制作方法也就是技能技巧要學會，在做中學不斷提高自己的動手操作能力，還要有精益求精的品格。

（4）學會設計，在設計的基礎上要學會制圖和識圖，在設計中學會做好規劃，先做甚么，后做甚么，再做甚么，同時要學會計劃整體完成時間和階段完成時間。

（5）學會分工合作，在集體創新課題中，同學之間要做到同一條心努力，相互之間取長補短，發揮每個人的特長。

3.從興趣愛好出發，啟發青少年創新發明

興趣是最好的老師，每一位青少年對自己喜歡的領域都是孜孜不倦的學習，他們愿意去花大量時間和精力在自己喜歡的實物上，他們對未知領域充滿好奇。

3.1學玩結合，自由輕松

青少年是天生的學習者，但孩子們不愿意被逼著去學習太難或過于簡單的知識。在“玩”的過程中，孩子們探索、體會屬于他們的世界則會更容易掌握知識，無論是書本上的還是課本之外的。相信通過動手實踐孩子會有一種滿足感和自信心，即使失敗至少嘗試過。這樣她會更容易、渴望掌握書本上有的或課外的知識。而且相信她們會更容易記住這些知識。

3.2更好的發揮自我的個性

青少年的個性可以從他們的日常行為觀察出來，也可以通過他們的作品呈現出來。機器人的搭建可以給孩子們無限的想象力，讓他們自由發揮。

在搭建機器人的過程中，你會發現機器人在運行的過程中有許多要修改的地方？比如機器人的結構，這里你可能需要用到物理結構以及機械相關的知識，從這些方面對所搭建的機器人進行優化改造。

3.3從實踐中尋找成就感

讓一個剛剛接觸機器人的孩子單獨去搭建一個機器人是一件非常困難的事，他們需要反復實踐，花大量的時間動手操作。在花很多時間搭建好了一個機器人，并且實現了預想的功能，孩子們就會特別幸喜，有成就感。從小培養出來的這種成就感會讓他們充滿自信，對他們的人生發展具有極其重要的意義。

3.4更好的激發孩子興趣和學習能力

興趣是孩子最好的老師。孩子們會對他們所感興趣的東西樂此不疲，即便受挫很多次，他們都會努力做下去。機器人是一種綜合知識的實踐產物，每一個孩子對機器人基本上都是零抵觸心態。每一個孩子都有一顆對世界好奇的心態，他們對機器人這種科技產物充滿探索心態，希望這些機器產物帶給他們科技的力量與驚喜。學習機器人，正是孩子們所愿意花時間去了解的，這可以極大地激發他們的興趣，保持好奇心，增強孩子們的學習能力。

3.5機器人教育更加直觀

教育機器人和創新發明相比，一個是抽象的一個是直觀的，看得見摸得到，就好比讓一個學生搭建并編寫一個機器人，所得到的結果可立竿見影的就看得到，而創新發明對學生還是周期比較長，但是當機器人走進我們的生活，我們似乎又回到了童年，對事物又有了不同的理解。直觀的機器人教育更容易促進青少年的創新發明。

4.借助教育機器人的推廣，促進學校創新發明機制的建立

學校通過直觀系統的教育機器人課程體系，加入創新發明的元素，讓學生在學習機器人教學的過程學會創新發明，同時學校以此建立創新發明機制。

1.建立長期持久有效的教學課程體系，開展豐富多彩的機器人教育活動和創新發明課程等。

2.建立了發明創造教育的培訓評價標準，使創新教育有一定的軌跡和操作路徑，促進創新教育的普及，提高學生的創新能力。

3.建立了發明創造教育培訓體系，把學校教育與企業教育進行了有機的結合，發明選題直接從企業中產生，再運用到企業的生產和管理中，避免了學校教育脫離企業實際的純理論性教育。

4.解決了創新的教學方法問題：前期采用傳統的教學方法解決創新的問題，后期采用創新的教學方法解決創新的問題。

（作者單位：昆明少科科技有限公司）