在虛擬機器人校本課程中培養(yǎng)中學生創(chuàng)新思維能力的策略探析

張爾皇

【摘要】在素質(zhì)教育背景下，信息技術課程教學應當進一步強化對學生創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。機器人相關內(nèi)容既是信息技術課程的重要組成，也是廣大初中學生十分感興趣的部分，更對培養(yǎng)學生綜合能力、創(chuàng)新能力、促進學生全面發(fā)展有著積極作用。不過受限于資金，部分農(nóng)村學校只能建設虛擬機器人校本課程代替?zhèn)鹘y(tǒng)機器人教育。本文將簡單介紹虛擬機器人校本課程，并就該校本課程中培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力的策略展開探討。

【關鍵詞】虛擬機器人;校本課程;創(chuàng)新思維能力

《走進機器人世界》是初中信息技術課程的重要部分，而且機器人教育有助于信息技術教學中素質(zhì)教育的實現(xiàn)，對培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)及綜合能力有著積極意義。但是機器人教育需要投入大量資金，因此，有必要通過推動虛擬機器人校本課程開發(fā)，以3D仿真虛擬機器人協(xié)調(diào)資金及教育需求之間的矛盾，有效培養(yǎng)培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。

一、虛擬機器人校本課程概述

（一）課程目標及設計

虛擬機器人校本課程指學校根據(jù)本校實際情況，利用3D機器人仿真軟件構(gòu)建虛擬機器人、虛擬環(huán)境，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)機器人教育，有效解決機器人教育需要投入大量資金的問題。該校本課程的建設與運行能夠有效推動信息技術課程教學創(chuàng)新進步，更有助于學校機器人教育發(fā)展，強化學生操作實踐能力與創(chuàng)新能力，促進學生全面發(fā)展。在構(gòu)建虛擬機器人校本課程時，應當充分遵循主體性、民主性、創(chuàng)造性、系統(tǒng)性等原則，為學生創(chuàng)造更加寬松、和諧、規(guī)范而自由的機器人教育環(huán)境，讓學生能夠在自主探索信息技術與機器人相關內(nèi)容的同時全面發(fā)展。

（二）課程建設

為了保障虛擬機器人校本課程的高質(zhì)高效開發(fā)，學校應當組織成立相應的研究課題小組，建立機器人教室并完善相應管理制度，全面加強對參研人員的培訓和管理。研究課題小組需要根據(jù)本校實際情況，尤其要考慮學校教育資源、師生特點以及信息技術教材中《走進機器人世界》相關內(nèi)容，初步形成機器人教學校本教材，并基于該教材對相應的機器人課程課堂教學展開探究。為了保障校本課程實踐教學水平，研究課題小組還需要積極參與各級各類機器人比賽。通過審核教材、優(yōu)化課堂教學及吸收機器人比賽經(jīng)驗等，研究課題小組需要不斷改進研究方案，最終進行總結(jié)，從而為校本課程建設及運行提供基礎參考。在建設虛擬機器人校本課程的過程中，學校應當從硬件及軟件兩個層面加大信息技術投入力度，投入足夠資金支持軟、硬環(huán)境完善，主要包括電腦、活動場地、器材配件、工具、3D機器人仿真軟件等。在編寫校本課程教材時需要以信息技術課程的《走進機器人世界》為基礎，通過改編、拓展等方式編寫符合本校實際情況的校本教材，而且教材內(nèi)容應當由淺入深地包含基礎篇、實踐篇與綜合篇三部分。同時，學校還需要積極搭建機器人學習資源平臺，整合網(wǎng)絡資源，讓師生能夠通過該資源平臺獲得機器人相關資源、校本教材等教學輔助資源、專題資料文件等，同時師生也能通過該平臺進行問卷調(diào)查、問題反饋等，從而為虛擬機器人校本課程的良好建設及運行提供重要支持。當然，學校還需要制定完善的虛擬機器人校本課程教學目標、內(nèi)容、要求、評價體系等，指導校本課程正常運行開展。

二、在虛擬機器人校本課程中培養(yǎng)中學生創(chuàng)新思維能力的策略

（一）提高師資隊伍綜合素養(yǎng)

虛擬機器人校本課程的建設與開展，對教師綜合素養(yǎng)提出的要求也水漲船高。一方面，教師不但需要具備良好信息技術專業(yè)知識，熟練掌握專業(yè)技能，還需要具有豐富的機器人實踐經(jīng)驗，能夠充分勝任機器人教育工作;另一方面，教師教育水平也需要足夠高，具備科學、先進教育觀念，能夠結(jié)合虛擬機器人校本課程特點以及學生實際情況進行針對性教學，重點培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。當前教師團隊整體綜合素養(yǎng)偏低，無法完全勝任校本課程教學要求，這就需要學校加強教師考核與培訓，按照校本課程教學要求對教師綜合素養(yǎng)進行規(guī)范并制定指標，基于指標對教師進行考核及培訓，全面提升教師綜合素養(yǎng)，確保他們能夠勝任虛擬機器人校本課程教學，并能在教學中有效培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力。

（二）引導學生自主探索基礎知識

基礎知識是學生了解和學習機器人相關內(nèi)容的關鍵，尤其是其中的編程語言部分，只有學生充分掌握了編程語言，虛擬機器人校本課程教學效率才能得到充分保障。在進行基礎知識教學時，教師應當引導學生進行自主探索，讓學生通過自主思考、研究與實踐鞏固基礎，熟練掌握編程語言，強化邏輯思維能力及動手實踐能力，同時激發(fā)學生創(chuàng)新意識。例如在教學與信息技術課程《初步認識機器人》相對應的《虛擬機器人初體驗》相關內(nèi)容時，教師展示了實體機器人并提出一系列問題，讓學生帶著問題觀察機器人并了解機器人主體結(jié)構(gòu)。在教師的“這個機器人包含哪些部件？能夠直接放在RCU上？機器人需要幾個馬達？”等問題的指引下，學生通過自主觀察逐漸掌握了機器人主體結(jié)構(gòu)，并在觀察及思考的過程中強化了自身創(chuàng)新思維能力。

（三）培養(yǎng)學生合作創(chuàng)新探索能力

在合作中學生更容易做到群策群力，互相啟發(fā)，從而更加高效地展開學習，解決問題，更對培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力有著積極作用。故而教師在虛擬機器人校本課程教學中應當積極開展合作教學，引導學生進行合作討論與探索，讓學生能夠在互相合作與啟發(fā)的過程中順利掌握知識，同時學會如何合作以及如何將自身創(chuàng)新思維有效展示給他人。例如，在教學《讓小車機器人動起來》相關內(nèi)容時，教師利用3D仿真虛擬軟件給學生提供實踐環(huán)境，并將學生分為多個小組，讓他們合作討論及探索如何搭建機器人，有效培養(yǎng)學生合作創(chuàng)新探索能力。

（四）組織機器人專題應用活動

機器人專題應用活動不但能夠進一步激發(fā)學生學習積極性，為學生提供實踐機會，更能有效激發(fā)學生創(chuàng)新意識，讓學生在專題指引及合作探索中不斷創(chuàng)新與實踐。教師應當以虛擬機器人校本教材中的專題應用活動為基礎，結(jié)合學生興趣愛好以及搭建、編程能力，組織相應的專題應用活動。例如，在《我的機器人會走路》相關內(nèi)容的校本課程教學中，教師在教學伊始使用微課對本課教學重點進行簡單分析，讓學生明白設計的目的性、可行性與科學性，并將學生分為多個小組，鼓勵各個小組自行討論并設定機器人行走變成設計目標。然后教師組織學生圍繞程序設計進行討論與合作，通過調(diào)整左右輪速度的方式控制機器人行走速度及轉(zhuǎn)向，完成相應的設計目標。

（五）以賽促學

虛擬機器人校本課程通常只是機器人教育的一部分，其受到課堂時間的限制，因此教師應當在校本課程之外指導學生學習機器人知識，而以賽促學正是其中的常見形式。初中學校應當積極與其他學校合作，在舉辦校內(nèi)虛擬機器人比賽的同時選拔優(yōu)秀學生參加省、市機器人競賽，讓學生在外界競爭壓力下積極開動腦筋，創(chuàng)新想象與動手實踐，爭取在虛擬機器人比賽中取得優(yōu)異成績。

三、結(jié)束語

綜上可知，虛擬機器人校本課程是代替?zhèn)鹘y(tǒng)機器人教育，全面優(yōu)化初中信息技術教學的有效方式。初中學校應當通過提高師資隊伍綜合素養(yǎng)，引導學生自主探索基礎知識，培養(yǎng)學生合作創(chuàng)新探索能力，組織機器人專題應用活動，積極推動以賽促學等手段，在虛擬機器人校本課程中全面培養(yǎng)中學生創(chuàng)新思維能力。

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