基于DIY機器人有效提高小學生創新能力的研究

林漢強

【摘要】機器人教學是一門新學科，它涉及多個科目，具有很廣泛的綜合應用，可以造就學生的全面提升，在中小學教育課程中引進DIY機器人教學是大勢所趨，發掘和提煉DIY機器人的教育價值，對推進課程改革起到畫龍點睛的作用。本文將介紹如何基于DIY機器人有效提高小學生創新能力方面進行一些嘗試和相關的研究。

【關鍵詞】DIY機器人;小學生;創新能力

DIY（Do It Yourself）機器人教學沿于高新科技而產生的另一種教學模式，形式新穎，這種學習模式是讓學習者自己主動動手做起來，在做中學，在學中做，一開始每個學生拿在手里的資源往往都是零件，老師給出要求，讓學生開放大腦，思考創造，設計成方案，動手結構制造，整個過程學生主動交流溝通，并能把零碎的部件集成作品，再通過學生運用編程軟件給機器人輸入指令，讓機器人根據指令自己活動起來，再結合調試，小組內部合作交流不斷完善形成可行的方案，建立成一套全面的創新思維系統。

一、激發學習興趣，培養創新意識

有關心理學專家認為：“學生在自己感興趣的領域環境下學習，洞察力靈敏，記憶水平提升，想象角度廣泛，創新意識豐富”。創新能力的提升是學校、家長都比較看重的問題。只有全面提煉學生創造意識和創新能力，就能解決錢學森之問（注：“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才？”這就是著名的“錢學森之問”。）那么，如何在學校的DIY機器人教學中激發學生的學習興趣，提升學生的創新意識呢？

要培養學生對智能機器人的好奇感，讓學生了解DIY機器人工作原理及組成（如：拼裝各種零部件、認識各種傳感器及其應用方法、通過編程序來給機器人命令、控制機器人完成指定任務），結合小學生的年齡特征，喜歡玩和動手。通過準備各類的傳感器，（超聲波傳感器、尋跡傳感器、紅外測距傳感器、觸摸傳感器等等 ），根據不同的機器人的要求，讓學生自己去選擇不同的積木器材、合適傳感器、再通過動手DIY組裝自己喜歡的機器人。用這種和藹的教學環境，開啟學生的科學之路也激發了學生的個性的發展，幫助學生們練就更強大的創新能力。

二、團隊合作，培養創新思維

“學會集體工作的藝術。在今天的科學中，只有集體的努力才會有真正的成就。如果你一個人工作，即使你有非凡的能力，你也不能在科學上做出巨大的發現，而你的同事將始終是你的思想的擴音器和放大器，正如你自己集體中的一員也是別人的思想的擴音器和放大器一樣。”澤林斯基語的這句話道出了一個人的創造能力是有局限的，團隊合作的概念是當前社會進步的體現。同樣在教學過程中要構建和諧活動關系，改變陳舊的“以教師為中心”的教學模式轉換為“以教師為輔，以學生為主”的新型模式，鼓勵學生在探究過程中大膽交流，孕育融洽的交流氣氛，助力學生在愉悅的團結合作中完成實踐任務。每當在學習中遇到困難或者有更好的創意的創新想法時，我都鼓勵學生大膽和組員一起分享，充分發表個人見解，培育一個團結進取的小團隊。

三、比賽實踐，提升創新能力

DIY機器人教學中最體現出學生的創新能在于如何在實踐中解決所遇到的問題，注重實戰操作中的表現，不能讓學生只停留在老師所教的方法上去完成的思考層面上，鼓勵學生帶著問題敢于探究，建立一種具有發現、研究和探索的創新概念。

（一）敢于變通，創造機會

小學生好奇心強、思想活躍、參與欲強烈、最富想象力，因此開展DIY機器人是培養學生創造能力的最佳時期。平時訓練按照比賽的要求，直接設計現場的情境，指定比賽時間，規定比賽要求，讓學生在符合競賽要求的場地上操作機器人。DIY機器人比賽過程中會出現千奇百怪的問題，遇到那么多的問題，就需要學生去猜想、思考，不斷地探索、創造，并在實際場地上加以驗證，每一次的比賽都是孩子們思維創造的檢驗。通過參加各種各樣的DIY機器人競賽是最好的培養平臺，每一次比賽都會在比賽過程中出現形式各異的問題，這樣問題只能在比賽現場解決，而且老師是不允許到場指導的。在這個既緊張又無助的情況下，學生的創新能力就會得到進一步的提升，學生的綜合能力也得到很好的鍛煉。通過富有挑戰性的比賽活動，在實踐中發揮自己的創造能力、應變能力。

（二）自主探究，啟發創新鑰匙

陶行知先生說過：“處處是創造之地，時時是創造之時，人人是創造之人。”創造人皆有之，不同學生創新思維能力不盡相同。創新意識需要開發，后天的培養至關重要， DIY機器人是一種新形的教學模式，可以很好的造就學生的創新思維能力。由于機器人的類型各異，需要的設計者去思考各種不同功能的效果來完成任務。讓學生有一種感覺，我就是發現家、創造者和探索者。每當學生有創意的想法提出來，本人都給予肯定及激勵，即使學生的方法出現誤區，教師也沒有馬上做出否定性的評價，而是先了解學生思路再才給予引導，提倡讓學生自己大膽去嘗試去創造。在DIY機器人擂臺賽項目中，由于學生的探究精神，大膽求變，讓整個DIY機器人車發生了質的改變。他就開始創造起來，幾個同學一起一個找一個拼樂在其中。開始加多兩條膠片方便用來推積木方塊，后來還想到用不銹鋼做推桿。通過升級創造自己戰車，再加上平時我們都是以比賽的形式進行訓練，學生們在正式地比賽中獲得了很好的成績。

通過多個比賽的實踐表現，發現在小學生中開展DIY機器人教學，不僅沒有耽誤學生的學習成績，還讓他們的大腦思維更靈活，充分鍛煉了“腦、口、手”，并升華學生的創新意識、創新精神和創新能力。學校能開展智能機器人教學是素質教育的要求，改變只重視文化科的傳統模式，豐富教育的多面性。全方面的教育發展才能為中國的科技發展培養更多的后備人才，相信隨著智能機器人活動的普及，“錢學森之問”將能找到最佳的解決途徑。

【參考文獻】

[1]蘇愛珍. 淺談小學數學教學中創新意識的培養[J]. 教育界：教師培訓， 2014（7）：2.

（責任編輯：鄧俊文）