乐高机器人教学对学生创新思维能力培养的思考

2022-07-03马云

考试周刊 2022年19期

摘要：目前，教育界最重要的研究话题就是如何培养学生的创新思维，随着科技手段的不断增加，信息技术也得到了快速发展，新时代给教育界带来了更多的培育方式，在教学期间通过对乐高理念的融入，借助计算机等技术通过对乐高机器人平台的打造，可以开拓学生的创造思维，因此大部分地区对该项目进行了试点，尝试应用新模式必然会遇到许多问题，但是其具有广阔的发展前景。文章以高中教学为例，从创新思维能力方面入手，探讨了在教学课堂中应用乐高机器人的重要意义，有效地促进了教育理念的转变。

关键词：乐高机器人教学;学生创新思维;能力培养;策略

中图分类号：G633.67文献标识码：A文章编号：1673-8918（2022）19-0013-04

想要顺利地建设创新型国家，就需要具有充足的创新型人才储备，高中教育具有承上启下的作用，高中生已经掌握了基本的理论知识，通过高等教育能够得到更高层次的提升，所以在这一阶段需要重点培养学生的创新思维。首先，培养高中学生的创新性思维不仅可以提升他们对高考的应对能力，转变自身对学习和生活问题的看法，缓解他们的身心压力，还可以帮助他们提前形成创新意识，更好地应对大学的学习研究，提升他们对新环境的适应能力。其次，培养高中学生的创新性思维能够有效增强学生勤于思考的意识，可以让学生为未来的发展奠定良好基础。创新性思维不仅关乎学生的个体成长，而且，影响到了国家未来的人才质量。而实践证明，乐高机器人在培养学生创新性思维方面具有不可替代的作用，因此，在这种背景下，针对乐高机器人对高中学生创新性思维培养的研究就显得尤为重要。

一、乐高是教育思路的特点和优势

乐高教育理念指的是有趣、具体、现实的教育形式，学生可以在快乐的游戏氛围中学习，进而对学习更加感兴趣。孩子的天性就是爱玩，从本质上来说这与学习并不冲突，并且，适当的娱乐可以提升学习效率，这主要是由于学生在轻松的氛围中，可以快速释放自身的压力，实现对大量负面因素的去除，如此学生可以更好地投入学习，这也是乐高教育最主要的目标。该教育理念强调娱乐活动需要有计划，有目的，在玩乐的同时需要培养孩子勇于探索、大胆创新的精神品质。如此可以帮助他们在脑海中建立相应的知识框架，例如在学习新事物的过程中，如学生在最初学习计算机的时候，会关注屏幕图像和音响声音，却没有了解其组成和运行机理，而借助乐高教育模式能够采用动画视频或小游戏等简单易懂的形式，设计计算机具有哪些构成要素及其運行机制，学生在参与游戏和观看视频的同时，可以做到对此类知识点的了解，进而在教育活动中做出更加积极的表现，也能够高度集中自身的注意力，更加专注地倾听和理解，与以往的讲授方式相比，能够获得更加理想的课堂教学效果，学生通过自我实践可以加深自己对所学知识的记忆，同时，还可以形成主动学习的意识，具有良好的创新思维。

二、应用乐高机器人教学的优势

目前，学生终身面临着巨大的课业压力，难以做到对考试和复习的良好应对，这极大地降低了他们的学习兴趣，而兴趣爱好可以为学生提供学习动力，他人的期望和巨大的学习压力无法顺利激发学生的学习动力，只有产生兴趣后，才能够享受学习带来的乐趣，进而更加专注地学习。在培养学生创造力的过程中，通过对乐高机器人的应用，可以提高他们的学习兴趣，这一产品具有智能化的特征，其中的许多功能都是全新的，因此必然可以更好地吸引具有较强好奇心的学生，让他们做出更加深入的探究，在设计安装、操控和升级等机器人环节，学生通过动手实践能够获得更多的乐趣，并且会对未知领域产生更强的探索欲，他们可以进行独立的思考，并形成大胆创新的精神。想要在教学阶段做到对乐高机器人的良好运用，就需要做好对各种程序的设定，如此才能够使新型教学流程具有多样化的特征，学生在新鲜感的引导下，会不断地进行思考，说出具有自身见解的想法，学生通过不断尝试获得成功后，会感受到成功带来的喜悦，如此可以促进他们个性的良好发展，而个性化培养可以促进学生创造力的发挥。乐高教育法与拼图十分类似，可以按照不同的样式拼接初始图块，拥有更多的发展空间，如此，学生可以按照自己的兴趣进行尝试，而教师指导可以加大学生的探索力度，如此可以提升学生的创新能力，同时促进他们发散思维的发展。

三、乐高机器人制作的教学目标

知识方法：向学生讲解编程等有关机器人的知识，在玩乐的同时，需要将机械工程中的马达和传感器等相关概念传授给学生，并且，在搭建小颗粒的组件期间，需要让学生了解有关建筑构架的各类知识。

动作技能：学生在制作机器人的过程中，编程完机器人后，需要组装它们的外形，学生在进行实际组装操作期间会遇到各种问题。而这些问题可以培养学生的实践操作能力，从协调性方面，促进学生各项能力的良好发展。

认知情感：处于人生发展时期的学生还不具备成熟的经验，依然会十分好奇新事物。学生看到乐高机器人后会联想各种电影中播放的机器人。在组装乐高机器人期间，学生的手眼不仅可以得到协调发展，还可以形成良好的动手能力，进而搭建出形状各异的机器人，如此可以培养他们对新鲜事物的尝试能力。在制作机器人期间，学生可以获得创造力和问题解决能力的发展，同时也能够形成团队合作意识，机器人在培养学生想象力和认知力方面，发挥出了巨大的作用。

学生在制作机器人的过程中，他们的逻辑思维和认知能力等可以得到良好的发展。我国在不断发展社会经济的同时，也加快了科技发展的速度，相信在不久的将来，会有越来越多的学生加入制作机器人队伍中，这可以在早期发展学生的智力。同时教师还需要全面地发展学生的智力，加强他们思维的创造性。

四、如何借助乐高机器人教学培养学生的创新思维能力

学校在活动开始之前，首先需要开展大面积的调查，了解高中生目前最感兴趣的乐高机器人类型，并且需要根据相关要求指导高中生的创新实践活动。同时需要结合学生的需求、教学目标，开展不同类型的实践活动。这主要是为了激发学生的兴趣爱好，释放学生巨大的课业压力，让学生了解自身的优缺点，借助乐高机器人不仅可以培养他们的想象力和创造力，同时，将其引入相应的活动中，还可以提高学生的实践能力，并帮助他们巩固所学的知识，目前，主要有课堂科技普及和兴趣团队的设立等热门的实践活动方式，学生通过实践活动可以形成勇于创新的精神品质，文章主要探讨了几种实践效果良好的开展方式。76D78629-7DE1-41DC-AD9E-3363F79718D3

（一）开辟实践的第二课堂

高中生首先需要做到对自身学习时间和休息时间的合理安排，为科技实践和课外活动留出相应的时间，在这些时间打造乐高机器人新课堂，为学生提供实践创新的机会。首先，需要在课堂上讲解科普宣传，由专业团队来制作机器人，由该领域的专家学者将基本原理和基本构造等有关机器人的信息讲述和普及给学生，让学生了解其日后的创新方向，然后可以采用讲和练的形式，让学生了解掌握零件组装和程序设计等有关机器人的内容，学生通过实践操作可以实现对知识原理的良好掌握，此外还可以让他们去往机器人展馆，向学生演示如何实际操作乐高机器人，通过体验式操作，学生不仅会产生探索欲，还会想要亲自对此类智能设备进行实际操作。进而独立地采用各模块组装机器人，学生为了实现对机器人的操控，会独立编译相关程序语言，并检验其运行可行性，学生在这一过程中可以凭借自己的能力发现和解决问题，在解决问题的同时还可以形成良好的创新思维。其次，学校应该对课时进行重新分配，在意识到乐高机器人教学重要性的基础上，一定要合理安排教学时间，并能保证课程不被其他学科占用，这样才能为第二实践课堂的开展提供时间保证。

（二）组建兴趣相同的活动小组

团队合作能够帮助学生形成良好的创新意识，教师需要结合学生的兴趣，做好对各类机器人的分类，将爱好相同的学生划分为一组，并配备老师进行指导，教师可以举办各种机器人实践活动，做好对程序编译和实际操控等各种机器人创新实践活动的设立，如此可以帮助高中生形成良好的创新思维和应用能力，通过倾听、思考和实践训练可以加深學生对力学和电学等物理学知识以及不同的信息技术知识的掌握理解。而且，教师在对学生进行分组的过程中应该依据一定的原则。比如，教师应该保证小组成员的差异性，保证小组成员内部可以实现知识层面的帮扶。一些逻辑思考能力较强的学生可以向其他“学困生”传输自身的知识经验。与此同时，具有不同特长的小组成员之间可以形成有效的互补。比如，理论能力较强的同学和实践能力较强的同学就可以形成良好的实践“合力”，从而提高机器人组装的效率，也能够产生良好的效果。除此之外，小组模式增加了成员之间相互磨合的机会，成员认识到了相互合作的重要性，因此，小组合作大大培养了学生的集体主义精神。

（三）开展不同的创新比赛

在高中时期，可以采用比赛的形式开展不同类型的机器人创新实践活动，由于乐高机器人涉及了价格昂贵的零件，其整体套装需要较高的成本，而学校缺乏充足的经费，难以实现对其的大规模购置和使用，再加上较大的学习压力，学校并没有重视对此类竞赛活动的开展。所以，目前在进行比赛的过程中，机器人主要是由教师设计和组装的，而学生只能够进行观察，缺乏充足的体验时间，也缺乏实践操作的机会，因此无法通过比赛提高他们的动手实践水平，也无法提升他们的创新思维能力。面对此类问题，高中学校需要组建好班级或兴趣小组，每隔一段时间举办一次竞赛活动，可以是小规模活动，但是每个成员必须积极参与比赛，根据学生在高中时期的认知能力和实践能力，从复杂度和竞赛难度方面，做好对机器人创新大赛的合理定位，如果学校缺乏充足的师资力量和费用资金，就可以与大学展开合作，在组织高中生举办此类竞赛的过程中，可以邀请获得优异比赛成绩的大学师生提供辅助，同时，还可以让学生家长当评委，与教师一起从动手能力和创造能力等方面对学生进行评价，如此就可以针对性地加强学生的弱项，不仅可以提高学生的实践能力，还可以实现对他们思维能力的创新，加强亲子关系，为家校联合创造了全新的局面。

（四）强化师资队伍建设

从素质教育的角度出发，教师是学生学习的引导者和促进者，是学科的建设者和研究者，因此，学校教师的素质能对整体的教学效果产生重要影响。因此，学校应针对人才培养目标，采取多样性招录和考核机制来提升教师队伍的整体素质水平。首先，学校应该严格把控招聘的质量关，招录一些既具有较高学科教学素养，又具备信息技术素养的教师。其次，学校也要适当采取特殊标准去引入一些具备乐高机器人教学经验的相关人才，并要做好后续工作，做到引入人才，留住人次。在此基础上，通过聘请优秀机器人相关企业的专业人才，来促进教师队伍的不断壮大。例如，学校可定期安排教师到机器人相关企业展开市场调查，跟进企业的实际运行状况，及时对教学内容进行充实与调整。全面打造“双师型”师资队伍，与优秀企业建立合作关系，加强企业员工与教师之间的沟通交流，借鉴其他学校的人才培养经验，确保自身教学体系始终满足社会需求。也可借助社会力量开展竞赛，为教师提供学习与自我展示的平台，从而更好地激发教师的主观能动性。

五、结语

总的来说，虽然学生在最初与机器人接触时，难以凭借自己的能力完成机器人的搭建，但是，学生在积累了更多的经验后，可以逐渐凭借自己的能力完成机器人的搭建，在这一期间需要进行反复训练，不断地付出努力，学生在制作完某个作品后，可以获得良好的成就感，也会产生更强的自信心。学生在玩乐的氛围中学习，可以更好地发挥自身的主观能动性，对学习产生更多的探索欲，同时，还能够形成良好的动手能力和创新思维。文章对乐高机器人教育的目标以及优势进行了阐述，并且从多个层面提出了乐高机器人教育的策略，比如要开辟乐高教育实践第二课堂、开展创新比赛、强化师资队伍建设等。期望文章的研究能为乐高教育的开展提供一定的参考和借鉴。

参考文献：

[1]雷华，仇利敏.乐高机器人教学对高中学生创新思维能力培养的启示[J].科技风，2019（30）：51.

[2]仇利敏.机器人教学对高中学生创新思维能力培养的启示[J].当代家庭教育，2021（11）：11-12.

[3]梁军年.浅谈机器人教学对学生创新能力的培养[C]∥2017年课堂教学改革专题研讨会论文集，2017.

[4]蒋际君.在机器人课堂教学中培养学生的创新能力[J].学苑教育，2019（10）：90-91.

[5]刘海燕.让机器人教育做高中生创新能力的引领[J].科技创新导报，2012（12）：168.

[6]徐萱.运用机器人教学对高中生工程思维培养的研究[J].东西南北，2019（17）：242.

[7]白益铭.在机器人教学中培养学生的创新与实践能力分析[J].发现：教育版，2016（3）：54.

[8]李洪臣.高中通用技术之简易机器人教学实践与体会[J].中小学电教，2020（3）：25-26.

[9]蔡巧玲.探索初中机器人教学中的创新能力培养[J].新课程（中学），2018（12）：133.

[10]李若愚.新课程下高中机器人教育学习的思考[J].教育，2019（21）：24.

[11]汪迎.基于主导：主体教学模式的机器人教学研究[J].电子测试，2021（7）：127-128.