科技教育要实现培养科技创新后备人才的目标,要从基础教育阶段开始,激发小学生的科学兴趣,把科学精神、创新思维、创造能力和社会责任感的培养更好地贯穿教育全过程。作为一名小学机器人辅导教师,有效利用课后服务阵地,以机器人为载体,开展以“乐学慧创”为主的人工智能教学活动,以小学生创新思维启蒙教育为己任。
一、创建有利于“乐学慧创”的新型教学环境
四点半课堂,是完成了常规教学任务后培养学生兴趣特长的课后教育服务活动。机器人项目进入小学校园受到广大师生的喜爱,也成为了课后服务教学的主要内容。学校购进各类机器人教学设备,开辟活动场地,积极开展教师培训,有效开发课程资源,创建了“乐学慧创”的人工智能教学。
首先,作为科技辅导教师,我们要重新认识人工智能技术教学在小学阶段的重要意义,从机器人的普及教学中挖掘创新因素,发挥知识智力因素,从而创设机器人创新实践活动情景,激发学生对机器人的探究兴趣,鼓励他们积极探索,勇于创新。
其次,我们要明确教师是活动的组织者、引导者,学生才是机器人创新实践活动的主体。开展“乐学慧创”智能教学,倡导教师要有民主的教学作风,创设情感交融的活动氛围,以机器人为载体激发学生的内在动机,唤起他们的创新兴趣。只有创设平等互助的探究氛围,才能给学生提供一个自由的空间,充分发挥他们的潜能,才能真正实现“乐学”与“慧创”。
二、开展“乐学慧创”智能教学的有效策略
1. 在质疑问难中开启学生的创新思维
只有让学生善于发现问题和提出问题,才能在此基础上思考和寻找解决问题的方法。因此,在机器人普及教学中注意“留白”,鼓励学生大胆质疑问难,给予学生思维活动的广阔空间,让他们带着疑问去实践,让问题成为成功地打开学生创新思维的钥匙。
2. 在动手操作中培养学生的创新意识
教学中要锐意进取,冲破传统思维和教学模式的束缚,用新异的方式
处理问题,以达到培养学生创新思维和创新能力的目的。机器人实践活动是培养学生创新意识的广阔天地,学生只有在实践活动中,才能有所发现,有所发明,有所创造。
例如:搬运机器人的搭建与操作课中,我让学生先尽情地玩一玩桌上的机器人器材,组装机器人,让他们自己从中发现问题。他们自己按照材料包装盒上的机器人尝试组装,小组间能协作交流,介绍自己的组装经验。组装好后,学生玩得很投入,而且想法新颖,玩法奇特。
他们在操作中有了很多发现:遥控器的每一个按键功能不同,两个按键同时使用又有不同效果;取球器不能上升是齿轮咬合处松了,可以用细铁丝拉紧;按键后机器不动,可能是电源没打开,或是电池没电……
在这样的学习过程中,学生自己动手,自己发现并解决问题,不仅表现出积极主动地获取了知识,更重要的是他们迈出了创新的步子,有了亲自动手动脑的经历。
3. 在类比教学中激活学生的创新思维
灵活多变的教学是培养学生创新能力的新途径。类比是思维的一种重要形式,经类比能使知识向更深的层次或广阔的领域迁移,拓展。在机器人教学中,教师从知识的顺延、次从属、引申、互逆、相似等方面考虑和发掘类比因素,进行类比创新,培养学生思维的灵活性。
例如:在越障机器人教学中采用对比分析教学,引导学生从搬运机器人遥控器使用,取球器的设计与器材的选用,操作路线的制定,时间的合理分配等,做了详尽的总结。引导学生拓展应用到越障机器人的同类探究活动中,加深了对机器人搭建与操作技能的掌握。在教学中通过类比,找出三代机器人的相同点和不同点,进行图标式归类,加深了学生印象。学生在越障机器人的使用中受到启发,自己动手多次改进了取球器和操作路线,改进后的操作效果十分明显。
4. 在团队协作中培养学生的发散性思维。
发散性思维即求异思维,是创造性思维的主要成分,是指对同一个问题探求不同的解决方法的思维过程和思维方法。教学中,充分利用小组协作探究,从多方面、多角度不依常规地去思考问题,拓宽学生思维的宽度和深度。
例如搬运机器人的教学中,探究机器人的搭建,找准取球器这一设计点,引导思考:取球器怎样制作?取球器尺寸大小与球栏大小有何关系?采用什么材料制作取球器更好?怎样使用才能有效地取球和倒球?各小组自选材料,根据原装素材制作了取球器。有的采用原装塑料片制作取球器边框,但橡皮筋绷紧后边框变形,影响取球。有的改用了较厚的塑料制作边框,保证了橡皮筋拉伸后的定形。各小组设计制作取球器,在反复实践中不断改进,找出了最佳的几种设计。
5. 利用媒体技术突破难点发展学生的创新能力
创造能力的培养,学生兴趣的激发,需要以已知和需要为基础。而教学活动中的某些现象既无法在活动中及时发现,也不易在活动中演示。而运用媒体技术就能全方位、立体化地把信息生动形象的展示给学生,再引导学生具体分析现象,找准问题症结,思考解决办法,在机器人实践中不断改进与创新。
例如在机器人竞技模拟教学中,我就先拍摄不同学生模拟操作的视频,然后引导学生观看:从起始区出发,机器人沿着怎样的路线行进?每段路程耗时多少?在取球区什么位置取球最好? 视频展示后,每个学生都能借鉴别人的路线设计,取球倒球的操作技巧,能合理分配操作时间,制定自己的训练提升方案。视频教学的运用,成为解决学生竞技瓶颈的有效手段,也是制定参赛选手竞技提升方案的科学依据。
总之,在课后服务阵地创建“乐学慧创”智能课堂,要具备创新精神和创新能力,发现学生兴趣爱好,充分挖掘有效的教学资源,引导学生从多个因素、过个角度去探索,不受“定势“模式”的影响,促进学生构建型创新思维能力的培养与发展。