何波
贵州省贵阳市清华中学550025
摘要：机器人教学走进高中课堂，是科技持续向前发展的结果，也是未来科技能够更好发展的重要保证。我国机器人教学起步较晚，当前所学内容更多是向以美国为首的西方国家看齐的，包括创新层面的内容。我们可以把“创新”看成是机器人教学的一个重要组成，也可以将“机器人”看成是教学创新或实施创新教学的一项内容。从机器人本身来看，它的形成与发展始终伴随着创新理念，所以我们认为，在当前高中机器人教学中培养学生的创新能力是十分必要的。下面本文将对高中机器人教学中学生创新能力的培养进行分析。
关键词：高中机器人教学；创新能力；创新思维；培养方法
一、对相关概念的认识
（一）机器人教育
首先需要认识到，机器人教育是一种综合性很强的应用型科学教育，它包含了很多其他学科知识，比如物理、计算机、艺术、英语。但机器人本身并不是生活的必需品，它完完全全是由人们凭空创造出来的，其目的是为了帮助人们完成一些人们无法独立完成的事情，有些则是单纯为了提升某方面事情的应用效率。与国外不同，我国科学家对机器人的定义是一种全自动化的机器，并且当前的发展趋势越来越像“智能化”发展。对于高中生来说，机器人教学更多侧重于基于功能性的编程设计，如遥控机器人、程序机器人等，而智能化机器人更多被赋予“人性”色彩，对感知、推理等方面的要求比较高，但这些在目前的高中教学中并未涉及。
（二）创新教育
创新教育不是基于机器人教学所提出的，它是在其他基础性学科发展过程中出现的，其目的是培养学生的创新精神、创新意识和创新能力，使他们成为未来社会的人才和建设祖国的中坚力量。就“创新”本身来说，它其实也是分等级的，这就使得创新教育变得更加专业和细致，而不是一种空旷和虚无的概念，有助于更好地渗透进各个学科和各个领域。在接受创新教育的过程中，学生能够越来越容易发现事物发生与发展规律，并能够在事物原有特征的基础上，运用新的思想与方法创造出更多新的东西。
二、关于创新能力与创造性思维
（一）创新能力的层次
严格来说，创新能力或创造力是一种十分“奢侈”的东西，因为它的产生需要很好的天分，这种天分不是学习天分，更不是学习态度和各种科学的学习方法，而是与生俱来的一种能力。我们对学生进行创新能力培养，就是想激发出潜藏在学生体内的创造潜力，让那些在正常教育模式下无法形成创新能力的学生获得更多具有创新能力的机会，无论最终的效果如何，他们都能够在自己原有水平的基础上实现提高。当前我们给创新能力划分的层面主要有两个，一是心理和精神层面的创新，二是实际操作和动手能力层面的创新。像这样把创新能力进行细致划分后，学生便能够更深刻地体验到自己创新力和创造力的形成与提升。
（二）创造性思维
1、创造性思维的分类
创新能力的培养离不开创造性思维的支持，那么创造性思维又是如何形成的呢？当前人们对此类问题的研究仍在进行，尚未给出一个明确的、统一的答案，但就目前研究进展看，创造性思维一般被分成随意创造性思维和非随意创造性思维两类，这是基于创造性思维目标的明确性与否来进行划分的，或者也可以理解成是基于创造行为动机和目的来进行划分的。我们之所以要搞创新教育，强调培养学生的创新能力，其实就是为了满足社会发展需求，因此必须要有一定的行为目标。非随意创造性思维更多是需要进行后天培养的，需要更多的主观意识进行参与，当前教育教学在培养学生创新能力方面会更多关注此思维的形成。
2、创造性思维的结构
关于创造性思维的结构，当期更多是在研究创造性思维发展过程中涉及到的五个要素，即发散、形象、时间逻辑、辩证和横纵，每一种要素负责解决问题的类型是不一样的，严格来说，只有将这些要素全部习得后，才算是形成创新能力。当前人们将创造性思维结构看成是理解和掌握创造性思维的一把钥匙，甚至在某些地区的学校教育里将它作为对学生创新能力培养的总纲。
三、高中机器人教学中学生创新能力的具体培养方法分析
（一）基于发散思维的培养方法
关于发散思维，很多人喜欢称其为求异思维、多向思维，甚至是逆向思维，其实质是一样的。在高中机器人教学中培养学生的发散思维能力，需要将注意力放在思想层面上。本人比较主张的一种基于发散思想能力培养的教学模式是“问、想、说、写”，这里的“写”就是编程操作。具体来说，首先突出具体问题，让学生结合教学主题去进行相关内容的思考，过程中要懂得发挥想象，必要时，老师应给予一定的引导，而且还需要去借助之前学习过的信息技术知识；然后列举出问题的解决方案，并要求学生进行讨论；最后由老师进行总结归纳。“想”这个环节是整个教学的关键，其中老师的引导更为关键，因为这是对学生进行思维指引的最佳时机。一般比较常用的指引方法有：思维发散发、假设推测法、逆向思维法，针对不同的教学内容和问题要求，选择相应的方法，对提升学习质量和效果是很重要的。
（二）基于形象、直觉、时间逻辑思维的培养方法
形象思维、直觉思维、时间逻辑思维，这三类思维是学生学习必不可少的思维形式，它们之间并无明确的从属关系，也无高低层次之分，所以在教学中不可以将它们割裂开。相对于发散思维培养，形象、直觉、时间逻辑思维的培养会有些不同，因为我们的教学是机器人教学，会更多设计到计算机编程语言，而编程语言本身又是我们“人”很难理解，但机器很容易理解的一种语言，因此在高中机器人教学中着重培养学生形象、直觉、时间逻辑思维就显得很重要。比如我们要设计一个直立行走的机器人程序，最佳的参照物便是我们人本身，可以按照人类的行走习惯来进行编程，这个过程就需要更多的形象思维参与。但机器人毕竟与人不同，无论外观设计再怎样逼真，始终无法做到与人一模一样，这时候我们便需要更多地去借助直觉思维来对机器人的行为作出判断、猜想、设想。
（三）基于辩证思维的培养方法
相比其他几种思维，辩证思维本不属于人类的基本思维，事实上，对于高中生来说，在机器人教学中培养他们的辩证思维能力并不是最重要的，只不过当我们将创新能力的培养融入进教学中后，为了突破学生的创造性思维活动，通常会赋予这种思维能力某种程度的意义。在实际培养过程中，我们可以对教学内容或需要设计的机器人进行实例对比，又或者通过提供“残缺代码”来要求学生进行对比，让学生慢慢去认识对立统一观点。比如在研究机器人行走方式时，先给出两轮机器人的行走过程，再给出四轮机器人的行走过程，从“直线”和“转弯”两个角度去对比两种行走过程的优劣。然后，结合现实去思考是否会有一个这种的方案，既能使机器人行走得更稳、线路更直，又能实现在小空间内完成转弯。当学生能够认识到，无论哪种方法都不能做到十全十美后，以及针对具体环境去选择最合适的行走方式时，才能说明他们已经认识到什么叫对立统一了。
结束语：
创新能力是一个很宽泛的概念，并且创新教育光结合具体科目也是不够的。在机器人教学中去培养学生的创新能力，需首先对创新能力进行“解剖”，并且这种“解剖”还是需要针对机器人教学内容的“解剖”，要把创新能力不断具体化、细化，这样我们才能够更好地针对机器人教学所涉及的创新元素来对学生实施创新能力培养。
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]徐继元.机器人教学活动对培养中学生创新能力的价值研究[J].教育观察，2019,8(25):57-58.