机器人创意与高中物理.doc

机器人创意与高中物理教学山东邹城 王自猛 随着计算机等硬件条件的普及和信息技术教学的深入开展，机器人教学已经逐渐进入中小学。其中的机器人创意教学与高中物理教学有太多的相似甚至相同之处，它们在培养学生全方位的能力的方向是一致的，二者相辅相成，互相促进。笔者试从五个方面浅谈一下个人认识。一、思维能力培养机器人创意的重点在创意。一个创意的提出本身就需要学生结合逻辑思维与发散思维进行创新性创造性的思考，而为实现一个创意就需要学生进行一系列的深入思考，要不断地碰到一个又一个的实际问题，不断地解决一个又一个的矛盾，不断地评估、优化解决方案。整个创意从提出到实现，对于一个人的思维能力的提高作用自然不言而喻。退一步讲，即便创意没有能真正实现，其上述作用也同样实现了，同时还可以发现目前无法解决的问题，反而会激发人们更深入的思考。 而高中物理较初中内容加深，知识面加宽，难度加大，并且增加程度都很大。教材在编排上尽可能由浅入深，逐步培养学习的思维能力，教师在授课中更多地是以问题的形式引导学生不断思考，不断深入解决一个又一个的问题。整个高中物理学习的过程也就是一个思维能力不断快速提高的过程。二、系统化处理问题能力的培养机器人创意需要教师引导学生进行如下的系统流程：观察提出问题创意设想创意分类提出方案论证可行性改善方案方案实施发现新问题进一步改善方案继续方案完成方案检验创意实现程度总结优化方案汇总问题新的创意。一整个创意从提出到实现，需要很强的系统性处理问题的能力，在这一过程中对个人这方面能力的提高显然是极其巨大的。高中物理问题的处理流程：了解物理情境建立物理模型了解初始条件与边界条件分阶段分析物理过程提出解决办法分析结果合理性拓展提出新问题。显然这一流程同样是一个系统性”工程”，每完整地处理一次物理问题，对学生就是一次系统化处理问题能力的培养过程。三、实际操作能力的培养目前高中物理教学中一个较棘手的问题就是如何解决学生实际操作能力培养成效极低的问题。三年的高中物理学习，相当一部分学生甚至连基本的器材都不能正确使用，更不用说较复杂的实验设计用操作了，真有点类似于“哑巴英语”。而机器人创意教学中的实施阶段基本上没有现成的资料可直接使用，需要师生查阅大量的材料，自己思索，自己动手摸索体会，不断地在尝试中完成目标，自然地大大提高了操作能力。所以，在物理教学中，完全可以考虑借鉴机器人创意教学的”逼不得已”的做法，尽可能地放给学生自己去解决操作问题，一旦学生领悟了最基本的方式方法，一切实际问题再解决起来自然会水到渠成。另外，高中物理的实验探究课越来越多地使用计算机，如何更合理高效地使用它也就变得非常重要。而机器人创意就是以计算机为载体，让计算机去完成创意，本质就是要极其合理高效地使用计算机。高中物理教学在这方面可以从机器人创意借鉴到许多有价值的东西，而在创意及完成创意所须的程序外的东西，机器人创意可以从物理的角度多考虑科学合理高效性。四、分工合作与协调能力的培养前面已经提到机器人创意是个很复杂的系统工程，单独的个体想要去实现是极其困难的，必须要有团队的合理分工合作、紧密配合、顺畅的协调才能保证其顺利完成。所以一个创意的实现过程对所有参与者来说都是一次极好的锻炼分工合作与协调能力的机会。我校的教学采取学习小组的形式，引导学生们自主探究与小组合作探究相结合的方式学习。尤其是在物理学习中，对于较复杂问题的研究，小组合作的形式的优势发挥的淋漓尽致。而小组的活动运行当然少不了合理的分工合作与协调。五、情感、态度和价值观的培养高中物理无论是教材的编写还是教师的日常教学都无时无刻不在渗透着情感、态度和价值观的培养。比如通过物理史实让学生体会物理学家艰辛的探索过程中表现出来的坚毅，体会他们严谨的科学研究态度与科学的研究方法带给后人的启示，体会他们探究的乐趣与成功的喜悦带给后人的鼓舞；比如通过重新探究物理规律让学生体会物理距他们并不遥远，可以像科学家一样发现自然的规律，激发学生探知的欲望。机器人创意的实现是个复杂的系统工作，基本上完全靠艰辛的摸索，一点一点去靠近目标，有时甚至会遇到无解的问题而被迫转变方向。对于研究者，既是一项长时间的考验，更是一种锻炼，当创意最终