創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力，也是中華民族引以為榮的稟賦。創(chuàng)新依賴于實(shí)干，實(shí)干展現(xiàn)著創(chuàng)新。創(chuàng)造力的培養(yǎng)與提升離不開(kāi)實(shí)踐，特別是基于真實(shí)情境的實(shí)踐。創(chuàng)新人才培養(yǎng)不獨(dú)指對(duì)少數(shù)天才學(xué)生的培養(yǎng)，更指培養(yǎng)每個(gè)學(xué)生具有創(chuàng)新思維、創(chuàng)造精神的教育實(shí)踐，營(yíng)造創(chuàng)新創(chuàng)造的氛圍，對(duì)創(chuàng)新抱有積極肯定的態(tài)度?；A(chǔ)教育階段是學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)發(fā)展的關(guān)鍵期，人工智能的合理應(yīng)用對(duì)學(xué)生創(chuàng)造力培養(yǎng)有積極推動(dòng)作用。為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力，筆者研讀文獻(xiàn)并結(jié)合校情、學(xué)情，以六年級(jí)人工智能單元為例，借助智能機(jī)械臂增加教學(xué)資源，科學(xué)設(shè)置情境，采取“四趣”策略引導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐，在數(shù)字化教學(xué)中滲透創(chuàng)新意識(shí)，以期總結(jié)出具有普適性的創(chuàng)造力培養(yǎng)策略。

一、創(chuàng)造力培養(yǎng)的現(xiàn)狀與分析

（一）創(chuàng)新意識(shí)較弱

筆者查閱文獻(xiàn)資料并進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大部分六年級(jí)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)于科技自主可控創(chuàng)新和原始創(chuàng)新的重要性知之甚少。殊不知，原始創(chuàng)新對(duì)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展、對(duì)國(guó)力增強(qiáng)都相當(dāng)重要。

（二）行動(dòng)力不強(qiáng)

六年級(jí)學(xué)生既保有小學(xué)生的天真，又有類似初中生的半成熟。對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，時(shí)而夸夸其談但不知如何下手，時(shí)而閉口不語(yǔ)悶頭生氣。殊不知，長(zhǎng)期保持這樣的行為習(xí)慣會(huì)導(dǎo)致創(chuàng)造力退化。

（三）問(wèn)題應(yīng)對(duì)無(wú)序

絕大多數(shù)六年級(jí)學(xué)生能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在教師引導(dǎo)下也能準(zhǔn)確描述問(wèn)題，但在解決問(wèn)題的過(guò)程中容易鉆死胡同，多次嘗試后便宣告失敗。殊不知，發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，并不是緊挨著的兩點(diǎn)，而是道路的兩端，需要采取有效的策略才能破解。

對(duì)此，筆者經(jīng)過(guò)調(diào)查與分析，發(fā)現(xiàn)在人工智能教學(xué)中，很多學(xué)生只能靠聯(lián)想作出反饋，缺乏基于真實(shí)情境的實(shí)踐。筆者對(duì)部分學(xué)生進(jìn)行調(diào)查，對(duì)部分教師進(jìn)行訪談，發(fā)現(xiàn)不少教師在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力方面缺少有效的策略指導(dǎo)。

為此，筆者將以智能機(jī)械臂為載體，拓寬教學(xué)渠道、充實(shí)教學(xué)資源，旨在通過(guò)真實(shí)情境下的實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。同時(shí)，在該教學(xué)過(guò)程中探索六年級(jí)學(xué)生創(chuàng)造力培養(yǎng)策略。

二、數(shù)字素養(yǎng)視角下創(chuàng)造力培養(yǎng)的目標(biāo)與框架設(shè)計(jì)

創(chuàng)造力是智能時(shí)代必備的競(jìng)爭(zhēng)力之一，更是數(shù)字素養(yǎng)的要求。在理論框架構(gòu)建上，筆者細(xì)致地規(guī)劃了創(chuàng)造力培養(yǎng)的路徑，強(qiáng)調(diào)了細(xì)化目標(biāo)和打磨框架的重要性。

（一）細(xì)化創(chuàng)新目標(biāo)，觀測(cè)學(xué)生創(chuàng)造力

筆者將創(chuàng)造力目標(biāo)具體化為喜歡思考、勇于嘗試、融會(huì)貫通、保持動(dòng)力四個(gè)維度，并在每個(gè)維度下列舉了具體行為指標(biāo)（見(jiàn)表1），為評(píng)估和提升學(xué)生的創(chuàng)造力提供了清晰的指引。

（二）打磨研究框架，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力

為研究如何培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力，筆者經(jīng)過(guò)反復(fù)打磨，確定了目前最符合自身學(xué)校實(shí)際的創(chuàng)造力培養(yǎng)策略，研究?jī)?nèi)容與框架如圖1所示。

筆者以“趣”為核心，在四個(gè)不同的階段分別衍生出存在遞進(jìn)關(guān)系的“探”“激”“思”“增”。這四個(gè)階段相互關(guān)聯(lián)、層層遞進(jìn)，形成了一個(gè)完整的創(chuàng)造力培養(yǎng)體系。

三、應(yīng)用“四趣”策略和數(shù)字技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力

以“數(shù)字咖啡屋”實(shí)踐活動(dòng)為例，筆者以“趣”為核心，組織“探趣”“激趣”“思趣”“增趣”活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生深入實(shí)踐。

（一）探趣：虛實(shí)結(jié)合跨學(xué)科學(xué)習(xí)點(diǎn)燃學(xué)生好奇心與興趣

在探趣階段，筆者利用數(shù)字化教學(xué)資源，如騰訊文檔協(xié)作平臺(tái)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等，激發(fā)學(xué)生對(duì)創(chuàng)造活動(dòng)的好奇心與興趣，引導(dǎo)學(xué)生參與虛擬世界的探索活動(dòng)，鼓勵(lì)他們跨學(xué)科借鑒和創(chuàng)新性思考，從而發(fā)現(xiàn)并提出新的想法和解決方案。

1.參考其他學(xué)科——借鑒思維

在探趣階段，筆者鼓勵(lì)學(xué)生了解更多的科技前沿，如科技領(lǐng)域最新研究成果，如何利用人工智能技術(shù)優(yōu)化客戶體驗(yàn)。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生跳出傳統(tǒng)的思維框架，借鑒其他學(xué)科的知識(shí)和方法來(lái)開(kāi)闊設(shè)計(jì)思路。例如，在“數(shù)字咖啡屋”的設(shè)計(jì)中，學(xué)生不僅利用了美術(shù)和編程的知識(shí)，而且積極借鑒了數(shù)學(xué)、物理等其他學(xué)科知識(shí)。

2.培育這顆種子——?jiǎng)?chuàng)新思維

筆者借助故事、實(shí)例，激發(fā)學(xué)生對(duì)創(chuàng)建一個(gè)與眾不同且具有前瞻性的“數(shù)字咖啡屋”的熱情。筆者鼓勵(lì)學(xué)生從顧客的角度出發(fā)，思考如何設(shè)計(jì)一個(gè)既實(shí)用又有趣的“數(shù)字咖啡屋”，引導(dǎo)學(xué)生想象如果“數(shù)字咖啡屋”能夠“說(shuō)話”，它會(huì)如何與客人互動(dòng)。

3.播撒這些種子——發(fā)散思維

在探趣階段的最后一步，筆者鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展頭腦風(fēng)暴，盡可能多地設(shè)想各種可能的應(yīng)用場(chǎng)景和功能特性，如利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓顧客在家“游覽”咖啡館并預(yù)訂飲品等。這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生不僅可以了解同伴的思路和方法，而且可以發(fā)掘潛在的創(chuàng)新點(diǎn)子。這樣，學(xué)生發(fā)散思維不僅讓他們看到了問(wèn)題的多個(gè)方面和多種解決方案，而且學(xué)會(huì)了如何從不同的角度看待問(wèn)題并提出創(chuàng)新性解決方案。

（二）激趣：從平面設(shè)計(jì)到三維數(shù)字建模激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐熱情

激趣是創(chuàng)造力培養(yǎng)的關(guān)鍵一環(huán)，旨在通過(guò)一系列活動(dòng)和實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情和實(shí)踐動(dòng)力。此階段，筆者引導(dǎo)學(xué)生使用設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，讓他們利用四年級(jí)時(shí)學(xué)習(xí)使用的3D建模軟件Paracraft，將創(chuàng)意以數(shù)字化形式呈現(xiàn)。

1.調(diào)查研究——尋找科學(xué)依據(jù)

在激趣階段之初，筆者引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研和用戶需求分析。學(xué)生參與問(wèn)卷調(diào)查，訪談行業(yè)專家，實(shí)地考察，深入了解了當(dāng)前咖啡市場(chǎng)的現(xiàn)狀和用戶需求，以及組成要素、設(shè)備和關(guān)鍵技術(shù)等。學(xué)生參與調(diào)查活動(dòng)不僅對(duì)咖啡行業(yè)有了更深刻的認(rèn)識(shí)，而且為后續(xù)設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。

2.方案設(shè)計(jì)——融合創(chuàng)意制圖

基于前期研究，學(xué)生對(duì)已有信息、材料等進(jìn)行重組，提出解決方案，從而為產(chǎn)品設(shè)計(jì)做好準(zhǔn)備。此階段，筆者鼓勵(lì)學(xué)生充分發(fā)揮自己的創(chuàng)意和想象力，將心中的“數(shù)字咖啡屋”借助圖紙呈現(xiàn)出來(lái)。學(xué)生運(yùn)用繪圖軟件繪制了“數(shù)字咖啡屋”的平面圖、立體圖等，將自己的創(chuàng)意可視化。同時(shí)，筆者組織學(xué)生召開(kāi)創(chuàng)意分享會(huì)，讓他們互相交流設(shè)計(jì)理念和創(chuàng)意點(diǎn)子，進(jìn)一步激發(fā)創(chuàng)新思維。

3.創(chuàng)新實(shí)踐——實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意造物

學(xué)生設(shè)計(jì)完方案后，進(jìn)入創(chuàng)新實(shí)踐階段。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸取餐，學(xué)生借助機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別和精準(zhǔn)抓取功能。在這一過(guò)程中，學(xué)生學(xué)會(huì)了如何運(yùn)用新技術(shù)和工具進(jìn)行創(chuàng)新實(shí)踐，同時(shí)他們創(chuàng)新思維得以直接驗(yàn)證和升華。

（三）思趣：利用數(shù)據(jù)分析工具支持學(xué)生深度思考

在思趣階段，創(chuàng)造力培養(yǎng)的核心在于教師引導(dǎo)學(xué)生反思、實(shí)驗(yàn)、互動(dòng)以深化他們對(duì)創(chuàng)新概念的理解，并在深度反思和創(chuàng)意碰撞中進(jìn)一步拓展和完善創(chuàng)意和想法。在這個(gè)階段，筆者引入了數(shù)據(jù)分析工具，讓學(xué)生分析測(cè)試數(shù)據(jù)，如用戶滿意度、機(jī)械臂抓取成功率等，幫助學(xué)生科學(xué)評(píng)估項(xiàng)目成果。同時(shí)，建立數(shù)字化反饋系統(tǒng)，讓學(xué)生在項(xiàng)目完成后，通過(guò)在線平臺(tái)提交作品，接收多方評(píng)價(jià)與建議，實(shí)現(xiàn)快速迭代優(yōu)化。

1.體驗(yàn)測(cè)試——承擔(dān)錯(cuò)誤

體驗(yàn)測(cè)試是“數(shù)字咖啡屋”實(shí)踐活動(dòng)思趣階段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作來(lái)檢驗(yàn)產(chǎn)品可行性和實(shí)用性。在這一過(guò)程中，學(xué)生不可避免地遇到各種問(wèn)題，如系統(tǒng)的用戶體驗(yàn)不佳、技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度超出預(yù)期等。承擔(dān)錯(cuò)誤是通往成功的必經(jīng)之路，學(xué)生只有勇敢地承擔(dān)，并努力尋找解決問(wèn)題的方法，才能完善作品。也只有這樣學(xué)生才能增強(qiáng)責(zé)任感，提高解決問(wèn)題的能力。

2.分享交流——接受批評(píng)

分享交流是思趣階段的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)。此環(huán)節(jié)，學(xué)生將自己的作品和想法展示給其他同學(xué)，并接受他們的評(píng)價(jià)和建議，將更全面的想法填寫在結(jié)構(gòu)化反饋（PDQ）表中。通過(guò)分享交流，學(xué)生汲取了新的靈感，在傾聽(tīng)他人意見(jiàn)的同時(shí)，虛心接受批評(píng)。這有助于學(xué)生更加客觀地看待自己的作品和想法，從而不斷完善和提升自己。

（四）增趣：技術(shù)與思維升級(jí)為學(xué)生創(chuàng)新增加動(dòng)力

在增趣階段，筆者加入在線社區(qū)，讓學(xué)生在更廣闊的平臺(tái)上分享成果和創(chuàng)新想法，以持續(xù)激發(fā)創(chuàng)新熱情。同時(shí)，利用數(shù)字化項(xiàng)目管理工具Teambition跟蹤團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目活動(dòng)進(jìn)展，并引導(dǎo)他們思考如何將AI技術(shù)與咖啡文化結(jié)合以提供更具創(chuàng)新性的產(chǎn)品和服務(wù)，鼓勵(lì)他們通過(guò)在線協(xié)作和資源共享來(lái)維持和發(fā)展他們的創(chuàng)新項(xiàng)目。

1.持續(xù)研究——激發(fā)內(nèi)在動(dòng)機(jī)

開(kāi)完作品發(fā)布會(huì)不代表結(jié)束，而是開(kāi)始。學(xué)生深切體會(huì)到，在人工智能時(shí)代，產(chǎn)品的更新有多迅猛。每個(gè)項(xiàng)目都是可以不斷深化和擴(kuò)展的研究課題。例如，學(xué)生覺(jué)得制作好的咖啡可以改用傳送帶自主派發(fā)。為實(shí)現(xiàn)新的創(chuàng)意，學(xué)生就要注意傳送帶的速度和時(shí)間，將分揀和智能小車的通信模塊在使用前進(jìn)行配對(duì)。

2.發(fā)展觀點(diǎn)——延遲滿足

筆者引導(dǎo)學(xué)生從已參與的活動(dòng)中發(fā)展自己的觀點(diǎn)。例如，在筆者引導(dǎo)下，學(xué)生發(fā)現(xiàn)該項(xiàng)目的成果可以遷移到垃圾智能分類系統(tǒng)、智能物流系統(tǒng)、智能售貨機(jī)等。智能物流系統(tǒng)包括貨物上料、識(shí)別分揀卸貨和貨物打包配送三個(gè)任務(wù)，針對(duì)其中第一、第二個(gè)任務(wù)就可以有效遷移與拓展。

3.游戲精神——保持不竭動(dòng)力

在“數(shù)字咖啡屋”實(shí)踐活動(dòng)中，筆者設(shè)計(jì)了一些富有競(jìng)爭(zhēng)性或協(xié)同性的任務(wù)。例如，小組之間比拼誰(shuí)的“數(shù)字咖啡屋”設(shè)計(jì)方案更受歡迎。筆者通過(guò)設(shè)置評(píng)價(jià)系統(tǒng)，讓每項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新都能對(duì)應(yīng)一定的積分獎(jiǎng)勵(lì)，以此激發(fā)學(xué)生的積極性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。同時(shí)，也鼓勵(lì)學(xué)生在游戲中找到樂(lè)趣，將挑戰(zhàn)視為進(jìn)步的動(dòng)力，始終保持對(duì)創(chuàng)新工作的熱情，持續(xù)投入。

四、智能時(shí)代創(chuàng)造力培養(yǎng)的實(shí)效與經(jīng)驗(yàn)

筆者采取“四趣”策略并應(yīng)用人工智能等技術(shù)開(kāi)展數(shù)字化教學(xué)，提高了學(xué)生的創(chuàng)造力。數(shù)字化教學(xué)不僅為學(xué)生提供了更多的學(xué)習(xí)資源和創(chuàng)新空間，而且有助于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣和動(dòng)力。近三年，筆者所在學(xué)校積極組織學(xué)生參加校外活動(dòng)，獲得不少獎(jiǎng)項(xiàng)：全國(guó)性創(chuàng)新創(chuàng)造競(jìng)賽累計(jì)獲獎(jiǎng)2人次，省級(jí)獲獎(jiǎng)17人次，其中，參與全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐大賽獲一等獎(jiǎng)，參與浙江省機(jī)器人挑戰(zhàn)賽獲小學(xué)組二等獎(jiǎng)等。學(xué)生不僅在合作意識(shí)、獨(dú)立思考、跨學(xué)科融合等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，而且在自我驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新思維和持之以恒的精神面貌上有積極而顯著的變化。

（一）自主探究，創(chuàng)設(shè)主題

六年級(jí)學(xué)生已有合作意識(shí)，具備獨(dú)立思考能力，同時(shí)又追求個(gè)性化。學(xué)生在一定程度上可以自主建隊(duì)，創(chuàng)設(shè)主題，研究創(chuàng)造。一學(xué)年內(nèi)，學(xué)生將課內(nèi)所學(xué)進(jìn)行遷移應(yīng)用，不斷輻射，課外則自主開(kāi)發(fā)更多有趣的作品。學(xué)生共同設(shè)計(jì)并研究過(guò)的主題活動(dòng)累計(jì)32項(xiàng)。

（二）喜歡思考，留有痕跡

學(xué)生是好動(dòng)的，尤其是遇到好玩的實(shí)踐操作，這是他們的優(yōu)勢(shì)。但是，如果僅僅停留在操作層面，容易“玩物喪志”。除了產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，教師還要利用各種圖文材料（工具），讓學(xué)生那有趣的靈魂留下痕跡，如項(xiàng)目操作手冊(cè)、KWL表、階段分析表、行為觀察清單等。

（三）融會(huì)貫通，保持動(dòng)力

在玩轉(zhuǎn)人工智能時(shí)，學(xué)生借助機(jī)械臂及其配套的末端工具，有效模擬人手的操作。例如，對(duì)于表面光滑的物品，學(xué)生會(huì)使用吸盤，利用大氣壓強(qiáng)使真空吸盤和物體吸附在一起，再通過(guò)編程，將物品從起始點(diǎn)移到目的地。對(duì)于表面不規(guī)則的物品，學(xué)生會(huì)使用柔性手爪，模擬人類手指并利用摩擦原理，將物體抓取到合適的位置釋放。為了使活動(dòng)更豐富、更精彩，學(xué)生還會(huì)自制道具。例如，學(xué)生利用“機(jī)械臂+柔性手爪+DIY獎(jiǎng)品包裝”自制抓獎(jiǎng)品機(jī)。筆者編寫項(xiàng)目操作手冊(cè)，采用“四趣”策略開(kāi)展教學(xué)有條不紊完成了產(chǎn)品的制作，并“兜售”給其他學(xué)科教師使用。

（四）傾向測(cè)量，特質(zhì)明顯

學(xué)生有趣的靈魂還體現(xiàn)在項(xiàng)目活動(dòng)外，分析“威廉斯創(chuàng)造力傾向測(cè)量表”后發(fā)現(xiàn)：學(xué)生的好奇心這個(gè)特質(zhì)在研究前后一直保持高分，這是很寶貴的資源，需要努力保護(hù)；冒險(xiǎn)性、挑戰(zhàn)性是研究前后差距最大的特質(zhì)，說(shuō)明學(xué)生參與實(shí)踐活動(dòng)更趨于冒險(xiǎn)、勇于挑戰(zhàn)未知，遇到挫折與批評(píng)更有韌性，這也說(shuō)明他們更加信任同伴、更加信任自己；想象力的豐富度還有待改善，這給后續(xù)教學(xué)研究指明了方向。

筆者分析各組四位成員的個(gè)人雷達(dá)圖發(fā)現(xiàn)，組長(zhǎng)的變化是最明顯的。雖然一開(kāi)始，組長(zhǎng)表現(xiàn)并不突出，但是每個(gè)階段他都會(huì)有明顯提升，這在一定程度上說(shuō)明，責(zé)任與擔(dān)當(dāng)在創(chuàng)造力提升過(guò)程中占有一定的地位。小組其他成員雖有提升，但是每個(gè)階段的測(cè)試結(jié)果存在疊加現(xiàn)象，在完成3個(gè)項(xiàng)目后呈現(xiàn)出停滯不前的狀態(tài)，甚至有成員出現(xiàn)回落現(xiàn)象，這在一定程度上說(shuō)明，項(xiàng)目過(guò)程中學(xué)生比較團(tuán)結(jié)，能夠?qū)Ｗ⒂陧?xiàng)目活動(dòng)，但是一旦結(jié)束似乎就停止了，延續(xù)性、驅(qū)動(dòng)力、自主性還有待加強(qiáng)。

人工智能時(shí)代，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力是一項(xiàng)緊迫而重要的任務(wù)。筆者愿意和同仁一道繼續(xù)深化“四趣”策略的研究與實(shí)踐，探索更多有效的創(chuàng)造力培養(yǎng)方法，為培養(yǎng)新時(shí)代的創(chuàng)新人才貢獻(xiàn)力量。

（作者周嬌蓉系浙江省杭州市安吉路教育集團(tuán)新天地實(shí)驗(yàn)學(xué)校教師；王盛之系浙江省杭州市安吉路教育集團(tuán)校長(zhǎng)、正高級(jí)教師、特級(jí)教師）

責(zé)任編輯：祝元志