人工智能機器人進小學課堂的實驗研究

目前，隨著計算機通信技術的快速發展，我們已經進入了人工智能信息化時代，尤其是最近的十幾年，人工智能機器人已經成為智能時代的重要標志。智能機器人技術融合了電子、造型、傳感器、機械、軟件和人工智能等技術，充分體現了當今信息技術多項領域的先進技術，是信息技術的重要內容。目前，人工智能機器人已經廣泛應用于軍事、醫療、衛生、教育等眾多領域。鑒于智能機器人的重要性，我國各省市在國家課程標準指導下已將智能機器人編入中小信息技術教材之中，但由于機器人軟硬件以及教學環境的缺發，目前大部分地區無法正常開展智能機器人的教學活動。

一、人工智能機器人

隨著信息技術以及人工智能技術的迅猛發展，機器人無論是在技術上還是在外形上都顯著提高，并且，不斷的進行功能延伸。將具有感覺、思考、決策和動作能力的系統稱為智能機器人，這是一個概括的、含義廣泛的概念。這一劃時代的概念產生，為機器人技術的發展，也為信息技術的發展，拓開了巨大的想象空間和新的創造天地。智能機器人是信息技術發展的前沿領域，是一門具有高度綜合滲透性、前瞻未來性、創新實踐性的學科，蘊涵著極其豐富的教育資源。

二、機器人教學的教學現狀

2000年，機器人教學處于起步階段，第一屆“廣茂達杯”中國智能機器人大賽在長沙舉行。其目的是刺激機器人新技術的發展；鼓勵年輕學生投身機器人技術。2002年，機器人競賽得到了進一步的發展。2003年，機器人競賽達到熱潮。2004到2009年，機器人競賽成為了主流，第四屆至第九屆中國青少年機器人競賽分別在河南、廣西、陜西、云南、重慶、湖南、青海舉行，競賽規模不斷擴大，規格不斷提高，經驗不斷豐富，成績不斷攀升。同時，第五屆至第十屆“廣茂達杯”中國智能機器人大賽也取得了豐厚的成績。2011年廣東省的虛擬機器人競賽，全省共有12個地市和順德區報名參賽，參賽隊伍106支，參賽學生148人。比賽形式新穎，要求學生現場編寫虛擬足球比賽和虛擬滅火比賽的程序，然后進行投影演示，所有的同學都可以觀看和學習。2012年的“樂博杯”青少年機器人世界杯中國競賽在西安舉行，匯聚了眾多的參賽者。同學們秉著重在參與、學習交流的態度，經過兩天緊張激烈的比賽，比賽成績優異，涌現了一大批優秀的編程人員。其中最為突出的是興圍小學代表隊，他們突出重圍贏得了冠軍，即將代表中國隊去墨西哥參加世界級機器人大賽。

機器人競賽已成為國內科技、教育界一致認同的一項青少年科技創新的重要賽事，作為一項富有時代性、創新性、參與性和普及性，適應當代青少年需求，深受當代青少年歡迎的智力開發活動，在全國各地產生了廣泛的社會影響。

三、存在的問題

（一）教學方面

1、智能機器人缺少科學、可行、實效的教學目標。按照學制的階段性劃分不明確，存在重復學校相同知識的現象，從而導致機器人教材特色不明顯。

2、智能機器人教育往往沒有固定的教學設計和規劃。導致許多教學只能按照產品使用說明書進行教學，不能按照學生接受能力有秩序的開展知識體系教學。

3、目前學校教育使用的機器人很紛雜，缺少規范。并且絕大部分并不兼容，開放度低。還有就是教學用機器人單機價格偏高原因是銷售數量上不去，導致廠商只能太高價格。

（二）教育資源方面。由于我國各省市之間的貧富差距不斷加大，從而導致在教育資源投入方面也是參差不齊，很多欠發達地區軟硬件教學設備都嚴重不足，智能機器人的教學活動很難正常開展。

四、改進措施

（一）資源環境建設方面。積極探索信息技術條件下人工智能機器人進課堂教育環境的構建策略。建立完善系統的小學教育人工智能機器人進課堂資源的開發、應用的管理運行機制。同時，應該加大對中小學智能機器人教學資源投入力度，以確保所有孩子都能夠享受到同等級的教學資源。

（二）學科教學方面。對于小學的人工智能機器人教學工作來講，教師的培訓工作應該是非常重要的。由于目前該門學科在小學教學當中仍屬于一種新型的學科，相關教師之前并沒有進行系統的學習過相關理論，同時，實踐經驗也是嚴重不足。因此，這就無形中增加了教師的教學難度，因此，對教師進行適當的教學培訓是十分必要的。

目前，我國開展的“校校通”工程已經在全國的中小學基本完成，各地區小學已經具備了計算機房，而開展機器人教學工作還需要進一步購置教學使用的機器人，從而建立起以信息技術為核心的現代化教學環境，即“機器人”實驗室。另外，教學資源的進一步開發與收集也是一項關鍵任務。學校可以統一添置一批有關機器人的教學信息資源，例如：教學光盤、教學軟件等等。同時，還可以充分利用網絡資源收集相關的機器人教學課件，教案等。豐富教師教學參考資料。

開展以“人工智能機器人進課堂”為主題的課堂教學實踐，使學生了解人工智能的基本概念和特點，知道人工智能對人類學習、生活的重要作用，獲得對信息技術前沿應用的初步了解，感受人工智能的豐富魅力，激發對技術發展與未來生活的向往和追求根據課堂教學配備的機器人。開展搭建、程序設計、任務挑戰等綜合性的機器人競賽，通過競賽培養學生的動手能力、思維能力、合作能力、創新和進取精神，激發學生的興趣，促進機器人課堂教學。

【作者單位：桂林市秀峰區教育局教研室 廣西】