機器人創新教育的探究

作為機器人教育的主角——智能機器人，涉及到信息技術的多個領域，它融合了機械、電子、傳感器、計算機軟件、硬件、多媒體技術、網絡技術、人工智能等多種先進技術。智能機器人作為中小學信息技術教育領域新載體的出現，不僅為新課程的實施創建了寬敞的空間，而且為培養學生的創新能力，提高課堂實效性，全面實施素質教育提供了一片新的沃土，使信息技術教育更全面的體現了信息技術的內涵。引進智能機器人的教學必將給信息技術課程增添新的活力，智能機器人會成為培養中小學生綜合能力、信息素養的優秀平臺。

一、機器人創新教育的研究現狀

我國的機器人教育可以說是起步較晚，全國青少年的第一次賽事是在1998年。教育部在2003年中小學電腦制作活動特意添加了機器人滅火比賽項目和機器人足球比賽項目。雖然起步晚，起點不高，卻在很短的時間里機器人活動風靡全國，各省市的近百萬人參與了機器人活動。從各地情況來看，較多的學校是以課外活動和各種興趣班、培訓班的模式開展機器人教學的。一般是由學校購買幾套器材，科技老師帶領幾個學生熟悉一段時間后，去參加一些機器人競賽。這種為了比賽而短期集訓學習機器人的學生往往無法深入學習，大部分學生都是懵懵懂懂、一知半解，能力無法從根本上得到鍛煉和提高。

為了充分地培養學生的動手能力、創新能力、綜合能力和協作能力，新營中學從2006年開始派專人去上海參加機器人創新教育的培訓。但因經費的問題，學校一直沒有購買機器人設備，直到今年暑假才大量購買了共60套機器人設備，供我們進行機器人的創新教學。

二、機器人創新教育的研究方法

1.組織參加科技創新活動，培養學生的學習興趣

現在每年的機器人活動有很多，比如有省科協組織的“山東省機器人大賽”、有中央電教館組織的青少年科技創新大賽等。每次通知下來，我都會組織同學們認真研讀比賽規則，由小組隊員自己制定機器人，并對機器人作品的設計思路進行闡述。這樣隊員們完全投入到這些活動中，有效提高了學生們的學習興趣，充分打開了想象之門，展現了學生的創造才華。在今年的山東省機器人大賽青島賽區，我校參加了機器人接力指定項目，并取得了較好的成績，并引起了媒體的關注，日照日報刊發了相關的圖片新聞。

當然，機器人活動不能簡單地看成是組織一次學生活動或參加一次競賽，而應該利用科學探究的方法去研究在機器人教育中學生的科學素養如何培養問題，以機器人教育為載體來提高學生的科學素養。并把在機器人教育中科學素養的培養內容和方法推廣到科技小發明等其他科技活動中。每周二、周四下午第四節課我們就組織同學們看科技講座，講座介紹了發明創造的一般過程、發明常用的幾種技法，青少年科技創新大賽的發展動態，以及在科技創新活動需要注意的問題，其中包括如何選題、設計制作自己的創新作品等。這種名師講座對于推動青少年科技活動的蓬勃開展，培養青少年的創新精神和實踐能力，提高青少年的科技素質，鼓勵優秀人才的涌現，起到了積極的推動作用。

2.交流合作，以老帶新

創新不是點，而是面，即關注全體學生。個人的創新離不開團隊的合作、不同人的合作之下，可能創新出極為重要的科學成果。發揮少數人的聰明才智并非創新的制勝法寶，創新需要更多地發揮團隊間的協作效應，整體的創新才可能持續。

隨著機器人活動開展的深入，成員越來越多，學習的時間又集中在一塊，加上不同興趣小組研究的課題不一樣，小組碰到解決不了的問題，教師無法及時解決，效率不高，老師也疲于奔命，針對這種情況，我們改變方式，采取以老帶新，交流合作，共同進步的方式，新的興趣小組有問題先跟老隊員小組討教，一般問題都可以得到妥善解決，老隊員也在幫助新隊員的過程中得到了鍛煉。對于確實解決不了的問題，再跟教師一起研究。采取這種方式后，教師的指導更加深入，更加有效。

3.加強學科整合，培養學生綜合素質

課堂教學都是圍繞教學目標進行的，機器人教學也要體現三維目標的要求。知識與技能方面，要讓學生了解和掌握機器人軟硬件知識，學會設計機械結構，并設計合適的程序，培養學生的探究能力和動手操作能力。

機器人教育融合了造型技術、機械、電子、傳感器、計算機軟件、硬件和人工智能等眾多先進技術。在教學實踐中，機器人教學涉及多個學科領域，簡單進行機器人教學，不但不利于學生知識橫向銜接，形成知識重復、交叉的現象，而且增加學生負擔。因此，結合新課程要求，實施了機器人教學與綜合實踐課程的整合，與研究性學習相結合，按照任務驅動、課題研究、實踐探究、創意設計等形式開展研究性作業、探究性學習活動，使智能機器人走進學生的學習和生活，為學生搭建了創造和發展的平臺。

三、機器人創新教育的的困惑與對策

1.沒有合適的配套教材

目前機器人教學的教材質量不高，大多屬于“產品說明書”或“用戶指南”式的，缺少課程與教學專家的參與和指導，很難適應教學的需要。我校根據學生的實際情況，自己編寫教材，注意教材的通用性、啟發性，同時還要考慮到可操作性。每節采用可實現的小任務，將機器人的知識分解到任務中去，讓學生在完成任務的過程中掌握相關的知識。

2.經費開支很大

要在學校開設智能機器人活動，需要購買機器人器材和活動場地等，這都需要數目不小的經費，并且每年全國比賽的場地都會有所變化，也就是說，不是一次性的投入，而是需要不斷地投入，這對于一所學校來說也是一個不小的開支。這也是制約這項活動開展的最主要的原因。對此，我們主要從兩方面解決。一方面，是盡量利用現有的機器人器材制作創新作品，在創新賽上多出成績，與學校領導溝通也就比較容易，學校看到了效益，也愿意加大投入。另一方面，是鼓勵家境條件好的同學，提供活動場地。

3.小組活動隊伍不穩定

由于機器人還沒納入正常的課堂教學，機器人興趣小組的活動時間也就沒有保障，經常跟其他的課程活動產生沖突時，機器人興趣小組的活動就只能暫停。同時，還有部分同學參加機器人興趣小組的目的就是為了參加比賽，當比賽獲得較好名次后就不再參加機器人興趣小組活動，把精力放在文化課的學習上了。興趣小組的活動很難進一步深入展開。為了解決活動時間少的問題，我校專門安排機器人活動放在周末休息時間，使興趣活動得以順利開展。對于部分學習較忙，在機器人方面有特長的學生，又有了好的選題的同學，給予更多的自由。

機器人活動知識覆蓋面廣、能力鍛煉多樣、情感體驗豐富，受到越來越多的師生歡迎，正向廣大師生的普及。機器人創新教育必將為我國的素質教育做出應有的貢獻。