智能機(jī)器人課堂教學(xué)略談

謝衛(wèi)平

一、中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)開展的歷史背景和現(xiàn)狀

教育部于2003年4月正式頒布《普通高中技術(shù)課程（實(shí)驗(yàn)）標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》），首次在“通用技術(shù)”科目中設(shè)立了“簡易機(jī)器人制作”模塊，它是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的學(xué)習(xí)平臺(tái)、將機(jī)械傳動(dòng)與單片機(jī)的應(yīng)用有機(jī)組合的一個(gè)選修課程模塊。與此同時(shí)，新的高中課程標(biāo)準(zhǔn)在“信息技術(shù)”科目中也設(shè)立了“人工智能初步”選修模塊，邁出了我國高中階段開展人工智能教育的第一步。

目前各地中小學(xué)機(jī)器人教育主要有以下幾種形式：①由科協(xié)、電教館（站）等單位組織通過學(xué)校吸納機(jī)器人愛好者，由學(xué)校出資購買機(jī)器人器材，指導(dǎo)老師對(duì)學(xué)生培訓(xùn)一段時(shí)間后，代表學(xué)校或地區(qū)參加各種競(jìng)賽。目前由于教學(xué)條件的限制，大多數(shù)學(xué)校還處于這個(gè)階段；②把機(jī)器人作為中小學(xué)信息技術(shù)課程內(nèi)容的一部分，為此學(xué)科注入新的活力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和動(dòng)手實(shí)踐能力；③機(jī)器人教育以綜合實(shí)踐課程的方式進(jìn)入中小學(xué)課堂。由于機(jī)器人教育能從多方位多角度培養(yǎng)學(xué)生能力，因此在新課改背景下，此種方式使機(jī)器人教育更具頑強(qiáng)的生命力。

二、中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的目的

開展機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，可以開發(fā)學(xué)生的科學(xué)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)和提高學(xué)生接觸社會(huì)貼近生活的動(dòng)手能力，也借助機(jī)器人融合了多個(gè)領(lǐng)域、多種技術(shù)知識(shí)培養(yǎng)青少年綜合素養(yǎng)。活動(dòng)開展應(yīng)重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面入手：

1.了解機(jī)器人基本概況，揭開機(jī)器人的神秘面紗。讓學(xué)生了解機(jī)器人的基本概念、結(jié)構(gòu)體系、工作原理、機(jī)器人發(fā)展歷史和它在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用實(shí)例。通過程序的編寫和反復(fù)調(diào)試機(jī)器人，培養(yǎng)學(xué)生全面考慮問題的縝密邏輯思維素養(yǎng)，提高學(xué)生分析問題和解決問題的實(shí)際應(yīng)用能力。

2.加強(qiáng)能力素質(zhì)綜合發(fā)展，培養(yǎng)社會(huì)需求的復(fù)合型人才。激烈競(jìng)爭的今天呼吁未來接班人應(yīng)具備多種能力，機(jī)器人學(xué)科是一門交叉性極強(qiáng)的綜合性學(xué)科，它的興起為學(xué)生搭建了一個(gè)綜合能力培養(yǎng)的平臺(tái)，成為培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的一條有效途徑。

①培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。社會(huì)的進(jìn)步需要改革、創(chuàng)新，需要推陳出新。機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生富有創(chuàng)造性地搭建各種機(jī)器人以適應(yīng)快速高效地完成任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生點(diǎn)燃智慧的火花，從而鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，以提高他們的綜合素質(zhì)。

②培養(yǎng)學(xué)生的小組合作能力。機(jī)器人活動(dòng)牽涉到的內(nèi)容廣、工作量大，需要小組成員集思廣益、互相交流探討，對(duì)搭建過程中的問題進(jìn)行充分論證以獲得最佳方案。機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)中所需的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和互相之間的包容之心，不僅需要老師的言傳身教，更需這種真實(shí)體驗(yàn)，這比常規(guī)的教育方式更能震撼學(xué)生的心靈、更富有成效。

③培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變能力、堅(jiān)韌的毅力和情感體驗(yàn)。由于機(jī)器人的工作受設(shè)備性能、場(chǎng)地、接受信號(hào)等因素的影響，這就要求選手能臨場(chǎng)應(yīng)變，根據(jù)參賽現(xiàn)場(chǎng)的具體情況冷靜、沉穩(wěn)地搭建、編程、調(diào)試、修改以獲得最佳效果，指導(dǎo)老師在平時(shí)訓(xùn)練中要注重培養(yǎng)學(xué)生的臨場(chǎng)應(yīng)變能力和處理突發(fā)事件的能力。

三、機(jī)器人課堂教學(xué)的開展

機(jī)器人課堂教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生良好的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和綜合素養(yǎng)。基于機(jī)器人項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、制作具有綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)和探索性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此它與其他學(xué)科的課堂教學(xué)方法會(huì)有所不同。

1.建立學(xué)生為中心、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的開放式課堂。傳統(tǒng)的教學(xué)方式大多是教授學(xué)生“是什么”而不是“為什么”，我們不一定要在乎結(jié)果，但在這過程當(dāng)中其分析問題的能力、想象力、創(chuàng)造力及合作能力都會(huì)上一個(gè)新臺(tái)階。

2.改革評(píng)價(jià)體系，促進(jìn)學(xué)生體驗(yàn)成功的快樂。在機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐中，我們要改變以往的評(píng)價(jià)觀，要站得高、望得遠(yuǎn)，從多個(gè)角度、多層面看待學(xué)生，少在意功利性與結(jié)果，多注重學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的情感與價(jià)值觀，讓他們隨時(shí)收獲成功的喜悅。

3.建立“點(diǎn)、線、面”相結(jié)合與“三位一體”的教學(xué)模式。在取得社會(huì)、家長支持的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校實(shí)際，開展了豐富多彩的機(jī)器人教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)，逐步探索構(gòu)建了“社會(huì)-家庭-學(xué)校”三位一體的教育管理模式。

總之，中小學(xué)機(jī)器人教育是一個(gè)綜合創(chuàng)新的平臺(tái)，為學(xué)生創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)開辟了新的領(lǐng)域與空間。我們的教育工作者要借助這個(gè)教學(xué)平臺(tái)和載體，為全面提高和培養(yǎng)學(xué)生綜合能力而不懈努力，相信不久的將來一定會(huì)開創(chuàng)一個(gè)新局面。