機(jī)器人教育在中小學(xué)的應(yīng)用初探

魏嘯天

摘要：本文在闡述機(jī)器人對(duì)中小學(xué)生培養(yǎng)意義的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)例，對(duì)機(jī)器人教育在中小學(xué)信息技術(shù)中的應(yīng)用作了嘗試性探索。

關(guān)鍵詞：中小學(xué)；機(jī)器人教育；信息技術(shù)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2016）06-0101-02

中小學(xué)智能機(jī)器人教育現(xiàn)狀

1.課程標(biāo)準(zhǔn)中提出了培養(yǎng)目標(biāo)

在《義務(wù)教育階段信息技術(shù)課程綱要》中，各個(gè)學(xué)段都對(duì)機(jī)器人教學(xué)目標(biāo)有明確的要求。這些課程目標(biāo)的設(shè)置，意味著我國(guó)的人工智能教育在大眾化、普及化層面躍上了一個(gè)新的臺(tái)階。

2.中小學(xué)機(jī)器人競(jìng)賽及教學(xué)狀況

開展各種展示和競(jìng)賽活動(dòng)是普及機(jī)器人教育的一個(gè)重要途徑。國(guó)際上最早的機(jī)器人競(jìng)賽可追溯到20世紀(jì)末，我國(guó)機(jī)器人競(jìng)賽的起步較國(guó)際比賽稍晚幾年。近年來，國(guó)內(nèi)機(jī)器人競(jìng)賽發(fā)展迅速，比賽規(guī)則和項(xiàng)目也逐步與國(guó)際接軌。

近幾年，在沿海發(fā)達(dá)地區(qū)，如上海、廣東、浙江、江蘇等許多有條件的中小學(xué)校相繼開展了機(jī)器人教學(xué)研究，教學(xué)成果顯著。通過多年的摸索，參加教學(xué)實(shí)驗(yàn)的教師得出了普遍結(jié)論：智能機(jī)器人進(jìn)入中小學(xué)課堂完全可行，而且效果顯著。

在機(jī)器人教學(xué)開展中存在的問題分析

雖然機(jī)器人教育已經(jīng)越來越被人們所關(guān)注，機(jī)器人的各項(xiàng)活動(dòng)在中小學(xué)校中得到一定程度的開展，但存在的問題也不容忽視。

1.機(jī)器人教育偏離教學(xué)目標(biāo)

機(jī)器人競(jìng)賽的目的，一是為了推動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，二是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。但目前國(guó)內(nèi)的競(jìng)賽對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的重視還不夠，在機(jī)器人競(jìng)賽日趨白熱化的情況下，機(jī)器人的教學(xué)逐漸偏離了其原來的方向。機(jī)器人教學(xué)受投入經(jīng)費(fèi)過少、過于重視競(jìng)賽成績(jī)、師資力量不夠等諸多因素的影響，教學(xué)內(nèi)容變成以競(jìng)賽為主，教學(xué)對(duì)象變得“小眾化”，似乎機(jī)器人教學(xué)只為了競(jìng)賽而存在和發(fā)展。

2.缺乏科學(xué)規(guī)劃與教學(xué)設(shè)計(jì)

目前機(jī)器人教學(xué)的“教材”質(zhì)量不高，大多屬于“產(chǎn)品說明書”或“用戶指南”式的，缺少課程與教學(xué)專家的參與和指導(dǎo)。開展機(jī)器人教學(xué)的形式也多以課外活動(dòng)、興趣小組和不同類型的競(jìng)賽為主，沒有充分發(fā)揮智能機(jī)器人的潛在教育教學(xué)價(jià)值。

3.教育機(jī)器人產(chǎn)品缺少規(guī)范

教育機(jī)器人的品牌十分繁雜，雖有不同的特色，但大多自成體系，互不兼容，開放度低。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)的教育機(jī)器人產(chǎn)品有近20種，其中常見的產(chǎn)品如下頁表所示。但能適應(yīng)不同學(xué)段、教學(xué)適用性強(qiáng)、性價(jià)比高的教育機(jī)器人產(chǎn)品仍然比較匱乏。

4.師資力量的匱乏

就目前已開展智能機(jī)器人教育的學(xué)校來看，其主要的指導(dǎo)教師就是信息技術(shù)教師。智能機(jī)器人教育涉及多個(gè)學(xué)科的知識(shí)，知識(shí)面比較寬廣，最核心的是電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)知識(shí)及其綜合應(yīng)用。但由于沒有專門的機(jī)器人教育專業(yè)，這使得我國(guó)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域在機(jī)器人方面的師資嚴(yán)重不足。

規(guī)范機(jī)器人教育的可行策略

1.加強(qiáng)教師師資力量的培訓(xùn)

為使機(jī)器人的教育從“小眾化”競(jìng)賽逐漸向課堂教學(xué)普及，需要通過多種手段加強(qiáng)教師培訓(xùn)。一方面，通過培訓(xùn)使教師具備機(jī)器人教學(xué)能力；另一方面，觀念的革新更為重要，通過相關(guān)的培訓(xùn)，使教師認(rèn)識(shí)到機(jī)器人教學(xué)本身所能帶來的效果。各中小學(xué)都應(yīng)培訓(xùn)一支強(qiáng)有力的師資隊(duì)伍，才能使機(jī)器人課程成為中小學(xué)教育的有效組成部分。

2.將機(jī)器人教育與當(dāng)前的基礎(chǔ)課程相結(jié)合

在九年制義務(wù)教育階段，機(jī)器人教育可通過相關(guān)的國(guó)家課程——信息技術(shù)、綜合實(shí)踐活動(dòng)等，地方課程——科技活動(dòng)等來實(shí)施；高中階段可通過通用技術(shù)、信息技術(shù)、研究性學(xué)習(xí)、科技活動(dòng)等課程來實(shí)施。而通用技術(shù)課程中的“簡(jiǎn)易機(jī)器人制作”選修模塊，則是學(xué)生在高中階級(jí)接受機(jī)器人教育的最好途徑。

3.探索機(jī)器人教育與其他課程內(nèi)容整合

機(jī)器人教育的內(nèi)容非常豐富，如果局限在一門課程內(nèi)，學(xué)生習(xí)得的知識(shí)就會(huì)片面、不完整，如果能和其他課程內(nèi)容整合在一起，學(xué)生所學(xué)的知識(shí)就會(huì)更加全面、生動(dòng)、有趣。

例如，有關(guān)認(rèn)識(shí)機(jī)器人的教學(xué)內(nèi)容——機(jī)器人的概念、機(jī)器人的產(chǎn)生與發(fā)展、機(jī)器人的種類及應(yīng)用等，都可與當(dāng)前信息技術(shù)課程中許多教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合。在搜索引擎的學(xué)習(xí)、Word小報(bào)的編輯、PPT超鏈接和網(wǎng)站制作方面，教師應(yīng)盡可能地穿插有關(guān)機(jī)器人方面的知識(shí)，要求學(xué)生搜集各種機(jī)器人的圖片、文字介紹等資料，瀏覽觀摩優(yōu)秀作品，創(chuàng)造性地制作作品等，既能使學(xué)生了解并關(guān)注智能機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用狀況，又能培養(yǎng)學(xué)生搜集、加工處理信息的能力和創(chuàng)新能力。

又如，在程序編程教學(xué)方面，機(jī)器人的教學(xué)價(jià)值是毋庸置疑的，因?yàn)槌绦蚴侵悄軝C(jī)器人的靈魂。把信息技術(shù)課程中程序設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容與智能機(jī)器人程序設(shè)計(jì)結(jié)合起來，能避免編程的枯燥與乏味，使程序設(shè)計(jì)更具知識(shí)性、實(shí)踐性和趣味性。

結(jié)語

智能機(jī)器人教育為我們實(shí)施素質(zhì)教育提供了一個(gè)具有可操作性的實(shí)踐平臺(tái)，正是由于中小學(xué)基礎(chǔ)教育在提高社會(huì)公眾科學(xué)素養(yǎng)上具有啟蒙性、基礎(chǔ)性和根本性的作用，所以智能機(jī)器人教育進(jìn)入中小學(xué)將對(duì)我們的教育和教育改革產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。相信隨著機(jī)器人項(xiàng)目的普及，智能機(jī)器人將會(huì)與計(jì)算機(jī)一起成為信息技術(shù)教育的工具，共同承載起信息技術(shù)教學(xué)的任務(wù)，機(jī)器人教學(xué)與相關(guān)學(xué)科課程的整合也將會(huì)是機(jī)器人走向課堂教學(xué)的必然發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]張國(guó)民，姬洪強(qiáng).國(guó)內(nèi)外機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的分析及比較[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2009（11）.

[2]張宗春.“智能機(jī)器人”引入課堂教學(xué)的思考[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.