中小幼教學中開展智能機器人教學的探索

摘 要：智能機器人教學作為一種新型的教學手段，已走進了各地課堂。在中小幼教學中，智能機器人教學能很好地消除神秘感，組裝和控制機器人，并能促進中小幼學生能力的發展，有助于培養全面的人才。智能機器人教學在中小幼教學中的應用顛覆了傳統的教學模式，豐富了課堂教學的場景，也提升了學生的學習體驗，更能激發學生的創新與自主學習意識。

關鍵詞：智能機器人教學；中小幼教學；能力培養

創新能力是未來職場競爭中最重要的一種能力，也是社會發展最大的一種動力。中小幼教學作為基礎教育，對學生創新能力的培養應予以重視，倡導創新教學的教材雖早已分發至各學校，但是紙面的教材對于創新能力的培養多流于形式，于中小幼學生創新能力的培養無益。智能機器人技術融合了多個專業、行業領域的特點，智能機器人以計算機語言為基礎教材指令，而計算機語言是未來社會職業必備技能之一。而且中小幼學生在智能機器人教學的過程中，可以近距離接觸計算機語言，有能力、有條件者甚至可以模仿編寫計算機語言，不僅提升了計算機語言的掌握能力，而且大大拓寬了學習的廣度。

一、教學內容設置背景

智能機器人教學興起于知識爆炸的年代，目前的中小幼教教學目標已從傳統的知識灌輸式轉化為培養學生主動學習能力上，讓學生主動探索知識的世界成為現階段我國教育的重要目標。結合未來社會智能化的發展趨勢，本著培養適應未來現代化發展的人才的教育目標，智能機器人教學在二期課改深入發展的時候進入了中小幼教學的課堂。

據教育部門的研究表明，我國學生，尤其是中小幼階段的學生，動手能力較差[1]。為了加強我國學生的動手能力，國家教委提出了多元化教學方式，智能機器人教學也正符合這一需求。

智能機器人教學內容設置的另一個背景便是對課堂教學目標的改進。我國現階段對于中小幼學生的課堂教學目標是不僅要教會知識，更要鼓勵學生、引導學生主動學習，主動掌握學習方法。智能機器人容納了眾多學科的知識及常識，能更好地滿足學生對于知識的渴求，也能通過學科知識的交叉學習帶動學生的學習興趣，并且智能機器人的人機對話體驗也能很好地引導學生喜歡上學習、愛上學習。

二、智能機器人教學的培養目標

1.消除神秘感，組裝和控制機器人

為了使學生更加直觀、深入地了解智能機器，不少有條件的學校都設立了專門的智能機器人實驗室。在實驗室里，學生可以對智能機器人進行組裝，從而能從機器人的組成原理的角度了解機器人，在智能機器人的教學過程中，初步讓中小幼學生了解并喜歡上機器人。機器人是近十年興起的新名詞，許多人對于機器人的概念還停留在打掃清潔的層面。中小幼教學中引入智能機器人教學，不僅能使中小幼學生快速掌握機器人的相關概念，而且消除了智能機器人的神秘感。

智能機器人教學通過讓學生組裝機器人，不僅能提高學生的動手能力，更能加深學生對機器人的認識。動手組裝的模式，還能加強學生對智能機器人學習的興趣。學生動手組裝智能機器人更能激發學生的創新能力[2]。從“知其然”向“知其所以然”的階段邁進，啟發學生對智能機器人進行探索、實踐，對智能機器人的原理與構造進行實踐與學習。

控制機器人的學習是實現中小幼智能機器人教學中人機互動的重要途徑。中小幼學生在控制機器人的過程中，可以實現與智能機器人的對話與問答，甚至是與智能機器人實現某些動作的協調配合，腦力與體力的結合不僅能更全面地促進學生的大腦發育，而且也能更好地消除智能機器人的神秘感。

2.加強能力發展，培養全面人才

中小幼學生的各項能力尚處于啟蒙階段，加上中小幼學生的思維理解能力還處于受限制的階段，單純的知識傳輸式教學無法滿足中小幼學生全面發展的需求，而智能機器人教學則能很好地解決這個問題[3]。豐富的教學場景使得學生更樂于主動學習，提高了學習效率。

智能機器人教學更貼近計算機編程語言的教學，如音樂、數學等課程的學習，智能機器人可以以一種直觀的計算機邏輯語言呈現。在這樣的教學氛圍下耳濡目染，中小幼學生對計算機邏輯語言的認識會更深，從而開發、培養了學生的邏輯思維能力。

現代智能機器人除了相應的學科知識教學外，還能承擔一部分學生坐姿、站姿等普通課堂紀律的監督，并且通過與相應的不良習慣矯正方法相結合，智能機器人教學還能實現有趣的課堂紀律提醒，加強學生的課堂紀律，有利于中小幼學生基本文明規則、規范的遵守習慣的培養。

智能機器人教學之所以能加強中小幼學生能力發展、全面培養人才，是因為智能機器人能存儲、教授更多的學科知識，并且由于智能機器人具備聯網的功能，可以實現知識的及時更新。可以教小幼學生最前沿、最新的知識，從而全面培養人才。

智能機器人教學能加強能力發展、培養全面人才的另一個表現方式還在于，它能根據現有的學生學習效果評估模型，對中小幼學生掌握知識的能力進行全面有效、客觀的評估，并根據評估的結果給教師相應的教學調整建議。

綜上所述，智能機器人能完成教學目標中的啟萌教學、各項思維能力培養教學、紀律教學、反饋教學等種種環節，從而加強中小幼學生能力發展，培養有利于社會發展、有助國家經濟發展的全面人才。

三、智能機器人教學環境的建設

1.組建機器人實驗室

為了培養適合未來經濟發展需要的人才隊伍，我們在中小幼教學階段應組建機器人實驗室，有人說在中小幼教學階段組建機器人實驗為時過早，但筆者認為，教育應具有一定的前瞻性[4]。通過從小的培養，能使得受過智能機器人教學的學生在未來更適應發展需求，為我國篩選培養未來科技前沿的技術及研發人才，同時，學生個人也能獲得更多的發展機會。

組建機器人實驗室在中小幼教學中可分為三個階段：第一階段是在中小幼教學的“幼”階段，這一階段，應以基礎訓練為主，讓幼生熟悉智能機器人，熟悉智能機器人教學的模式與內容；第二階段是中小幼教學的“小”階段，這一階段組建的機器人實驗室在前一階段的基礎上，讓學生熟悉操作系統、簡單的匯編語言，能準確描述出智能機器人教學的原理與構造；第三階段便是“中”階段，即中學階段，在第三階段，組建機器人實驗室應實現課程設計、創新能力、動手實踐能力的培養，鼓勵中學生實現理論與技術實踐的結合。

組建機器人實驗室在中小幼教學階段應是連續的，在現實教學實踐中，實現難度比較大。因為組建機器人實驗室所需費用不少，在我國，由于各地區經濟發展不均衡、教育資源分布不均，某些落后省市甚至沒有智能機器人教學，更遑論組建機器人實驗室，而智能機器人教學是一個需要長期實踐的過程，因此，教育資源的不對等使得智能機器人實驗室的組建顯得尤其艱難，而且區域之間智能機器人教學資源的不對等，也不利于機器人實驗室相關工作的開展。

2.建設符合機器人教學的信息技術教師隊伍

目前，我國對于智能機器人教學非常重視，教育部各級領導早已認識到智能機器人教學是未來教學的趨勢，但是對于智能機器人教學的投入在現階段也只能停留在對硬件的投入上。我國現階段的教育類專業中并未開展智能機器人教學的學習，現階段我國符合機器人教學的信息技術教師人員嚴重不足。因此，我們需要加強符合機器人教學的信息技術教師隊伍的建設，筆者認為相應的信息技術教師隊伍的建設可以從以下幾個方面著手。

第一，在現有的教師隊伍中，挑選接受能力強、年輕力強的教師，進行機器人教學的培訓。通過集中、專業的培訓，可以快速提高現有教師隊伍掌握機器人教學信息技術的能力。并且，通過教師隊伍中以點帶面的傳授方式，可以在單個學校范圍內實現由點到面式的機器人教學的信息技術傳播。

第二，與相關企業合作，將具備智能機器人一線研發應用知識的人才引進中小幼教學課堂，此舉不僅能快速解決目前智能機器人教學教師人才不足的問題，也能使得智能機器人教學與實踐相結合，使得課堂教學更具實踐意義。

四、智能機器人課堂教學的開展

在智能機器人課堂教學的初期階段，宜就地取材，比如，在有限的教室內，開展機器人辯聲識人、機器人迷宮游戲等，也可進行機器人一對一服務示范等課程[5]。在課堂教學過程中，也可以相應地加入小游戲，比如擊鼓傳花等中小幼學生喜愛的游戲。

智能機器人課堂教學的開展不僅能使得學生獲取相應的知識，更能提升課堂教學的趣味性，寓教于樂。學生與教師能形成良好的互動，拉近教師與學生的心理距離，使得教師的教學工作得到事半功倍的效果。

智能機器人教學是我國教育從傳統的應用基礎知識教學向前瞻性創新技術、研發基礎教學的轉變的象征。教育，尤其是中小幼階段的基礎教育應具備一定的前瞻性，智能機器人教學便是這一教學目標轉變的最好體現。在智能機器人教學中，廣大教育者應看到我國教育改革創新的趨勢，也應加強自身的學習，使自己的教學水平緊跟時代步伐，為我國社會主義建設培養更多的、更優秀的人才。

參考文獻：

[1]馬瑞麗.IRobotQ3D虛擬機器人課堂教學的實踐與探索[J].中國信息技術教育，2017（13）：159-160.

[2]魏利君.網絡環境下中小學智能機器人學習模式研究[J].速讀旬刊，2016（3）：135.

[3]王萍.推進智能機器人教學活動開展方式的探討：以常州劉國鈞高等職業技術學校為例[J].新校園（上旬），2017（6）：175.

[4]郭鵬旻.淮南市舉辦中小幼機器人輔導員培訓班[J].航空模型，2017（12）：79.

[5]王偉，馮鮮.機器人教學中培養學生創新、實踐能力的方式探索[J].現代職業教育，2018（1）：112-113.

作者簡介：宋春華（1978.3—），男，漢族，江蘇海門人，本科，目前中級職稱，從事南京市教育系統新技術、新媒體、網絡安全、智慧校園建設等研究工作。

編輯 馬曉榮