淺談在中小學(xué)開展機(jī)器人教學(xué)

樊飛

摘要：我們生活在智能互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，人工智能正在滲透我們生活的方方面面。無人駕駛、無人飛機(jī)、智能倉庫、智能家居已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，無所不在的傳感器、互聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算讓人工智能成為標(biāo)配，像水電一樣無處不在。智能機(jī)器人技術(shù)也已經(jīng)成為信息技術(shù)教學(xué)的主流趨勢(shì)。新時(shí)代教育要有新的使命，教育的引領(lǐng)性、先導(dǎo)性特征，將越發(fā)突出。教育是民生，更是國家戰(zhàn)略，國家的未來在于現(xiàn)在的課堂。 國家教育部制定了相關(guān)機(jī)器人課程，從小學(xué)就開始進(jìn)行“機(jī)器人”課程的滲透，培養(yǎng)適應(yīng)未來的科技人才。

關(guān)鍵詞：無人飛機(jī);智能機(jī)器人

我擔(dān)任小學(xué)信息技術(shù)教學(xué)工作，生動(dòng)地給五年級(jí)學(xué)生上過一節(jié)課《人工智能的應(yīng)用》，讓學(xué)生感受到了智能機(jī)器人的魅力。在課上，我展示了“小度”智能音箱，讓學(xué)生和“小度”進(jìn)行了直接對(duì)話，學(xué)生對(duì)這個(gè)智能機(jī)器人非常感興趣，智能音箱之所以能聽得懂我們說話，是因?yàn)樗\(yùn)用了人工智能的語音識(shí)別技術(shù)。接下來，我還展示了蘋果手機(jī)語音功能軟件“siri”，告訴學(xué)生智能手機(jī)也是一個(gè)機(jī)器人。運(yùn)用智能手機(jī)我展示了圖像識(shí)別技術(shù)和文字識(shí)別技術(shù)。在這節(jié)課上，我?guī)砹藪叩貦C(jī)器人、智能電飯煲、WER能力風(fēng)暴機(jī)器人小車。最后，我還播放了關(guān)于北京深思考公司發(fā)明的迪瓦機(jī)器人相關(guān)應(yīng)用視頻。小學(xué)生對(duì)機(jī)器人充滿好奇，也提出了很多問題，這節(jié)課引發(fā)了我對(duì)機(jī)器人教學(xué)的研究。

一、智能機(jī)器人教學(xué)是必然的和可行性

教育培養(yǎng)出社會(huì)進(jìn)步所需要的人才，教育事業(yè)的發(fā)展也促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。當(dāng)代學(xué)生是智能互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的繼承者和創(chuàng)新者，這就需要學(xué)習(xí)相對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)操作，所以開設(shè)機(jī)器人教學(xué)是必然的，而且是非常重要的。智能機(jī)器人已經(jīng)有了成熟的市場，為不同年齡段的青少年兒童量身定做的機(jī)器人平臺(tái)比比皆是，這為機(jī)器人教學(xué)創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，智能機(jī)器人將會(huì)成為學(xué)生學(xué)習(xí)、生活的好伙伴。

二、智能機(jī)器人的教育價(jià)值。

1.知識(shí)設(shè)計(jì)范圍廣。智能機(jī)器人涉及了數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、機(jī)械、電子、材料、能源、計(jì)算機(jī)軟硬件、人工智能等眾多領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)知識(shí)。

2.先進(jìn)性突出。伴隨著5G時(shí)代的到來，智能機(jī)器人是科技創(chuàng)新的潛力股，走在教學(xué)實(shí)踐的前沿。

3.技術(shù)更新快。智能機(jī)器人發(fā)展的終極目標(biāo)是類人機(jī)器人，需要人類幾十年的努力，在此發(fā)展過程中，智能機(jī)器人能自主吸收眾多技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)展，從而在本質(zhì)上保證了智能機(jī)器人作為技術(shù)教育平臺(tái)能持續(xù)走在時(shí)代前列。

4.操作性強(qiáng)。智能機(jī)器人活動(dòng)可以設(shè)計(jì)各種項(xiàng)目或比賽，機(jī)器人教育可以培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)間管理、資源分配、團(tuán)隊(duì)合作、信息采集、系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)工程等能力。

5.有效激發(fā)興趣。智能機(jī)器人項(xiàng)目或比賽富有挑戰(zhàn)性和競爭性，表現(xiàn)形式多樣化，易激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣。

三、機(jī)器人對(duì)中小學(xué)生學(xué)習(xí)的益處。

1.機(jī)器人比賽是對(duì)教育的擴(kuò)展，更是對(duì)信息技術(shù)教育的擴(kuò)展

機(jī)器人之所以被稱為“機(jī)器人”，它有兩部分組成，包括硬件（機(jī)器）和軟件（被稱為智能的程序），它進(jìn)入教育教學(xué)，是對(duì)教學(xué)的擴(kuò)展和深化，是對(duì)實(shí)踐操作的具體化，是對(duì)理論與實(shí)踐的最現(xiàn)實(shí)的結(jié)合。對(duì)它的學(xué)習(xí)，需要學(xué)生具有多方面的基礎(chǔ)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理、機(jī)器、英語和信息技術(shù)等，這就拓寬了學(xué)生的視野，開發(fā)了其智力與思維。

2.機(jī)器人教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)腦和動(dòng)手能力

“寓教于樂”是我們教育追求的目標(biāo)。在外行人的眼里，機(jī)器人學(xué)習(xí)是枯燥無味的，其實(shí)并不然，相反機(jī)器人程序設(shè)計(jì)相對(duì)靈活，要求學(xué)生將自己的想法能運(yùn)用到實(shí)際操作中，在自己設(shè)計(jì)的機(jī)器人身上體現(xiàn)得淋漓盡致。學(xué)生亦可以從機(jī)器人載體上掌握程序設(shè)計(jì)了。每一次大大小小的比賽，都可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和不懼困難、動(dòng)腦筋解決問題的能力。

3.機(jī)器人教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神

機(jī)器人教育的學(xué)習(xí)方式是以小組合作為主，在日常訓(xùn)練和競賽中都是團(tuán)隊(duì)為單位，實(shí)際上就是團(tuán)體學(xué)習(xí)的過程。既然是團(tuán)體學(xué)習(xí)，那就不是一個(gè)人的聰明才智能解決重重困難的，需要分工協(xié)作合作，對(duì)孩子交際能力的要求比較高。在實(shí)踐操作學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)會(huì)如何正確的表達(dá)自己的思想，學(xué)會(huì)包容他人的優(yōu)缺點(diǎn)，學(xué)會(huì)如何和隊(duì)友有效溝通與交流。通過機(jī)器人教學(xué)的開展，為學(xué)生今后的學(xué)習(xí)生涯奠定了基礎(chǔ)。

4.培養(yǎng)學(xué)生的耐挫力和堅(jiān)持不懈的精神

對(duì)于學(xué)生而言，學(xué)習(xí)語數(shù)外已經(jīng)是必然的，家長也通過各種渠道來加強(qiáng)孩子的主科科目的輔導(dǎo)學(xué)習(xí)，再加上教育部門減負(fù)的政策，不考試不排名，讓學(xué)生經(jīng)歷挫敗感的機(jī)會(huì)就少了很多。而機(jī)器人教學(xué)就不一樣了，機(jī)器人能順利完成任務(wù)需要學(xué)生上百次的調(diào)試程序和實(shí)踐操作，失敗的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于成功。這就要求學(xué)生能經(jīng)得起失敗與挫折，從失敗中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，從挫折中越戰(zhàn)越勇。

5.完善思維方式

思維方式是學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)積累獲得的。文化診斷學(xué)指出：科學(xué)思維、價(jià)值思維、應(yīng)變思維決定著思維方式的完善性。學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)器人設(shè)計(jì)的過程中，運(yùn)用到模擬電路、力學(xué)等方面知識(shí)，無形中形成了科學(xué)思維;通過不斷地進(jìn)行任務(wù)升級(jí)，學(xué)生嘗試了通過自身努力獲得的成功，獨(dú)特的價(jià)值思維逐步建立;在不斷變化更新的困難面前，學(xué)生的應(yīng)變思維也應(yīng)運(yùn)而生。

四、對(duì)開設(shè)機(jī)器人教學(xué)課程的幾點(diǎn)希望

1.不僅僅在信息技術(shù)課程教學(xué)中滲透機(jī)器人教學(xué)。

九年義務(wù)教育階段，僅僅在信息技術(shù)課程中學(xué)習(xí)機(jī)器人，也就是綜合實(shí)踐課程。其實(shí)這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。有的學(xué)校利用課余時(shí)間開設(shè)機(jī)器人興趣小組讓學(xué)生把機(jī)器人學(xué)習(xí)做為興趣愛好培養(yǎng)，有的學(xué)校利用大課間活動(dòng)時(shí)間開設(shè)機(jī)器人社團(tuán)活動(dòng)。學(xué)校在機(jī)器人教學(xué)方面相似之處在于并不是全面開設(shè)系統(tǒng)的機(jī)器人教學(xué)課程。我覺得機(jī)器人課程應(yīng)該和音樂課、美術(shù)課一樣被重視，學(xué)校開足課，教師備好課，學(xué)生全員參與學(xué)習(xí)。

2.要積極組織參與競賽活動(dòng)，爭取比賽資格。

各省市科技協(xié)會(huì)和地方科技協(xié)會(huì)要積極組織青少年機(jī)器人競賽。特別是經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，國家應(yīng)該給予教育資金扶持，讓機(jī)器人競賽活動(dòng)成為一項(xiàng)重要的比賽。很多學(xué)校已經(jīng)在獨(dú)立招生的時(shí)候開設(shè)了機(jī)器人方面的特長生招生。

3.參與活動(dòng)的學(xué)生覆蓋面要廣。

從參賽的隊(duì)伍和人員來看，這項(xiàng)活動(dòng)仍然屬于小眾活動(dòng)，相關(guān)部門應(yīng)該提供更好的政策和幫助，讓每一個(gè)學(xué)生能接觸到機(jī)器人競賽，只有經(jīng)歷了比賽才會(huì)對(duì)機(jī)器人教學(xué)有真正的了解，才會(huì)有所鍛煉和成長。

我認(rèn)為機(jī)器人教學(xué)是一門技術(shù)，更是一門藝術(shù)，雖然如今還有很多的問題有待解決，但是，他是一個(gè)很好的項(xiàng)目可以用來培養(yǎng)學(xué)生的興趣，提高自身能力，鍛煉自己的精神，只有權(quán)衡利弊才能在教育教學(xué)中擺正它的位置。

參考文獻(xiàn)：

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