機器人教育促進青少年個人成長的實踐研究

張 松

（江蘇省徐州市青年路小學，江蘇徐州 221000）

引 言

新時代確立了教育價值選擇的新坐標系，教育要有新作為，必須以未來為導向，更好地完成立德樹人的根本使命。如今，科技飛速發展，機器人、大數據、人工智能這些科技領域的話題已在不遠的未來等待著學生[1]。機器人教育作為一種全新的教育實踐模式，受到眾多學校的關注與重視，如我們所知的樂高、能力風暴等機器人品牌已步入各個校園，同時各校學生也開始參與機器人的創新與競賽。本文從機器人教學的角度出發，探討了機器人教育教學的必然性與深遠影響，同時提出了措施建議，集中進行教育教學反思。

一、人工智能產生的時代背景及其深層原因

第一，社會背景。目前人口增長率呈現連年下降的趨勢，人口老齡化日益嚴重，未來我們將面臨社會勞動力不足的問題，因此，人工智能的發展成為必然趨勢。

第二，文化背景。在第四次科技革命的引領下，科技飛速發展，并融入人們的日常生活，人們在享受科技成果帶來便利的同時，也在不斷創新與改造。新時代的學生沐浴在科技光輝下，傳統的教育模式已不適合新時期的青少年，而語文、數學等傳統教育學科已不能滿足人們日益增長的社會需求，因此，機器人教育融入學校常規課堂教學的時機已經成熟。

二、我國小學機器人教育現狀調查

（一）機器人教學在目前存在諸多問題與困難

機器人課程作為教學內容步入校園是中國教育領域的一次偉大嘗試。目前，機器人教學處于教育初級階段，教育研究尚不完善，課程體系框架并不嚴謹，各省各地教育發展并不平衡，機器人教育推廣也僅局限于部分地區，教育費用也導致機器人教育目前僅能局限于部分家庭[2]。但就數年來全國各地機器人課程開展及不同規模、種類的機器人競賽結果來看，機器人教育教學很有深入研究并推廣的價值。教育部為鼓勵中小學生機器人教學的開展，頒布了若干條例，將支持機器人科技的創新與應用作為學習的重點項目，很多重點高校也向機器人教學研究“拋出橄欖枝”，出臺了很多機器人創新競賽加分政策，但由于傳統教育觀念還未完全向新型教育理念轉型，因此其受眾面不廣，還存在一定局限性。但隨著科技的不斷發展，機器人教育依然存在巨大潛力。

（二）機器人競賽大大推進其教育領域的發展

競賽使機器人教育行業進入民眾視野，人們開始了解其教育意義與深遠影響力。隨著機器人競賽項目的正規化、標準化，其內容在規則、設計、評分等方面較開始時有了巨大的提升與改善，如今的機器人競賽項目更富有時代特色的創新性與挑戰性。機器人競賽的意義不僅在于拓寬民眾的認識層次，而且為所有熱愛機器人活動的學生提供了交流合作的平臺。這一平臺能夠培養學生各方面的綜合素質，增強其求知欲望，夯實科技知識基礎。

三、機器人教育對小學生成長的影響

機器人教育在多方面、多層次對教育及學生成長產生深遠的影響，具有長期性、多樣性、有效性、潛移默化等特點。

（一）從心理方面影響，促使學生興趣的養成

科技日益發展，當今社會的學生從小便感受到科技的力量，傳統的物質文化已很難對新時期的學生產生吸引力。而學生需要的精神力量也早已不再是老一輩人的認知，這也是很多人感嘆“不懂現在孩子在想什么”的原因。而機器人這一技術的出現完美地填補了這一空區——機器人運動過程一遍一遍重復在學生腦海中，引發學生的好奇感和求知欲，充實其精神世界，使學生近距離感受科技魅力，奠定科學知識基礎。

（二）從生理方面影響，遵循學生身心發展規律

學生成長是一個循序漸進的過程，任何拔苗助長的行為皆不可取，這是教育的循序漸進原則，機器人課程教學也應遵循此原則。例如，我們熟知的樂高教育這一科技品牌，經過長期實踐我們把不同的教育套件運用在不同的年齡階段進行教學實踐探究。1～2年級學生學習LEGO科學工程與動力機械課程，科學機器套件由各種套件零件組成（如梁、銷、軸、輪胎、馬達、傳導線等），課程內容指向生活中的科學規律，讓學生在拼裝零件的過程中發現問題，并能通過動手實踐揭示原理，解決問題；3～4年級學生利用WEDO套件初步接觸傳感器和編程，搭建作品結合馬達模仿真實事物的運動過程，反映運動原理，如起吊機、蹺蹺板、小車等，通過改變參數配置，發現影響運動速度、方向、距離等因素，體驗程序設計改變生活的過程；5～6年級學生應普及LEGO EV3程序編程，這一編程著重于學生智力、想象力、創造力的開發，程序也更加復雜，方式更加多樣，其創造的機器人應用面更加廣泛，擇優的學生還可以參加各種技能競賽，從而為培養創新性人才奠定基礎。

（三）意志品質的鍛煉，在課程中促使學生綜合素質的不斷提升

第一，競爭意識。有人的地方就有社會，有社會的地方便有競爭，優勝劣汰是亙古不變的叢林法則。機器人競賽便為此提供了合適的契機，其在競賽中能培養學生的競爭意識與危機感，在日常學習生活中也可以發揮積極的鞭策作用[3]。

第二，合作能力。社會需要競爭，但成功卻需要合作。一個人的力量是渺小的，而通過合作，人們能互幫互助、取長補短。機器人的創造與應用同樣不是一個人的工作。在2018年12月份上海舉行的能力風暴世界錦標賽中，組委會一改單人比賽單人評分的機制，采取小組合作的比賽方式，重在鍛煉學生之間的磨合能力，促進其交流，培養學生的協作能力與團隊精神，從而取得“1+1＞2”的效果。

第三，思維品質。獨立思考，科學嚴謹，精益求精，在新時代背景下，學科核心素養中反復強調優良的思維品質。思維將伴隨學生的一生發展，優良的思維品質尤為重要。在機器人教學實踐中，相關工作者應避免“輕實踐，重理論”的情況，加強學生實戰的經驗，讓學生通過合作學習與隊友相互依存、相互幫助，在思維的碰撞中尋找解決問題的突破口，讓培養具有綜合素養的學生成為機器人教育陣地的根本目標。同時，機器人教學還培養了學生獨立思考、分析問題的能力。程序設計會運用到假設、實踐、運行、排查、優化等內容，過程枯燥乏味、機械，但又具有挑戰性，能磨煉學生的耐挫、細心、嚴謹等思維品質。當學生運用所學知識系統化地思考問題、發現問題并解決問題時，自信心油然而生。總之，機器人教學在培養學生形成獨立自主的人格方面起到了強有力的助推作用，小學生優良的思維品質也為科技的發展需求奠定了基礎。

第四，創新能力。新時代將是科技的時代，同樣也是需要不斷創新的時代。創新是科技的第一生產力，只有不斷創新才能滿足日益增長的社會需求。傳統的學科教育體系日益完善，又因知識性、嚴謹性等特點很難挖掘和鍛煉學生的創新能力。而機器人課堂則可以彌補這一缺陷，其沒有固定的要求，沒有固定的內容，學生只需掌握機器人的工作原理，便可以根據自己的喜好、想象進行創造，從而以小學為平臺，培養大批適應未來科技發展的創新型人才。

四、機器人教育亟待解決的“三化”問題

（一）教學體系規范化

在機器人教育現狀中我們已分析過，目前來說，我國機器人教育仍處于初級階段。因此，我們的首要任務是將機器人教學納入國家課程體系，做好規劃，構建機器人教學課堂框架，制訂教學目標，完善教學過程，加強學科建設，深入進行教育教學研究探討。

（二）教學模式常規化

將傳統的教學模式與新興學科知識相結合，遵循“學生為主，教師為輔”的教學原則，能夠培養學生獨立學習、自主思考的能力，使教師成為學生的引領者、解惑者，學生成為學習領域的探索者、創造者；避免出現“教師講，學生學；教師不講，學生不學”的消極情況，而這一情況是目前機器人教育的普遍現象。

（三）師資力量擴充化

機器人教育教學作為我國教育教學的一種重要嘗試，缺乏豐富的經驗作為指導，同樣缺乏經驗豐富的教師，因此在教育教學中存在一定的困難。學校應支持機器人課程的開展，提供設備、資金等硬軟件設施，同樣需要注重師資力量的培養，加強教師思想建設。機器人不僅是專業教師的事情，它涉及多方領域，是全體教師共同的責任。

結 語

機器人教育教學成為當前教育領域的發展趨勢與研究方向，其意義不僅在于使學生掌握科技知識，而且在培養學生綜合素質、鍛煉自身品質等方面也有著積極的推動作用，能使科技知識理念得到進一步普及。新時期發展下，人工智能已悄然融入我們的生活，這說明整個社會正朝向智能化發展，學生必須緊跟時代的步伐，具備應對科技發展的理念與不斷創新的能力，成為未來的引領者。