高中機(jī)器人教育實(shí)踐活動(dòng)模式研究

蘭芳

一、研究背景

隨著AI智能時(shí)代的到來(lái)，國(guó)家越來(lái)越重視學(xué)生科技素養(yǎng)的培養(yǎng)。《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出，加強(qiáng)面向青少年的科技教育，以增強(qiáng)科學(xué)興趣、創(chuàng)新意識(shí)和學(xué)習(xí)實(shí)踐能力為主，完善基礎(chǔ)教育階段的科學(xué)教育，拓展校外青少年科技教育渠道，鼓勵(lì)青少年廣泛參加科技活動(dòng)。但是我國(guó)主要的教學(xué)模式還是以語(yǔ)數(shù)英等傳統(tǒng)學(xué)科為主，雖然每年都進(jìn)行課程改革，內(nèi)容卻大同小異，對(duì)于學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新創(chuàng)造思維等的培養(yǎng)還是嚴(yán)重缺乏。因此，發(fā)展機(jī)器人教育實(shí)踐活動(dòng)尤為重要。

二、機(jī)器人教育概述

什么是機(jī)器人教育？機(jī)器人教育是指通過(guò)設(shè)計(jì)、組裝、編程、運(yùn)行機(jī)器人，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。技術(shù)融合了機(jī)械原理、電子傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件及人工智能等眾多先進(jìn)技術(shù)，為學(xué)生能力、素質(zhì)的培養(yǎng)承載著新的使命。（引用于百度百科）

我認(rèn)為機(jī)器人教育的實(shí)質(zhì)是利用機(jī)器人作為載體來(lái)實(shí)現(xiàn)教育的目的。機(jī)器人作為一種媒介，綜合多種學(xué)科的知識(shí)與技能，來(lái)激發(fā)學(xué)生的學(xué)生創(chuàng)意與創(chuàng)新的興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造能力，它將打破傳統(tǒng)課堂的單一知識(shí)傳輸，從而轉(zhuǎn)變課堂的教學(xué)觀念。未來(lái)，機(jī)器人教育將作為契機(jī)迎來(lái)中國(guó)教育改革的一大趨勢(shì)。

三、高中機(jī)器人教育現(xiàn)狀

來(lái)賓市的整體教育資源處于落后形式，因此機(jī)器人教育的起步也較晚。但隨著國(guó)家對(duì)機(jī)器人教育的重視，機(jī)器人教育的發(fā)展也開始活躍起來(lái)。這兩年，來(lái)賓市區(qū)陸續(xù)開辦了幾家機(jī)器人教育培訓(xùn)基地，興賓區(qū)活動(dòng)中心、武宣活動(dòng)中學(xué)、來(lái)賓市示范性綜合實(shí)踐基地等也慢慢開設(shè)了機(jī)器人教育課程及開展相關(guān)培訓(xùn)，但主要還是針對(duì)小學(xué)生及少數(shù)初中生。

目前來(lái)說(shuō)，高中的機(jī)器人教育相對(duì)薄弱。就拿本校情況來(lái)敘述，我校3000多名生源主要來(lái)自縣下各鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校，縣下資源較匱乏，通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生在小學(xué)及初中都沒有接觸過(guò)機(jī)器人教育，只知道打開電腦玩游戲聽歌，而少部分學(xué)生電腦的使用都不會(huì)。而高中生主要任務(wù)是努力學(xué)習(xí)奮戰(zhàn)高考，但是只有分?jǐn)?shù)的教育，學(xué)生以后面對(duì)高考后的其他大考，就會(huì)失去競(jìng)爭(zhēng)力，國(guó)家未來(lái)也會(huì)失去核心競(jìng)爭(zhēng)力。所以高中教育不能只為了分?jǐn)?shù)，要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、動(dòng)手能力和解決問(wèn)題的實(shí)際能力。因此，在高中開展機(jī)器人教育是必要的。現(xiàn)今高中學(xué)生都存科技基礎(chǔ)薄弱的情況，該如何在高中校園中開展機(jī)器人教育實(shí)踐活動(dòng)，以什么樣的形式開展機(jī)器人教育活動(dòng)，是這篇文章要研究的問(wèn)題。

四、高中機(jī)器人教育模式

1、社團(tuán)模式

在社團(tuán)活動(dòng)過(guò)程中，可采用熟手帶新手、教師帶后進(jìn)生等辦法讓社團(tuán)活動(dòng)按計(jì)劃逐步開展。效仿學(xué)校“師徒結(jié)對(duì)”的傳承，老帶新的模式，發(fā)揮了老學(xué)員的引領(lǐng)、示范作用，加強(qiáng)了對(duì)新學(xué)員的“傳幫帶”培養(yǎng)，不僅能穩(wěn)定工作室的發(fā)展，同時(shí)也是一種促進(jìn)，老學(xué)員感受新學(xué)員的活力、創(chuàng)造力，也能提升自己，從而實(shí)現(xiàn)“以老帶新、以新促老”共同進(jìn)步的目的。

利用micro：bi入門。micro：bit是一款可編程的迷你主板，只有口袋大小，集成了編程按鈕、LED點(diǎn)陣顯示、加速傳感器、USB接口、羅盤等眾多的功能，同時(shí)搭配使用的編程軟件是圖形化編程，學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握編程會(huì)更容易入門及掌握，同時(shí)該編程軟件可以直接在網(wǎng)頁(yè)上使用，不用下載。使用其作為課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)，能使學(xué)生快速上手，能幫助學(xué)生更早的學(xué)習(xí)電子電路的知識(shí)，更好的認(rèn)識(shí)編程，培養(yǎng)他們的邏輯思維能力和動(dòng)手能力。

2、競(jìng)賽模式

目前有關(guān)機(jī)器人教育類的比賽比較多，例如全國(guó)青少年電子信息與智能控制大賽、中國(guó)青少年機(jī)器人競(jìng)賽、全國(guó)學(xué)生信息素養(yǎng)提升實(shí)踐活動(dòng)、VEX機(jī)器人中國(guó)公開賽、中國(guó)教育機(jī)器人大賽（ERCC）、全國(guó)中小學(xué)信息技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐活動(dòng)（NOC）等等。

面對(duì)品類繁多的機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目，有針對(duì)性的組織一批有潛力且熱愛機(jī)器人的學(xué)生，組成各個(gè)項(xiàng)目的競(jìng)賽小組。每個(gè)競(jìng)賽項(xiàng)目設(shè)立小組長(zhǎng)帶領(lǐng)組員訓(xùn)練，同時(shí)定時(shí)匯報(bào)訓(xùn)練進(jìn)度及訓(xùn)練過(guò)程中所遇到的難題。通過(guò)日常的訓(xùn)練后，從市、自治區(qū)、國(guó)家逐層前往各地參加教育部門組織的機(jī)器人競(jìng)賽。無(wú)論比賽結(jié)果如何，學(xué)生在訓(xùn)練及競(jìng)技的過(guò)程中已收獲滿滿，或是能在編程設(shè)計(jì)上獲得進(jìn)步，或是理論知識(shí)的充實(shí)，又或是學(xué)會(huì)了如何與隊(duì)友團(tuán)隊(duì)配合。

3、課程模式

結(jié)合信息技術(shù)課程。信息技術(shù)可是一門以計(jì)算機(jī)為媒介培養(yǎng)學(xué)生科技素養(yǎng)的學(xué)科。現(xiàn)在的學(xué)生在家庭就可以使用電腦，而且大部分是用來(lái)玩游戲。當(dāng)你上信息課時(shí)，學(xué)生并不會(huì)覺得新鮮，也不感興趣。如何把學(xué)生對(duì)電腦游戲的興趣，轉(zhuǎn)變觀念為對(duì)課堂的興趣，機(jī)器人就是媒介。機(jī)器人對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)是一種新鮮的事物，以機(jī)器人為切入點(diǎn)，設(shè)置情境導(dǎo)入、引到學(xué)生探究、布置學(xué)習(xí)任務(wù)等教學(xué)環(huán)節(jié)，來(lái)激發(fā)學(xué)生對(duì)人工智能的興趣。

結(jié)合通用技術(shù)課程。新課改后，電子控制技術(shù)和機(jī)器人課程成為了普通高中通用技術(shù)課程的一部分。可以將機(jī)器人作為載體，進(jìn)行通用技術(shù)課程的設(shè)計(jì)。例如搭建課，通用技術(shù)課程配套的樂(lè)高機(jī)器人積木，就可以進(jìn)行任務(wù)搭建，從而培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力與創(chuàng)造能力;控制技術(shù)課，以單片機(jī)、集成電路板等電子器件進(jìn)行電子制作，在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下讓學(xué)生組建各種電子產(chǎn)品，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)造力。

五、高中開展機(jī)器人教育所要解決的問(wèn)題

高中機(jī)器人教育正在邁大步前進(jìn)，但在快速發(fā)展的道路上，也存在一些問(wèn)題。

1、資金匱乏，影響普及。無(wú)論是社團(tuán)模式、比賽模式，課程模式等，開展機(jī)器人教育都需要大量設(shè)備的支持，才能正常開展活動(dòng)。目前我校配套的設(shè)備設(shè)施不夠，機(jī)器人社團(tuán)一個(gè)年級(jí)只能招收30個(gè)以內(nèi)的學(xué)生，全面普及困難。

2、教師隊(duì)伍缺乏。機(jī)器人教育的發(fā)展是迅猛的，輔導(dǎo)教師需要不停的更新、擴(kuò)展自己的知識(shí)，才能跟上機(jī)器人教育發(fā)展的步伐。我校沒有專職的科技輔導(dǎo)員，信息技術(shù)教師、通用技術(shù)教師等技術(shù)學(xué)科的教師兼任輔導(dǎo)員，嚴(yán)重缺乏優(yōu)秀人才。

3、科學(xué)性指導(dǎo)缺乏。機(jī)器人器材品種多樣，但大部分沒有配套的“教材”可以使用，學(xué)校購(gòu)買器材后不能進(jìn)行針對(duì)性的指導(dǎo)，快速了解并掌握難度增大。

六、結(jié)論

創(chuàng)新，是一個(gè)名族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的標(biāo)志。從黨的十八大以來(lái)，以習(xí)近平主席為核心的黨中央就把創(chuàng)新作為國(guó)家發(fā)展的核心理念。機(jī)器人教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，在高中開展機(jī)器人教就是在在為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。