“教”積跬步 “學”致千里

江西省九江市同文中學 任 重

江西省九江市教科所 錢 程

“不積跬步，無以至千里”出自荀子的《勸學》，這句話充分說明了開展智能機器人教學過程中會面臨各種狀況和問題。根據(jù)多年教學經(jīng)歷，筆者發(fā)現(xiàn)通過智能機器人培養(yǎng)學生具有更多的綜合素質(zhì)能力，不是立竿見影的事情，而是一個長期積累的過程。

得出上述結(jié)論的依據(jù)是“中學生編程態(tài)度及能力的現(xiàn)狀調(diào)查”問卷統(tǒng)計結(jié)果。本次問卷調(diào)查抽選新入學的初中一年級和高中一年級部分學生，問卷設(shè)計主要針對學生的計算機操作技能、對智能機器人的態(tài)度以及智能機器人學習經(jīng)驗等，問卷還加入了考查算法的題目。調(diào)查問卷共發(fā)放121份，收回111份（其中，有效問卷97份），問卷統(tǒng)計顯示“計算機操作技能較熟練”的只占32.99%，表明大部分學生在計算機水平方面還停留在簡單的操作上，如進行簡單的網(wǎng)上閱讀、娛樂、社交聊天的基礎(chǔ)操作，僅有8.25%的學生接觸過智能機器人編程如C++或Python等。在97份有效問卷中，僅有13人對智能機器人的學習充滿興趣，占總?cè)藬?shù)的13.40%，因智能機器人專業(yè)性太強，大部分學生對它知之甚少。

從調(diào)查中可看出，對學生開展智能機器人教學情況形勢嚴峻，不容樂觀，這就意味著開展智能機器人教學將會是教師不得不面對的“硬”仗。

一、學生“學”的過程中遇到的困難和應(yīng)對策略

（一）找生源困難——力求爭取主動

1.有超前意識，提前規(guī)劃

信息技術(shù)作為考查科目，重視的學生比較少，參與的學生則更少，可以將挑選學生工作前置，如挑選初中生就可以到小學去招收，進而想辦法招到好生源。只要學校重視，經(jīng)過系統(tǒng)教學輔導后是比較容易出成績的。

2.明確對象，針對性強

如何在每個年級挑選目標對象？一定是具備邏輯思維能力、自主學習能力、動手能力強的學生比較適合智能機器人的學習。根據(jù)以往經(jīng)驗，這些學生的主課成績也是名列前茅，綜合能力是年級里最強的。

3.點面結(jié)合，優(yōu)中選優(yōu)

成績好的一定是適合智能機器人的學習嗎？答案是不一定。教師可以擴大挑選的范圍，讓更多學生去嘗試，再去確定合理的選拔措施，如設(shè)計有區(qū)分度的任務(wù)，試卷內(nèi)容以機械構(gòu)造類、編程類等題目為主，這樣的任務(wù)對培養(yǎng)綜合素質(zhì)能力既是挑戰(zhàn)，更是激勵。

（二）定軍心困難——獲得多方支持

1.多方交流，爭取好結(jié)果

在學生剛剛接觸智能機器人時，家長擔心智能機器人涉及的知識太專業(yè)，學習智能機器人投入太多時間從而影響主課成績，如我們曾經(jīng)組織學生參加每年的中小學信息技術(shù)創(chuàng)新與實踐大賽，平時的45分鐘課堂時間肯定是不夠的，只好利用中午休息時間來調(diào)試機器人，還沒有上一個月，家長反映下午第一節(jié)課這些學生精神狀況不是很好，或者成績就有了波動，馬上有家長提出要退出參賽隊伍。由此可見，通過有實效的溝通換來家長對智能機器人教學的理解和支持是非常必要的。

2.解決困難，體現(xiàn)團隊關(guān)愛

剛開始，學生對學習智能機器人的意愿通常不會很強烈，教師須盡力幫助學生解決課堂內(nèi)外的實際困難，學生才會沒有后顧之憂參加智能機器人的學習，如學生想在家使用電腦，教師就要跟家長、學生進行溝通，保證規(guī)定時間段使用電腦。這個問題將使學生自主學習的天賦得到很好的發(fā)揮。

（三）求發(fā)展困難——提升教學效果

1.創(chuàng)設(shè)良好學習環(huán)境，從興趣入手

教師可以創(chuàng)設(shè)一個能給學生自我思考的時間、自我嘗試的空間、自我表現(xiàn)的學習場所。例如，通過搭建汽車來引導學生思考，哪些模塊可以設(shè)計成活動的？如果通過馬達和齒輪，動力怎樣實現(xiàn)傳遞是最合適的？這樣就可以把齒輪配比解釋清楚，其中所涉及的齒輪、傳動軸、模塊之間的摩擦力等知識點可以在實踐中傳授給學生，這樣的話，教學效果就會大大提升。

2.保持平常心，以鼓勵為主

當學生剛剛開始給智能機器人編寫程序時，他們會犯各種各樣的錯誤，如語法錯誤、拼寫錯誤、使用程序模塊錯誤等，教師應(yīng)耐心給學生介紹智能機器人設(shè)計過程中如何避免這種錯誤，應(yīng)給以學生寬容和鼓勵，培養(yǎng)他們的自信心，激發(fā)他們的學習興趣，相信未來他們也會給你帶來不一樣的驚喜。

3.構(gòu)建新的知識體系，改變學習的方法

智能機器人的知識點之間是相互聯(lián)系的，是一個不斷遞進學習的整體，教師需根據(jù)學生情況，不斷調(diào)整知識點的難度，才能幫助學生找到各個知識點聯(lián)系的線索，幫助學生建構(gòu)知識體系，以便于學生根據(jù)相關(guān)知識體系進行更深入地學習，如智能機器人既包含軟件編程又包含硬件，其中編程包含了兩方面，分別是：軟件編程和機器人編程。初學者可以學習從圖形化編程“編程貓”入門，再逐步過渡到如Python代碼編程的學習。在編程教學體系的大背景下，不結(jié)合學生能力情況去講解知識點，不注重知識間的前后聯(lián)系，會造成學生編程知識點的“人為”割裂。

二、教師“教”的能力要求和提升途徑

（一）教育要改變，教師要先成長

教育要改變，教師要先成長，這一點已經(jīng)逐漸成為教育界的共識。智能機器人教育要從理想落地于每日的實踐教學，教師就要在理念與素養(yǎng)上進行靈活地自我更新與重塑。由此可見，要推進智能機器人教學開展就必須首先打造一支富有學習力、充滿創(chuàng)新力、敢于向前奮進、打破思維桎梏、擁有跨文化視野和能力的教師隊伍和管理隊伍。

（二）個人教學素質(zhì)要高

進行智能機器人教學教師本身應(yīng)該具備較高的教學素質(zhì)，如表達能力、應(yīng)變能力、解題能力都應(yīng)該較強。在熟悉智能機器人教學的同時，也要熟練掌握智能機器人教學的知識體系以及解題方法。作為指導教師應(yīng)該知曉學生思維的特點，掌握學生學習中的難點，適時提供合適的指導，引導學生了解智能機器人的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理，解決學習中的困難，同時提高學生的綜合素質(zhì)能力。

（三）教學要準備充分

智能機器人的價格昂貴，更新速度快，教師可以先到智能機器人仿真平臺進行學習，通過仿真平臺在計算機上模擬出真實環(huán)境下智能機器人的調(diào)試與控制。再購買少量的真實機器人器材在學習后期進行實踐使用，在真實的實踐活動中進一步檢驗所學的理論知識。在教學中，首先根據(jù)圖紙搭建機器人；其次利用編程軟件，根據(jù)地圖編寫程序；最后通過數(shù)據(jù)線下載到學生搭建的機器人中，學生就可以看到機器人按照程序沿著規(guī)定路線移動，學生的興趣就被激發(fā)起來。

教師設(shè)計多層次、多角度學習任務(wù)幫助學生形成符合個人特點的思考和解決問題思維方式，引導學生以正確的態(tài)度面對調(diào)試中出現(xiàn)的“挫折”和“錯誤”，鼓勵學生勇于嘗試、勇于改進，從而在不停試錯的過程中一步步提高學生的自主動手能力。

（四）發(fā)揮教研組集體的力量

每個學校的信息技術(shù)教研組都是各種人才匯聚的地方，每位教師都有自己擅長的學科領(lǐng)域，在智能機器人教學中將內(nèi)容合理分塊，安排熟悉該領(lǐng)域的教師負責，分工協(xié)作，可以發(fā)揮集體的優(yōu)勢，提高智能機器人教學效率。

智能機器人教學是一項非常艱難的工作，在教學過程中學生可能會讓教師失望、沮喪，甚至迷失方向，這就需要教師在智能機器人教學中能秉承著“積跬步以至千里”的教學態(tài)度穩(wěn)步推進，一步步堅持走下去。智能機器人教學適用于跨學科知識的綜合應(yīng)用，教師應(yīng)積極引導學生從科學、技術(shù)、工程、數(shù)學（STEM）跨學科的角度設(shè)計和分析方案，實現(xiàn)學生深層次學習和理解性學習，整合多學科領(lǐng)域知識點，培養(yǎng)學生的思考能力、動手能力、創(chuàng)新能力，讓人工智能的種子在學生的心中萌芽。