“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下高中機器人教學(xué)模式探究

耿楓 尚防亞

摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，我國教育行業(yè)迎來新的挑戰(zhàn)，“人工智能”出現(xiàn)在“十三五”規(guī)劃綱要中后，對“人工智能”的應(yīng)用提出進一步要求，需要在中小學(xué)有序推廣機器人教育，從而使學(xué)生在中小學(xué)階段就可以接觸到“人工智能”，進而對“人工智能”相關(guān)知識產(chǎn)生興趣。而在高中機器人教學(xué)模式中，需要對教學(xué)活動結(jié)構(gòu)框架以及具體的活動程序進行深入研究和討論，從而在宏觀上將教學(xué)活動進行整體掌控，并將教學(xué)活動中各要素間關(guān)系、功能捋順，與此同時，具體的活動程序也更要體現(xiàn)教學(xué)模式的可實踐性和有序性。下面就“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下高中機器人教學(xué)模式進行深入探究。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+教育；高中；機器人教學(xué)；模式；探究

一、引言

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，我國教育領(lǐng)域需要打破傳統(tǒng)教育理念，創(chuàng)新教育思想，將互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢充分發(fā)揮，為學(xué)生打造不一樣的教育平臺，豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，推動其在“人工智能”的引領(lǐng)下，樹立正確的科學(xué)觀和學(xué)習(xí)觀，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)技術(shù)的探究興趣。當(dāng)前國內(nèi)外機器人教育現(xiàn)狀存在較大不同，需要教師明確當(dāng)前的機器人教育情況，從而探究出最適合高中的機器人教學(xué)模式，如理論結(jié)合實際，突出學(xué)生學(xué)習(xí)主體；開展主題剖析，引導(dǎo)學(xué)生自主剖析；創(chuàng)建互動課堂，推動學(xué)生合作交流；確定探究目標，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力；靈活學(xué)習(xí)模式，滿足學(xué)生求知需求；多元評價方式，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)成就感；以及應(yīng)用多種研究法，順利開展教學(xué)活動，等等，最終有效培養(yǎng)高中生的科學(xué)素養(yǎng)，順利完成教育目標。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下提出機器人教育的背景

在西方發(fā)達國家，機器人教育不僅要求學(xué)生學(xué)習(xí)機器人相關(guān)知識，同時機器人也開始為課堂教學(xué)提供服務(wù)，并且在中小學(xué)都開設(shè)相應(yīng)的機器人教育課程。在我國，機器人教育起步較晚，并且并沒有成為必修課程，更多是以社團課程或者興趣愛好課程存在。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式出現(xiàn)，機器人教育逐步引起教育界重視，尤其是在經(jīng)濟更為發(fā)達的國際都市，都已經(jīng)開展了機器人教育課程，增加人工智能普及課程，但當(dāng)前機器人教育并沒有被列為必修課，還是以社團等非統(tǒng)一課程內(nèi)容的形式存在。

三、機器人教育的優(yōu)勢和意義

（一）利于學(xué)生工程思維和計算思維的培養(yǎng)提升

學(xué)生在學(xué)習(xí)機器人理論知識后，會動手設(shè)計并搭建機器人，這個理論轉(zhuǎn)為實踐的操作過程中，需要學(xué)生有一個整體規(guī)劃，并將整體規(guī)劃進行再一次的細化，分成不同的小模塊，一步步解決。其中將涉及計算機編程知識，這時就需要學(xué)生有計算思維引導(dǎo)，有效優(yōu)化整個編程策略；在機器人教育中多采用項目式和小組式教學(xué)模式，學(xué)生間會有一定的比拼，這時，學(xué)生需要在對機器人進行模擬設(shè)計時，對機器人系統(tǒng)，整體結(jié)構(gòu)以及流程步驟等有一個整體安排，這時將培養(yǎng)學(xué)生的工程思維，利于其結(jié)合實際情況做出最佳的策略判斷。

（二）利于打破傳統(tǒng)大班式教學(xué)模式，開啟個性化教學(xué)

傳統(tǒng)學(xué)科知識教學(xué)時，多采用大班式教學(xué)模式，由教師在講臺前將理論知識講解給學(xué)生知道，學(xué)生在課桌前記筆記，并在為數(shù)不多的實踐中應(yīng)用。而機器人教育則將打破傳統(tǒng)的大班式教學(xué)模式，開啟個性化教學(xué)模式，主要模式為項目式教學(xué)或者小組合作教學(xué)模式，重點突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，教師作為輔助的角色存在。教師根據(jù)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)進度做適合的教學(xué)引導(dǎo)，針對學(xué)生出現(xiàn)的問題，進行針對性指導(dǎo)，體現(xiàn)“點對點”教學(xué)，利于不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生都能得到專項指導(dǎo)，最終在實踐中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)探究能力，助力學(xué)生綜合發(fā)展。

（三）推進人工智能教育發(fā)展

人工智能是一門以計算機科學(xué)為基礎(chǔ)，由多個學(xué)科知識融合后，研究開發(fā)用于模擬人的智能的理論和方法，是一門新的學(xué)科。人工智能領(lǐng)域包括機器人、語言識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。高中生在參加機器人教育時，會了解并學(xué)習(xí)簡單的機器人設(shè)計方法，從而在實踐中將物理、數(shù)學(xué)、科學(xué)以及技術(shù)等多學(xué)科知識融合后應(yīng)用，進而對人工智能有進一步的學(xué)習(xí)和理解，將有效推進人工智能教育發(fā)展。

（四）符合國家對人才的培養(yǎng)目標要求

從國家不斷對教育出臺各種治學(xué)政策中可以看出，當(dāng)前國家及社會對人才的需求標準越來越高，其中教育目標更明顯指出，要全面培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，發(fā)展各學(xué)科素養(yǎng)，助力學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀，養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣。在高中機器人教育中，其主要是采用項目式教學(xué)或者小組合作教學(xué)模式，在這樣的先進教學(xué)模式中，學(xué)生的自主探究能力，合作探究能力以及團隊協(xié)作能力都將得到有效培養(yǎng)。為此，在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，機器人教育優(yōu)勢是顯而易見的，其教育意義更是巨大，符合國家對人才的培養(yǎng)目標要求。

四、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下高中機器人教學(xué)模式探究

（一）理論結(jié)合實際，突出學(xué)生學(xué)習(xí)主體

理論結(jié)合實際，突出學(xué)生學(xué)習(xí)主體，這是基于高中生的學(xué)習(xí)能力和機器人教育理念提出的教學(xué)思想。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，只有當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力發(fā)揮作用時，其才能指導(dǎo)學(xué)生對機器人教育內(nèi)容產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，進而形成探究想法，不斷研究學(xué)習(xí)，獲得良好學(xué)習(xí)效果。與此同時，為使得教學(xué)效果更突出，學(xué)生的學(xué)習(xí)主體作用充分發(fā)揮，機器人教學(xué)內(nèi)容要堅持層層遞進式教學(xué)原則，從學(xué)生熟悉的現(xiàn)實生活出發(fā)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生營造適合的生活化情境，以便于在最大程度上激發(fā)學(xué)生的探究興趣，為下面的機器人教學(xué)做好良好鋪墊。有研究表明，當(dāng)處于熟悉環(huán)境中時，人的情緒是放松的，精神伸展性良好，可以將日常忽略的知識點再一次進行應(yīng)用提煉，發(fā)現(xiàn)更多可用知識點，進而在機器人教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)時，可以輕松掌握。在以往的教學(xué)活動匯總，每一次教學(xué)活動開展前，教師都需要針對學(xué)生的能力特點設(shè)定教學(xué)目標，但在機器人教育中，則需要重點突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，學(xué)生根據(jù)教師理論教學(xué)內(nèi)容，開始模擬練習(xí)，并積極地投入到機器人教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)中，進而最大限度地使學(xué)生的創(chuàng)造力激發(fā)，獲得更好教學(xué)效果。

（二）開展項目剖析，引導(dǎo)學(xué)生自主剖析

開展項目剖析，引導(dǎo)學(xué)生自主剖析，這是基于教育學(xué)家陶行知的教育思想提出的教學(xué)思想。著名教育學(xué)家陶行知先生曾經(jīng)表達過這樣的教育思想：任何有效發(fā)明的出現(xiàn)，都需要有一個“問”來啟發(fā)。簡單而言，當(dāng)有問題提出時，才會有想要解決問題的想法，進而將問題有效解決，獲得成功。在高中機器人教學(xué)中，這樣的教學(xué)思想同樣適用，若學(xué)生對機器人教學(xué)知識沒有一個想要提問的想法，那么其創(chuàng)新思維將難以發(fā)揮作用，最終學(xué)生對機器人相關(guān)知識的學(xué)習(xí)是無用的，并不會為學(xué)生帶來有效的學(xué)習(xí)引導(dǎo)[3]。在高中機器人教學(xué)中，教師需要將以往“教”的方式進行革新，不再是單純在教師講解，學(xué)生學(xué)習(xí)并練習(xí)應(yīng)用模式，而是教師設(shè)計一個項目剖析活動，以問題為導(dǎo)向，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)積極的問題情境，推動學(xué)生在學(xué)習(xí)中尋找問題答案，在尋找答案過程中，發(fā)現(xiàn)新的問題。在問題提出解決這個良性循環(huán)下，學(xué)生對機器人技術(shù)知識會有新的認知，將打開機器人技術(shù)知識的大門，從知識的外圍，到知識內(nèi)部，逐步從“聽學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤疤岢鰡栴}、解決問題”，在這樣敢于“問”的新型學(xué)習(xí)模式下，有效提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)力，提高學(xué)生的創(chuàng)造力和探究力，培養(yǎng)學(xué)生的工程思維和創(chuàng)造思維。

（三）創(chuàng)建互動課堂，推動學(xué)生合作交流

創(chuàng)建互動課堂，推動學(xué)生合作交流，這是基于提升機器人技術(shù)教學(xué)質(zhì)量而提出的教學(xué)思想。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)活動中，學(xué)生一直處于被動學(xué)習(xí)狀態(tài)，教師講多少知識，學(xué)生學(xué)習(xí)多少知識，教師安排什么樣的習(xí)題練習(xí)，學(xué)生就按部就班地完成，并沒有深入研究課堂學(xué)習(xí)知識的深層內(nèi)容，更對練習(xí)題的完成價值沒有過多關(guān)注，導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)造思維和探究思維一直處于沒有激發(fā)的狀態(tài)。在互動課堂教學(xué)氛圍中，學(xué)生的心情是愉悅的，心理壓力是最小的，可以勇敢地嘗試一直沒有嘗試的做法，更利于學(xué)生創(chuàng)新思維發(fā)揮作用。在機器人教學(xué)活動中，不僅要學(xué)生間進行積極互動，教師與學(xué)生間也要積極互動，教師有效引導(dǎo)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生主動性與積極性，最終有效培養(yǎng)并提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。機器人理論知識講解時，需要學(xué)生對物理知識、科學(xué)知識、數(shù)學(xué)知識以及工程類知識等多個學(xué)科知識都有一定的掌握，并且將這些學(xué)科知識進行融合后應(yīng)用到機器人模擬設(shè)計中，但一部分學(xué)生僅了解一部分知識或者知識學(xué)習(xí)深度不夠，并不能很好地學(xué)習(xí)并理解機器人理論知識，這時，教師創(chuàng)建的互動課堂將會充分發(fā)揮教學(xué)作用，為學(xué)生間、教師間搭設(shè)交流平臺，利于學(xué)生交流、討論、合作。

（四）靈活學(xué)習(xí)模式，滿足學(xué)生求知需求

靈活學(xué)習(xí)模式，滿足學(xué)生求知需求，這是基于創(chuàng)新原有教學(xué)模式而提出的教學(xué)思想。在原有的教學(xué)活動中，教師都是先制定教學(xué)模式，接著，教師按照既定模式進行教學(xué)活動，這樣的規(guī)劃性教學(xué)模式雖然在其他傳統(tǒng)學(xué)科教學(xué)中取得良好的應(yīng)用效果，順利指導(dǎo)學(xué)生掌握學(xué)科知識，并培養(yǎng)了學(xué)科素養(yǎng)。但在機器人教育中，這樣的規(guī)劃性教學(xué)模式卻存在較大弊端，首先就不利于學(xué)生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)與發(fā)展，更不符合機器人教育思想[4]。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代背景下，高中機器人教學(xué)模式需要創(chuàng)新，采用靈活的學(xué)習(xí)模式，從而滿足不同學(xué)習(xí)能力，不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。高中生存在較大的個體差異性，對新知識的學(xué)習(xí)正處于摸索階段，這就導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力較強，思維較為活躍的學(xué)生可以獲得更好的學(xué)習(xí)效果，而對于一部分學(xué)習(xí)能力較弱，思維活躍不佳的學(xué)生而言，其難以在同樣的學(xué)習(xí)時間下，將機器人技術(shù)知識學(xué)懂、學(xué)會。機器人技術(shù)相較于其他學(xué)科知識學(xué)習(xí)特點來看，具有高抽象性、高邏輯性、高技術(shù)性等特點，教師在開展機器人技術(shù)教學(xué)活動時，若按照規(guī)劃性教學(xué)模式進行按部就班式教學(xué)，則將會使得教學(xué)進度出現(xiàn)偏差，一部分學(xué)生沒有學(xué)夠，一部分學(xué)生還難以消化。為此，高中學(xué)校在確定機器人教學(xué)模式前，可以利用互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢發(fā)起一個討論話題，收集學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)觀點，并邀請學(xué)生就機器人教育模式開展方式進行積極討論，并提出合理化建議。學(xué)校針對學(xué)生提出的合理化建議進行研究討論，最終確定符合學(xué)生心理需求的教學(xué)模式，順利開展教學(xué)活動，滿足學(xué)生的求知需求。項目式教學(xué)模式和小組合作教學(xué)模式都是較為適合高中生學(xué)習(xí)機器人知識的教學(xué)模式，可以滿足不同學(xué)生的不同學(xué)習(xí)需求，并且獲得良好的學(xué)習(xí)效果。機器人教學(xué)與其他學(xué)科教學(xué)存在的最大區(qū)別是，教師要明確以激發(fā)學(xué)生對機器人技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣為主的教學(xué)目標，接下來的教學(xué)活動、教學(xué)手段都是為不斷激發(fā)學(xué)生探究興趣而存在的，這樣學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新性思維將一直發(fā)揮作用，推動學(xué)生自主學(xué)習(xí)并掌握機器人技術(shù)。

（五）多元評價方式，滿足其學(xué)習(xí)成就感

多元評價方式，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)成就感，這是基于將機器人教學(xué)價值最大化而提出的教學(xué)思想。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，高中生對機器人技術(shù)的學(xué)習(xí)并不僅局限在學(xué)校開展的教學(xué)活動中，學(xué)生可以利用課余時間，在互聯(lián)網(wǎng)上搜索與機器人相關(guān)的理論知識和實踐應(yīng)用案例，增加機器人知識儲備，從而在參加學(xué)校機器人教育時，可以有更優(yōu)秀的表現(xiàn)。與此同時，機器人技術(shù)學(xué)習(xí)評定方式也不能以理論知識考核或者以固定題目的實踐應(yīng)用考核下定論，而是應(yīng)該應(yīng)用多種考評手段對學(xué)生學(xué)習(xí)機器人技術(shù)的效果進行綜合評價[5]。在多元評價中，不同學(xué)生都會找到適合自己的考核方式，進而獲得不一樣的學(xué)習(xí)成就感。比如說，在機器人技術(shù)教學(xué)中，為更好地激發(fā)學(xué)生的探究興趣，教師一般會按照一定標準將學(xué)生分成不同的學(xué)習(xí)小組，并在每一次教學(xué)中以小組為教學(xué)單位。如當(dāng)教師提出教學(xué)問題時，小組成員需要就問題進行積極討論，并形成討論結(jié)果后，由一名學(xué)生進行展示。在小組討論中，學(xué)生的分工是明確的，有的學(xué)生負責(zé)理論知識指導(dǎo)，有的學(xué)生負責(zé)動手操作實踐，還有的學(xué)生負責(zé)統(tǒng)籌管理。由此可見，在機器人技術(shù)學(xué)習(xí)中，每一名學(xué)生的收獲也是不一樣的，這時，若教師采用統(tǒng)一的考評方式，則學(xué)生的評價感受也將會不同?；诖耍處熜枰匾晫⒃u價多元化，讓每一名學(xué)生都有展示的機會，并引導(dǎo)學(xué)生自評和互評，將傳統(tǒng)的考核意義優(yōu)化成技術(shù)交流大會，有效引導(dǎo)學(xué)生將機器人知識掌握。此外，教師還需要重視將學(xué)生的展示成果上傳到校園網(wǎng)中，鼓勵全校學(xué)生參與評價，進而在校園中營造良好的機器人技術(shù)學(xué)習(xí)熱潮。

（六）以多種研究法，順利開展教學(xué)活動

以多種研究法，順利開展教學(xué)活動，這是基于教學(xué)方式靈活性提出的教學(xué)思想。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，高中機器人教育可以利用互聯(lián)網(wǎng)的便利性等優(yōu)勢，收集更多的理論性知識內(nèi)容，在理論知識的帶領(lǐng)與指導(dǎo)下，可以為高中機器人教學(xué)模式的研究提供更多助力，積極借鑒他人優(yōu)秀的教學(xué)成果與教學(xué)案例，定位自身的教學(xué)模式研究方向和具體的研究方法。在高中機器人教學(xué)模式探究中，主要可以從以下幾個方法入手：第一，行動研究法。機器人教育提倡學(xué)生動手操作，此方法可以有效突出學(xué)生的學(xué)習(xí)主體，充分調(diào)動學(xué)生對機器人技術(shù)的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)其學(xué)習(xí)探究想法與興趣，進而在行動中深入學(xué)習(xí)并體會理論知識應(yīng)用，最終獲得良好學(xué)習(xí)效果。第二，案例研究法。國外發(fā)達國家已經(jīng)有了較為成功的機器人教學(xué)模式，可以借鑒這些典型案例，對其開展模式進行深入研究，從而取其精華，結(jié)合當(dāng)前我國機器人教育現(xiàn)狀，進行合理借鑒。第三，經(jīng)驗總結(jié)法。雖然當(dāng)前我國高中教育階段開展機器人教育的課程較少，但其卻也為探究機器人教學(xué)模式提供了較多有價值的教學(xué)經(jīng)驗，將這些經(jīng)驗歸納、總結(jié)，最終合理應(yīng)用。

五、結(jié)束語

總而言之，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，高中機器人教學(xué)模式的順利應(yīng)用，將會為學(xué)生開創(chuàng)不一樣的學(xué)習(xí)空間，使其認識到“人工智能”的應(yīng)用前景，進而對機器人教學(xué)產(chǎn)生積極的學(xué)習(xí)興趣。教師從學(xué)生的角度思考問題，并設(shè)計問題，靈活學(xué)習(xí)模式，將學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性充分調(diào)動，強化教學(xué)效果的同時，也順利引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的科學(xué)觀和價值觀，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，最終成長為綜合能力俱佳的新世紀人才。

作者單位：耿楓? ? 尚防亞? ? 山東省濟寧市育才中學(xué)

參? 考? 文? 獻

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