通過機器人教育探索人才培養新模式

李欣

摘 要：近年來，教育信息化的新載體——智能機器人正在走進中小學課堂、走進基礎教育。在中小學推進智能機器人教育對提升中小學生的創新意識和實踐能力，具有重要的現實意義，對我國智能機器人領域的科技創新和發展，也具有重要的戰略意義。

關鍵詞：智能機器人 創新能力 實踐能力

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）04-0089-01

近年來，教育信息化的新載體——智能機器人正在走進中小學課堂、走進基礎教育。在中小學推進智能機器人教育對提升中小學生的創新意識和實踐能力，具有重要的現實意義，對我國智能機器人領域的科技創新和發展，也具有重要的戰略意義。

我校2010年開始開展機器人教學與競賽活動，經過幾年來的探索與實踐，深刻感受到這項活動對學生的發展意義深遠。它能提高學生的動手能力、實際解決問題能力、思維能力、創新能力、協作能力、獲取信息、處理信息和應用信息的能力，使學生在學習機器人的過程中信息素養得以有效提升。

信息時代下，無論是高素質勞動者、專門人才，還是拔尖創新人才，信息素養和創新思維都是不可或缺的基本要素。智能機器人引入到中小學教學活動，有利于培養青少年從小對機器人產生積極興趣并激發創新思維和創造意識，從而積極實踐。

1 興趣入手，調動學生的積極性

興趣是最好的老師，學生正處于生長發育期，對外界的任何事物都充滿了好奇，尤其對智能機器人這種通過程序控制，能夠自動完成各種功能的機械裝置更是充滿了求知的渴望，老師要充分利用學生這種對未知事物的探索欲和求知欲，通過現場操作演示、播放錄像等形式，讓他們了解智能機器人的概念和工作方式，破除學生對機器人的神秘感，進一步激發起學生的學習興趣。如在樂高機器人教學中，教師可以現場搭建一個機器人，輸入一些簡單命令，讓它完成走特定路線、遇障礙轉彎、抓起物體送到目的地等動作，也可以播放一些網上上傳的比較有創意的樂高機器人作品錄像，拓寬學生的思路，進一步激發學生的想象力和創造力。

2 由易到難，理論和實踐相結合

雖然學生的學習熱情很高，但要真正做出一個能順利完成特定任務的機器人卻并不容易，因為機器人涉及機械、電子結構、信息技術、電腦應用等多方面的綜合知識，在操作之前，首先對他們進行機器人基本原理的通識培訓，讓他們了解智能機器人各種傳感器和驅動裝置的作用。理解體會程序是智能機器人的靈魂，了解機器人是怎樣在人的指揮下工作的，這個過程是循序漸進的，學生可以邊實踐邊學習。如在樂高機器人學習中，教師可以先講各種零件的搭建方法和驅動電機、控制器的使用方法，然后讓學生搭建一個簡單的機器人，完成直行、轉彎等簡單動作。學生在動手操作的過程中，通過自己的努力和思考，看到自己搭建的機器人順利完成各種動作，親身體驗抽象的理論變成了觸手可及的作品，加深了對理論知識的理解，體驗到成功的快樂。在這個基礎上，教師可以向學生逐步講解傳感器和傳動裝置的工作原理和方法，以及如何根據傳感器的反饋狀態進行編程，通過機器人編寫程序學到科學而高效的思維方式，提高邏輯思維能力、規劃能力，提高學生分析問題和解決問題的能力。

3 開放性教學，鼓勵學生自主創新

傳統的教學方式傾向于就一個給定的問題，告訴學生一個既定的答案，限制學生天性的發揮，學生往往處于這樣一種感覺狀態：解決問題的方法只有一個。這樣，學生的創造性得不到開發，只會被動接受已有的知識體系，而不去主動探究、思考問題。而開放性教學則不事先設置標準答案，鼓勵學生用不同的方法達到同一個目標，從而充分發揮學生的想象力、創造力，培養學生的開放性思維。比如在為學生設計“機器人過障礙”這一活動時，制定的規則是機器人每找到一個障礙物可以得2分，而找到障礙物后，需要學生為機器人設計一個“動作”，表示機器人發現了障礙物。“動作”具體表現由學生自行設計，可叫、可轉、可唱、也可舞蹈，規則不作要求。設計的“動作”越符合障礙物所在地實際場景，越有創意，得分越高。這是個開放題，主要考察學生的觀察力、想象力、應變能力，還有編程知識、動手能力等。學生可以獨立思考，也可以分組討論、分工協作，通過鼓勵學生主動探索、動手實踐，學生的團隊合作意識和創新性思維得到了充分的發揮。

4 分層教學，兼顧不同層次學生的需要

由于每個學生的先天條件、環境和教育的影響以及個人的努力程度等方面的差異，致使相同年齡段中的學生身心發展水平有所不同。“分層教學”是指教師根據學生的認知水平分成不同層次，有針對性地開展教學活動，滿足學生的不同需求，使學生在各自的基礎上都能有所提高。對于基礎比較好，思維活躍、接受事物快，學習興趣濃的學生，可以提出比較高的要求，布置一些有挑戰性的任務，代表學校參加各類機器人競賽，盡可能地挖掘他們的潛能。對于基礎比較弱，各方面表現一般的學生，主要是培養他們的興趣、調動學習的積極性，打好基礎。

把智能機器人作為信息技術課的內容之一列入中小學信息技術教育課程，這種形式正在形成期。開展機器人教育，有助于克服信息技術教育的一些弊端。如片面強調軟件工具應用技能的學習而造成的程序設計思維素質培養的缺失，以及重“軟”輕“硬”、重模仿輕創新、重實踐輕理論等。其創新性、實踐性、發展性非常強，相信會在教育內容和教育形式等方面給我們帶來更多的驚喜與期待。

（濟寧喬羽小學，山東 濟寧 272005）

參考文獻：

[1]李鳴華.機器人教育的教學設計[J].中國電化教育，2007，（8）.endprint