機器人教育在中小學的應用初探

魏嘯天

摘要：本文在闡述機器人對中小學生培養意義的理論基礎上，結合課堂教學實例，對機器人教育在中小學信息技術中的應用作了嘗試性探索。

關鍵詞：中小學；機器人教育；信息技術

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）06-0101-02

中小學智能機器人教育現狀

1.課程標準中提出了培養目標

在《義務教育階段信息技術課程綱要》中，各個學段都對機器人教學目標有明確的要求。這些課程目標的設置，意味著我國的人工智能教育在大眾化、普及化層面躍上了一個新的臺階。

2.中小學機器人競賽及教學狀況

開展各種展示和競賽活動是普及機器人教育的一個重要途徑。國際上最早的機器人競賽可追溯到20世紀末，我國機器人競賽的起步較國際比賽稍晚幾年。近年來，國內機器人競賽發展迅速，比賽規則和項目也逐步與國際接軌。

近幾年，在沿海發達地區，如上海、廣東、浙江、江蘇等許多有條件的中小學校相繼開展了機器人教學研究，教學成果顯著。通過多年的摸索，參加教學實驗的教師得出了普遍結論：智能機器人進入中小學課堂完全可行，而且效果顯著。

在機器人教學開展中存在的問題分析

雖然機器人教育已經越來越被人們所關注，機器人的各項活動在中小學校中得到一定程度的開展，但存在的問題也不容忽視。

1.機器人教育偏離教學目標

機器人競賽的目的，一是為了推動機器人技術的發展，二是為了培養學生的科學素養。但目前國內的競賽對學生創新意識和能力的重視還不夠，在機器人競賽日趨白熱化的情況下，機器人的教學逐漸偏離了其原來的方向。機器人教學受投入經費過少、過于重視競賽成績、師資力量不夠等諸多因素的影響，教學內容變成以競賽為主，教學對象變得“小眾化”，似乎機器人教學只為了競賽而存在和發展。

2.缺乏科學規劃與教學設計

目前機器人教學的“教材”質量不高，大多屬于“產品說明書”或“用戶指南”式的，缺少課程與教學專家的參與和指導。開展機器人教學的形式也多以課外活動、興趣小組和不同類型的競賽為主，沒有充分發揮智能機器人的潛在教育教學價值。

3.教育機器人產品缺少規范

教育機器人的品牌十分繁雜，雖有不同的特色，但大多自成體系，互不兼容，開放度低。據不完全統計，目前國內的教育機器人產品有近20種，其中常見的產品如下頁表所示。但能適應不同學段、教學適用性強、性價比高的教育機器人產品仍然比較匱乏。

4.師資力量的匱乏

就目前已開展智能機器人教育的學校來看，其主要的指導教師就是信息技術教師。智能機器人教育涉及多個學科的知識，知識面比較寬廣，最核心的是電子技術、計算機技術知識及其綜合應用。但由于沒有專門的機器人教育專業，這使得我國基礎教育領域在機器人方面的師資嚴重不足。

規范機器人教育的可行策略

1.加強教師師資力量的培訓

為使機器人的教育從“小眾化”競賽逐漸向課堂教學普及，需要通過多種手段加強教師培訓。一方面，通過培訓使教師具備機器人教學能力；另一方面，觀念的革新更為重要，通過相關的培訓，使教師認識到機器人教學本身所能帶來的效果。各中小學都應培訓一支強有力的師資隊伍，才能使機器人課程成為中小學教育的有效組成部分。

2.將機器人教育與當前的基礎課程相結合

在九年制義務教育階段，機器人教育可通過相關的國家課程——信息技術、綜合實踐活動等，地方課程——科技活動等來實施；高中階段可通過通用技術、信息技術、研究性學習、科技活動等課程來實施。而通用技術課程中的“簡易機器人制作”選修模塊，則是學生在高中階級接受機器人教育的最好途徑。

3.探索機器人教育與其他課程內容整合

機器人教育的內容非常豐富，如果局限在一門課程內，學生習得的知識就會片面、不完整，如果能和其他課程內容整合在一起，學生所學的知識就會更加全面、生動、有趣。

例如，有關認識機器人的教學內容——機器人的概念、機器人的產生與發展、機器人的種類及應用等，都可與當前信息技術課程中許多教學內容相結合。在搜索引擎的學習、Word小報的編輯、PPT超鏈接和網站制作方面，教師應盡可能地穿插有關機器人方面的知識，要求學生搜集各種機器人的圖片、文字介紹等資料，瀏覽觀摩優秀作品，創造性地制作作品等，既能使學生了解并關注智能機器人的發展和應用狀況，又能培養學生搜集、加工處理信息的能力和創新能力。

又如，在程序編程教學方面，機器人的教學價值是毋庸置疑的，因為程序是智能機器人的靈魂。把信息技術課程中程序設計的教學內容與智能機器人程序設計結合起來，能避免編程的枯燥與乏味，使程序設計更具知識性、實踐性和趣味性。

結語

智能機器人教育為我們實施素質教育提供了一個具有可操作性的實踐平臺，正是由于中小學基礎教育在提高社會公眾科學素養上具有啟蒙性、基礎性和根本性的作用，所以智能機器人教育進入中小學將對我們的教育和教育改革產生深遠的影響。相信隨著機器人項目的普及，智能機器人將會與計算機一起成為信息技術教育的工具，共同承載起信息技術教學的任務，機器人教學與相關學科課程的整合也將會是機器人走向課堂教學的必然發展方向。

參考文獻：

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[2]張宗春.“智能機器人”引入課堂教學的思考[M].北京：電子工業出版社，2004.