論機器人教育在小學階段的應用

姚晨靜

摘要：近年來，機器人教育越來越受到國內外專家學者的關注，我校也與時俱進，特設了虛擬機器人校本課程。本文，淺談機器人教育的意義和措施。

關鍵詞：機器人教育；意義

一、研究背景

“你是我的小呀小蘋果，怎么愛你都不嫌多”，這是一首耳熟能詳的歌曲。那么，你見過跟著歌曲節奏起舞的機器人嗎？別驚訝，智能機器人目前正走進我們的生活。我校學生都對跳舞機器人非常了解。

隨著信息技術的日益發展，信息素養、綜合能力的重要性越來越得以體現。隨著新課程改革的步伐，小學信息技術的課程安排也與時俱進，加入了機器人編程的相關內容。根據我的教學經歷，以下談談關于機器人教育在小學階段的認識。

二、學習機器人課程有什么意義？

1.激發學習興趣。大多數大人聽到機器人三個字的反應是高端，難懂。但是，我們的孩子聽到的反應卻很可愛，機器人是人嗎？機器人要吃飯嗎？機器人要生寶寶嗎？我好想有個很厲害的機器人！從這些可愛的反應中，我們可以看出孩子們對機器人感興趣，想研究，想探索，想玩。可別小瞧這玩，玩中有大智慧呢。興趣是最好的老師，如果我們正確引導孩子，就算孩子最終沒研究出高端機器人或者參加比賽沒有得到好成績，但我相信這個探究的過程是很美麗的。我們都需要像保護小生命一樣，好好保護孩子的好奇心和興趣。

2.培養學生創造力，動手能力和想象力。機器人的學習一般包括結構的拼裝和程序的編寫。拼裝結構類似3-4歲幼兒即可玩的積木拼建。幼兒階段玩過了，小學階段再來玩玩，而且是更高級的玩法，鍛煉及提高動手能力的效果是很明顯的。另一方面，因為是孩子，孩子擁有無限的想象力，他們能根據主題來想象，然后進行搭建，創造力便具體化。

根據我在課外機器人輔導班的經驗，很多家長會有這樣的經歷：孩子搭建的作品，我們明明看不懂，也看不出像什么，但看到孩子那么自豪，熱情地他的作品和想法的時候，似乎有說不完的話語和滿滿的自豪感，家長們的反應都是一致的：我們要好好地共同地用心地守護這份純真。而這也體現了家長進步的愛。

3.培養邏輯思維能力。機器人學科除了設計到搭建，還涉及到編程。而編寫的程序又跟多學科有關：比如物理，數學，科學等，在理解程序的過程中，邏輯思維的能力也有所提高。比如，程序的結構必須是：主程序——循環——傳感器——條件分支——執行動作——結束。這樣的順序，由小學生來理解，可能需要花費很長時間。但當他理解透了，他的邏輯思維就形成了。當然，這里的程序編寫并不是像大學c語言那樣復雜，而是簡化的圖形化界面，學生更加通俗易懂，也更喜歡，另外可愛的編程界面也更加人性化。

三、機器人教育有哪些內容？

在實際生活中，人工智能早已被廣泛應用。例如，上天——登月探測，入地——廢墟搜救，排爆等。在日常生活中，也隨處可見，例如管理交通的智能檢測設備，交通警察經常使用的酒精檢測儀，酒店門口的紅外檢測門。

智能機器人，這一名詞并不陌生。那么，在小學階段，學生可以學的機器人內容包括哪些呢？

1.是關于智能機器人的理解。先初步了解機器人世界是怎樣的豐富多彩。這里可以提供案例：搬運機器人，搜救機器人，反恐機器人等。

2.分析機器人的構成：機器人本體和控制系統。機器人本體是機械部分，控制系統即計算機，相當于人的大腦。感知系統相當于人的五官。這些都會安排具體的章節學習

3.暢游編程樂園。以任務為主線，每個章節掌握一個語言結構。

四、小學階段機器人教育的預期效果？

目前，教育部電教館已經越來越重視機器人進學校。每年都會舉辦各式各樣的競賽比賽。這對學生而言是福音。一來，可以在競賽現場見識到各種智能機器人，集百家之長；二來，自己也有個切磋技藝的舞臺。這個競賽跟體育競賽類似，參與者會體驗到一系列復雜的情感經歷：緊張，遇到困難，想法解決困難，完成任務，無法完成任務等諸多心理情感，對其也是一種鍛煉。對于集體而言，比賽也是增強集體凝聚力的渠道，可以培養集體榮譽感。

總結起來，機器人教育具有以下幾方面的重要性：

1.學生能更多地了解機器人的相關知識，了解機器人的發展應用，理解機器人概念。

2.通過機器人課程的學習，學生能了解關于傳感器的知識。學習編寫簡單的程序，動手能力，協調能力和創造能力得到了培養。

3.機器人教學模式體現了學生的主體地位和老師的主導作用，有利于發揮學生的自主性，主動性。

4.體現了新課程改革的需要。機器人的學習跟語文數學英語這些學科學習的不同之處就在于，它不是用考試來檢查學校效果。它有自己的一套評價體系，沒有硬性的滿分及格分規定。由此可見，評價更加多元化。這也是順應現代信息社會評價體系發展的趨勢。

五、機器人教育的實踐情況

為了讓青少年學習，探索機器人，了解機器人的相關知識，引領他們走進機器人領域，為機器人科技的發展做出貢獻，一些機器人公司開發出了價格低廉，結構簡單，易于組合變成的機器人。這些機器人是高端機器人的縮小版。它與普通機器人的結構相似，但形狀小很多，可以像積木那樣拼裝搭建，也同樣具有傳感器，控制器，但是這些元件價格比較低廉。一般不適用于完成實際的探險救人服務的任務，但是對于開展研究、教學、探索、實驗，卻有舉重輕重的作用。

小學階段引進機器人教育，重在培養學生的信息素養，提升綜合素質。機器人只是一個手段、媒介，相當于換一個有趣的方式來促進信息素養的培養。機器人教育走進中小學必然成為趨勢。

目前，學校學習機器人的途徑主要是機器人課或者稱第二課堂，機器人作為一個第二課堂是非常有趣和有用的。但是，因為師資和設備所限，一個機器人課堂能收納的學生并不多，大概十來個。根據學生們的反應，學習機器人課程并不會影響到其他學科的學習，機器人課堂一般的授課模式是：教師先講解主要內容，接著布置任務，學生操作，教師巡視幫助。

參考文獻：

[1]蔡自興.機器人學.北京.清華大學出版社，2000