論機器人教育與信息技術的關系及作用

李華安

提起機器人教育，很多家長和學生都有所耳聞，但又不甚了解。說到機器人教育，不得不說說機器人技術以及它與信息技術的關系。機器人技術綜合了多學科的發展成果，代表了高新技術的發展前沿，機器人技術融合了電子、造型、傳感器、機械、計算機軟硬件、人工智能等當今多項領域的先進技術，它不僅體現了對未來科技發展的認識，也是培養新世紀人才的重要舉措。引入機器人的教學將給中小學的信息技術課程增添新的活力，成為培養中小學生綜合能力、信息素養的優秀平臺。從發展的眼光來看，機器人肯定會越來越普及。比爾蓋茨就曾預言說：“未來家家都有機器人！”。隨著信息技術教學課程的深化和人工智能技術的開展，在信息技術課堂教學中滲透機器人學科常識與機器人使用遠景方面的教學已勢在必行。將來會有不斷增加的中小學生接觸到機器人，機器人教育也會越來越遍及，并且可以學到比計算機更全面的常識，除了可以學到編程語言、程序設計以外，還能學到機電方面的常識，所以機器人進入中小學信息技術課堂教學是當今科技開展的一個必然趨勢。

機器人教育是指通過組裝、搭建、運行機器人，激發學生學習興趣、培養學生綜合能力。能有效鍛煉孩子思維邏輯性，解決問題的能力，動手能力，提高專注力，塑造孩子空間思維與創造性。機器人教育通過專門課程的方式，讓孩子了解機器人軟件工程、硬件結構、功能與應用等方面的基本知識。拼裝多種具有實用功能的機器人，進行機器人程序設計與編寫，使所有學生普遍掌握關于機器人的基本知識與基本技能，讓孩子掌握事物背后的原理，解決孩子對事物探索的好奇心。培養對人工智能技術的興趣，真正認識到智能機器人對社會進步與經濟發展的作用。

日本、韓國、俄羅斯、歐美等一些發達國家高度重視機器人學科教育對高科技社會的作用和影響，已在信息技術課與課外科技活動開設了有關機器人的課程內容。機器人教育進入中國，雖然發展速度很快，一些地方已試行將機器人教育作為選修課進入課堂。但是總體來說我國的機器人教育還是相對滯后的，許多家長對于機器人教育這個名字還是很陌生的，因此，中國許多家長對于機器人教育的理解上就是“玩”。我國要趕超世界教育先進水平，必須大力加強機器人教育。習近平主席強調：落后就要挨打，發展才能自強。在發展和改革的關鍵時期，空談誤國，實干興邦。要實現中華民族偉大復興的“中國夢”，我們比任何時候都需要創新型人才，人才需要培養，而機器人教育無疑是最佳途徑之一。開展機器人教育，有助于使我們在機器人時代走向世界前列。

在我國灌輸式的教育是傳統的教育模式，學校里的孩子就像窯場里制造磚頭一樣，是一個模子里造出來的，我們推崇學生與老師保持高度一致，標準答案只有一個，行為模式也只有一個。在這樣的學習模式與環境下，孩子哪來的想象力和創造精神呢？不僅如此，孩子的學習主動性很難被調動起來，學起知識來更加的枯燥與乏味，這樣不是正與家長將孩子送到學校學習的初衷相反了嗎？通過機器人教育，在機器人搭建過程中，需要涉及物理、數學、工程結構上的原理，孩子得考慮各方面的因素繪制設計藍圖，然后才能用零件搭建出自己設計的機器人。這就要求孩子具備細致的觀察力。漸漸地，孩子會發現不僅自己的動手能力提高了，見識也增長了。從此，孩子面對學習更有自信。在設計機器人的過程中，孩子的思維需要在虛實空間中靈活轉換，鍛煉了孩子的抽象思維，為未來孩子深入學科學習打下堅實的基礎。

機器人教育是一個讓學生更加自信的教育。機器人的課堂是由無數個大小任務組成的課堂，每一位學生，無論他多么的不自信，也無論他的文化學習成績多么的不好，在機器人活動過程中都會因為能夠完成與他相適應的任務而充滿自信，每一個人都會體會到：“我行！”。

機器人教育中非常重要的一點就是邏輯編程。機器人是通過一整套嚴密的程序來實現設計者的要求的。因此，只有經過嚴謹而周密的思考，編寫出一套好的執行程序才能達到自己的設想，讓機器人按照自己的意愿來行動。這種邏輯思維能力對孩子的智力發展非常重要，是機器人教育中最重要的一種能力培養。學習型機器人的邏輯編程軟件不是生澀難懂的各種代碼，而是形象生動的圖形化界面，使得對孩子的邏輯思維訓練變得更加容易。一堂科學性、趣味性、互動性十足的機器人編程課會讓孩子親身感受到科技的魅力與神奇。

機器人教育是一個讓學生提升智能（智力）水平的教育活動，美國教育學教授霍華德·加德納將人的智能（智力）分為言語智能、邏輯數學智能、空間智能、肢體動覺智能、人際智能、自省智能、觀察智能以及音樂智能這八個智能水平。除了音樂智能在機器人教育過程中表現的不是很明顯外，其它各個智能水平都可以機器人教育活動中得以體現和提高，如：在向同學介紹自己的作品和撰寫研究報告過程中提高言語智能;在程序設計和編寫過程中提高邏輯數學智能和空間智能;在動手實踐過程中提高觀察智能和肢體動覺智能;在協同合作中培養人際智能;在失敗的教訓中提升內省智能等等。加強動手能力的培養是開發孩子智力的重要方式。機器人學習就是一個完全由自己動手搭建、編程、調試、操作、運行的過程，對孩子的動手能力的培養比其他方式更全面、更豐富也更好玩，深受孩子的喜愛，是培養孩子動手能力的最佳途徑之一。

學生的能力結構通常有：想象力、創造力、創新力、耐挫折力、實踐能力、思維能力，發現、分析、解決問題的能力等，而每個學生的能力結構通常是參差不齊的，在機器人教育活動過程中，可以讓每一個孩子充分發揮自己的能力特長，并使這種能力得到進一步提升，最終達到全面發展。