如何利用機器人教育挖掘學生的創新潛能

摘 要：機器人教育是以創客教育為核心理念的一種教育方式，既有利于學生的全面發展，也有利于創新創業教育的實施。當前，我國各級教育都在探索機器人教育理念和方法，提出了多種教育思路，將機器人教育定義為未來教育的“新希望”。本文對機器人教育進行分析研究，提出機器人教育與挖掘學生創新潛能的適配性，同時結合相關教學案例，探索利用機器人教育挖掘學生創新潛能的具體措施，旨在促進我國創新創業人才培養。

關鍵詞：機器人教育；創新潛能；適配性；良好方式

作者簡介：劉戰爽（1977—），男，廣西壯族自治區河池市金城江區第三小學。

大力推動教育改革依然是新時期我國教育發展的重點工作。新時期的教育改革工作將以立德樹人為核心目標，以培養創新創業人才為基礎目標。制定的這兩個目標，代表我國對人才培養的新期盼。近幾年來，我國教育領域一直在探索新型教育教學模式，以機器人教育為首的新型教育方式逐漸推廣試用，在挖掘學生創新潛能、拓展學生思維方面起到重要作用，給我國教育發展以及人才培養帶來新的希望。在未來，利用機器人教育培養創新創業人才將是一條有效的道路，對我國社會發展具有重要意義。

一、機器人教育分析

（一）機器人教育理念

機器人教育是一種新型的教育方式，建立在機器人技術基礎及其理念之上。在實施教育教學的過程中，可以利用機器人設計、機器人組裝、機器人編程以及機器人運行進行全面教育。

機器人教育的核心內涵是利用機器人的創造創新過程實施教育，從而起到培養學生學習興趣、鍛煉學生綜合能力、培養學生核心素養的作用。

（二）機器人教育模式分析

機器人是集成性技術，將傳感技術、網絡技術、計算機技術集成應用于機器人，使機器人具有智能學習、自主完成各項任務的功能，將其應用于教育領域是一種大膽的嘗試，是教育史上的一次變革，同時也是社會發展的必然要求。當前，機器人教育分為多種模式，包括機器人學科教育、機器人輔助教育、機器人管理教育、機器人主持教育等。機器人在不同的教育模式中扮演不同的角色，起到不同的教育作用。機器人教育十分新穎，有利于激發學生的學習興趣，同時也能夠在利用機器人的過程中，使學生養成良好的學習習慣，提升學習效率。實際上，無論采用何種機器人教育模式，都需要強調教育教學的本質和原則，通過機器人的參與來促進教學效果的提高，而不是完全依賴機器人來實現教學目標。

（三）小學機器人教育研究

在人工智能技術發展的背景下，機器人作為現代科技領域的尖端技術之一，教育工作者更應該明確科技和人工智能技術的重要性，從教育發展的角度落實人工智能化技術發展戰略。

當前，我國小學人工智能機器人課程設計研究已經到了關鍵階段。在教育教學的過程中，教師應始終堅持人工智能教育理念。教材中將人工智能教育分為多個主題，包括“初次相識”“感知世界”“智慧非凡”“大顯身手”等。初級課程能使學生初步了解機器人，開闊學生的眼界，幫助學生對新時期智能化技術和機器人形成良好的理解，培養學生對新科技的興趣，促進教育教學優化升級，為日后機器人教育教學的發展打好基礎。

二、機器人教育與挖掘學生創新潛能的適配性

機器人教育已經成為現代教育教學的重要方式之一。通過對機器人教育的全面分析可知，機器人教育具有創新性、綜合性、開放性、發展性以及實踐性等特點。而其特點就是該教學理念和模式能夠與挖掘學生創新潛能適配的根本原因。

第一，機器人教育具有創新性特點，該特點與挖掘創新潛能不謀而合。教師在教育教學的過程中，要以創新能力培養、創新元素挖掘為目標?，F代機器人教學從教學設計、教學模式、教學方法等多個方面進行創新，同時在各項教學環節中融入創新性知識，挖掘和培養學生的創新潛能。

第二，機器人教育具有綜合性特點。機器人教育的根本目的不是研究機器人，而是了解機器人，運用其能力全面開發技術。另外，從教學內容來看，機器人教育也需要完成傳感器、編程語言、LOGO語言教學，使學生全面掌握新技術。而學生在全面掌握知識的情況下，自身已經具備創新基礎，其創新潛能很容易被挖掘。

第三，機器人教育具有開放性特點。如果說傳統的教育教學方式過于固化，導致學生的創新意識受到限制，那機器人教育正是利用其開放性特點打開學生的“創新之門”。在開展機器人教育教學的過程中，教學模式呈現多樣化特點。教師在教學過程中更注重學生的自主學習和“手腦”結合，以拓寬學生的知識面，使學生的學習更加靈活、自由。

第四，機器人教育具有發展性特點。機器人教育發展的源動力就是創新。教育創新推動教育發展，機器人創新使機器人得到了廣泛應用。而其具有的發展性特點將會引領課堂走向更好的發展，幫助學生形成創新理念及創新思維。

第五，機器人教育具有實踐性特點，此特點是挖掘創新潛能的關鍵。創新不僅需要思維創新，更需要動手落實，否則將是一種“空想”。機器人教育與傳統教育的最大區別在于強調培養學生的動手能力，使學生自主完成活動、自主鍛煉、自主學習，掌握將思維轉化為實踐的能力。

三、利用機器人教育挖掘學生創新潛能的良好方式

利用機器人教育挖掘學生的創新潛能是我國新人才培養的重要要求。機器人教育在挖掘學生創新潛能方面具有先天性優勢。因此，在開展機器人教育教學的過程中，應該明確教育教學目標，借助機器人創新教育方向，激發學生的創新潛能。以下是利用機器人教育挖掘學生創新潛能的良好方式。

（一）利用機器人學科教育挖掘學生的創新潛能

當前，我國教育體系已經明確機器人學科教育的重要性，并且正在創建機器人學科教育模式。如，我國高校建立機器人相關專業，小學等基礎教育也設置機器人課程。因此，教師可以利用學科教育挖掘學生的創新潛能。

1.在課程內容設置中挖掘創新潛能

機器人學科教育將創新元素融入課程知識當中，使學生在學習課程知識的過程中，了解創新，激發創新意識，積累創新知識，促進創新潛能的挖掘。各階段機器人學科教育都需要增加創新知識，以培養學生的創新意識和能力。

例如，《小學機器人普及教材》中已經增加機器人新領域的知識內容，除了基礎組成、語言以及現代社會應用方面的知識，還涉及仿生機器人、語音交互機器人、虛擬現實機器人、機器學習以及創意機器人等相關課程知識。以上知識內容都是機器人發展的新方向，將以上知識內容講述給學生，能使學生了解機器人知識，知道機器人依然在不斷發展，創新是機器人發展、社會發展的源動力，從而激發學生的創新創業意識。課程內容的完善有助于學生積累機器人的相關知識，并不斷學習虛擬現實、語言交互等新知識，進而自主選擇創新方向、創新發展道路。

人工智能已經納入中學義務教育信息科技課程體系中。在人工智能教育課程中，將引用系統體驗、信息安全教育列為重點內容。在教學過程中，教師可以將互聯網教育引入人工智能及機器人教育教學中，也可以采用數字設備、人工智能機器人進行輔助教學。如，在小學信息科技課程中，在教學“設計數字產品”這一內容時，教師利用機器人儲存相關數據資料，并讓學生利用智能機器人進行計算機科技學習，以提升學習效果。

2.利用課程活動設計挖掘創新潛能

利用實踐與挖掘創新潛能之間的關系實施教育，更多地開展機器人教育及其相關實踐活動，有利于挖掘學生的創新潛能，同時，此種挖掘方式更加直接。部分活動甚至可以直接激活學生的思維，因為很多時候，創新就在“一念之間”。學生在實踐過程中不斷探索，在解決實踐產生的問題的過程中，不斷形成新的思路，并有效解決問題。

機器人競賽等實踐活動有助于挖掘學生的創新潛能，促進機器人教育教學發展，保證課程活動設計達到最佳效果，進而提升機器人創新教育質量。設計的競賽模式必須公平公正，同時，要具有機器人教學亮點以及機器人相關知識和技能創新亮點。這些“亮點”是激發學生創新潛能的關鍵因素。在競賽的驅動下，學生的研發熱情、創新潛能將會得到最大程度的激發，這對學生創新教育的開展具有非常重要的意義［1］。

例如，舉辦小學智能機器人創新知識競賽就是挖掘學生創新潛能的良好方式。由唐山市教育局主辦的唐山市“新禾杯”中小學教育機器人競賽暨創客大賽在唐山科技館舉行。來自唐山市16個縣（市、區）的256支隊伍390名學生同臺競技，共饗科技盛宴。本屆賽事分設智能機器人賽和創意智造兩大項目。其中，智能機器人賽包括“超級軌跡賽-星際聯盟”“GAR火星移民-文明遷徙”“機器人創意設計賽”“KOOV專項賽-空間站奇遇”等9個項目。各參賽代表隊認真準備、刻苦鉆研、勇于創新，優秀作品精彩紛呈，展示了科技創新教育成果。據悉，目前唐山市已有322所中小學建設了機器人活動教室，開設了機器人教學課程，有697所中小學開設了編程課程，將機器人教學活動納入課后延時服務項目，豐富了學生活動內容［2］。

（二）利用機器人輔助創新教育

教師可以根據機器人教育理念，利用機器人開展創新教育，從而實現教育升級。利用機器人開展教育或者教育管理是一種新型教育方式，有利于保證教學良好開展，同時，在利用機器人教育的過程中，要以培養學生的創新意識和挖掘學生的創新潛能為目標［3］。

機器人可以輔助教育和管理活動的開展。具體來說，就是以機器人為教學工具，利用其智能性、開放性輔助教育的開展。如，利用機器人建設實驗課程，以機器人作為教學的重點工具，打破傳統教育理念的束縛，升級機器人教育教學。機器人輔助教育具有一定的趣味性，能夠吸引學生參與到課程學習當中，并且有利于激發學生的創新意識。學生在接受機器人的相關教育的過程中，容易產生新的想法，進而促進創新思維能力的發展。

例如，為了順應當代教育改革的需要，改變以知識傳授為中心的傳統教學方式，激發學生探索科學世界的興趣，河南省鄭州市鄭東新區心怡路小學機器人教學全面走進學生課堂［4］。機器人課堂教學以現實世界的問題為出發點，讓學生自己動手完成他們感興趣的并且和他們的生活相關的項目，去發現問題，再動手解決問題，從而更好地學習知識。心怡路小學聘請機器人專業技術人員為學生教學。他們讓學生通過觸摸來感知和了解新科技，從做中學、學中思，培養學生的觀察能力、想象能力、語言表達能力、管理自身情感的能力。中高年級的學生不滿足于簡單的觸摸，他們更喜歡自己動手寫編程，將玩與學相結合，主動討論不同編程帶來的嶄新世界［5］。

結語

開設機器人教育課程或者利用機器人輔助創新教育對挖掘學生的創新思維和潛能都具有一定的作用。而本文重點介紹機器人教育課程，主要原因是機器人輔助教學的局限性比較大，成本以及技術問題比較突出。但是，在未來，相信機器人教育將會得到全面應用，進而促進學生創新思維以及潛能的開發。

［參考文獻］

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