中小學(xué)機(jī)器人教育的校本課程開發(fā)探討

胡兵華　何少莎　王小根

摘 要：機(jī)器人教育的創(chuàng)新性、實(shí)踐性能較好地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)及綜合實(shí)踐能力。目前中小學(xué)并沒有將機(jī)器人作為一門專門課程開設(shè)，如此難以充分發(fā)揮機(jī)器人教育的價(jià)值。在三級(jí)課程體系下，機(jī)器人校本課程的開發(fā)能夠有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人教育的價(jià)值。本文就中小學(xué)機(jī)器人教育校本課程的教學(xué)任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)及教學(xué)方法與教學(xué)評(píng)價(jià)等方面的內(nèi)容進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人教育；校本課程；課程開發(fā)

中圖分類號(hào)：G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-8454（2009）02-0015-03

近年來，隨著機(jī)器人教育教學(xué)在中小學(xué)的開展，機(jī)器人教育備受學(xué)校、家長的關(guān)注，在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力方面展現(xiàn)出了其獨(dú)有的特性。雖然人們都看到了機(jī)器人教育的獨(dú)特性及其前瞻性，但由于受課程發(fā)展條件限制等因素的影響，目前機(jī)器人教育并沒有作為一門專門的課程出現(xiàn)在中小學(xué)的日常教育教學(xué)中，絕大多數(shù)是以課外興趣小組、學(xué)科整合等方式存在，或在中小學(xué)高年級(jí)作為選修模塊的內(nèi)容出現(xiàn)；這樣導(dǎo)致機(jī)器人教育在中小學(xué)教育中并沒能充分發(fā)揮其特性與價(jià)值。

在此情形下，我們需要探尋其他方式促進(jìn)機(jī)器人教育在中小學(xué)教育中的應(yīng)用，以校本課程的形式開展機(jī)器人教育在目前能較好地符合課程結(jié)構(gòu)與機(jī)器人教育的要求，學(xué)?？梢愿鶕?jù)自身的特點(diǎn)開展富有個(gè)性的機(jī)器人教育教學(xué)。

一、 機(jī)器人教育的價(jià)值

機(jī)器人教育之所以備受人們的關(guān)注，是因?yàn)槠溆蟹e極的教育價(jià)值。機(jī)器人教育的創(chuàng)新性、實(shí)踐性能較好

地培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)及綜合實(shí)踐能力。在推崇知識(shí)創(chuàng)新、科技創(chuàng)新的今天，學(xué)校、老師和家長都十分關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。機(jī)器人本身就是科技創(chuàng)新的產(chǎn)物，它在創(chuàng)新教育上能提供一個(gè)良好的平臺(tái)。

身處信息化的社會(huì)環(huán)境中，信息素養(yǎng)影響著我們生活、學(xué)習(xí)和工作的各個(gè)方面，培養(yǎng)和提高學(xué)生的信息素養(yǎng)已成為學(xué)校和老師不容推卸的責(zé)任。雖然中小學(xué)開設(shè)了信息技術(shù)課程，但由于教學(xué)媒體的單一性及教師認(rèn)識(shí)的不全面，目前的信息技術(shù)課程名實(shí)不符，只是原有計(jì)算機(jī)課程簡單的改頭換面，不能適應(yīng)當(dāng)今信息技術(shù)各領(lǐng)域迅猛發(fā)展和廣泛普及對(duì)教育提出的新要求。[1]

信息技術(shù)的基本內(nèi)容包括感測(cè)技術(shù)、通信技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù)。其中人工智能技術(shù)是信息技術(shù)的一個(gè)學(xué)術(shù)前沿，機(jī)器人教育的核心基礎(chǔ)就是人工智能技術(shù)在教育中以物化、人性化、智能化的形式加以利用，而人工智能技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的一次重大飛躍，信息技術(shù)教育未來發(fā)展的趨勢(shì)必然是向機(jī)器人教育重心轉(zhuǎn)移。[2] 由此看來，機(jī)器人教育是信息素養(yǎng)培養(yǎng)的一個(gè)有效載體。

二、中小學(xué)機(jī)器人教育需要開展校本課程開發(fā)

人工智能技術(shù)是智能機(jī)器人的開發(fā)和應(yīng)用的核心，而人工智能技術(shù)是信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重大飛躍和前沿。人工智能技術(shù)在我們信息化社會(huì)中已發(fā)揮越來越大的作用，教育的一個(gè)特性就是為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。高等教育中已經(jīng)開設(shè)了機(jī)器人的相關(guān)課程，但高等教育在機(jī)器人教育上的經(jīng)驗(yàn)與方法并不能照搬到中小學(xué)。為了消除中小學(xué)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的神秘感、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神及創(chuàng)新精神，需要將機(jī)器人教育引入日常的教育教學(xué)中。

機(jī)器人教育是培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)的一個(gè)有效載體，同時(shí)是開展創(chuàng)新教育的一個(gè)有效平臺(tái)；僅僅在相關(guān)課程中加入機(jī)器人的相關(guān)章節(jié)難以發(fā)揮其應(yīng)有的教學(xué)價(jià)值和效果，只有將它以課程的形式開展才能充分發(fā)揮其作用。雖然在國家課程和地方課程中沒有機(jī)器人教育的課程，但在我們基礎(chǔ)教育的三級(jí)課程管理體制下，開發(fā)機(jī)器人教育的校本課程將給機(jī)器人教育在中小學(xué)中展現(xiàn)其價(jià)值提供了一個(gè)良好的載體。

校本課程開發(fā)與特色教育理論不謀而合，一所學(xué)校要真正地辦出其特色，在校本課程上下功夫方能實(shí)現(xiàn)其期望。校本課程開發(fā)以學(xué)校為本位，注重學(xué)校、教師及學(xué)生三方面的個(gè)性發(fā)展。[3] 以學(xué)生為主體在學(xué)校教育教學(xué)中得到了普遍的認(rèn)同，校本課程開發(fā)旨在滿足本校所有學(xué)生需求而進(jìn)行的課程開發(fā)活動(dòng)，就使得以學(xué)生為主體的教學(xué)形式在校本課程實(shí)施中得到充分的體現(xiàn)，這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的能力和素養(yǎng)，同時(shí)使教師得到了發(fā)展。機(jī)器人教育旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力，這兩者的培養(yǎng)也集中體現(xiàn)了學(xué)生為主體。如此看來，機(jī)器人教育與校本課程結(jié)合在一起將使得以學(xué)生為主體的教育理念得到充分的體現(xiàn)，同時(shí)具有前瞻性的機(jī)器人教育本身就可以使得一個(gè)學(xué)校的辦學(xué)具有時(shí)代特色。

三、中小學(xué)機(jī)器人教育校本課程開發(fā)的內(nèi)容

中小學(xué)學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個(gè)打基礎(chǔ)的階段，對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)不需要很深入，而且機(jī)器人教育在基礎(chǔ)階段的目標(biāo)除了基本知識(shí)的傳授外，更重要的是在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力。我們?cè)谶M(jìn)行中小學(xué)機(jī)器人教育校本課程開發(fā)時(shí)，首先要思考的是機(jī)器人教育在中小學(xué)中的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)目標(biāo)。

機(jī)器人教育在中小學(xué)中的教育目標(biāo)是在傳授機(jī)器人的基本原理基礎(chǔ)上提高學(xué)生的創(chuàng)新精神、增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力及分析問題解決問題的能力。在此目標(biāo)基礎(chǔ)上進(jìn)行中小學(xué)機(jī)器人的校本課程開發(fā)，在開發(fā)中不僅僅局限于課程的開發(fā)還需要進(jìn)行校本課程的資源建設(shè)。下面探討的主要是中小學(xué)機(jī)器人校本課程的主要任務(wù)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面的內(nèi)容。

1.主要任務(wù)

在“中小學(xué)智能機(jī)器人課程指導(dǎo)意見”中指出中小學(xué)智能機(jī)器人課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人的興趣，讓學(xué)生了解和掌握以智能機(jī)器人為載體的通用技術(shù)與信息技術(shù)的基本知識(shí)和技能，了解技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用對(duì)人類生活和科學(xué)的深刻影響。通過智能機(jī)器人課程培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教育學(xué)生正確認(rèn)識(shí)和理解技術(shù)與文化、倫理和社會(huì)等問題，樹立正確的技術(shù)觀。[4] 它的重點(diǎn)在于通過機(jī)器人課程培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力，而知識(shí)傳授只是教學(xué)過程中的一個(gè)補(bǔ)充。在中小學(xué)機(jī)器人校本課程開發(fā)中，教學(xué)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)目標(biāo)不是知識(shí)傳授，而是針對(duì)培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和綜合實(shí)踐能力的教學(xué)活動(dòng)和教學(xué)組織形式的設(shè)計(jì)。

2. 教學(xué)目標(biāo)

課程的教學(xué)目標(biāo)主要是在知識(shí)、技能、情感態(tài)度三個(gè)維度上制定。在傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系及其升學(xué)考試的壓力下，中小學(xué)課程的教學(xué)目標(biāo)較少涉及技能和情感態(tài)度兩個(gè)維度目標(biāo)。

我們?cè)谥行W(xué)機(jī)器人教育的校本課程開發(fā)中，關(guān)注的焦點(diǎn)主要是中小學(xué)學(xué)生技能和情感態(tài)度兩個(gè)目標(biāo)維度，傳統(tǒng)的以知識(shí)習(xí)得為主要教學(xué)目標(biāo)的教學(xué)方式難以教育學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代的信息化社會(huì)環(huán)境。聯(lián)合國教科文組織提出了學(xué)習(xí)的四大支柱：學(xué)會(huì)求知，學(xué)會(huì)做事，學(xué)會(huì)共處，學(xué)會(huì)做人。從這四大支柱中，我們可以看出學(xué)校的教育不應(yīng)該只是教給學(xué)生知識(shí)，而更應(yīng)該教給學(xué)生獲得知識(shí)的能力及學(xué)生思考問題的思維方式和解決問題的能力，同時(shí)要培養(yǎng)學(xué)生與其他人協(xié)作的意識(shí)和實(shí)踐。我們把這些理念融入到了我們的中小學(xué)機(jī)器人教育的校本課程開發(fā)中。

教學(xué)目標(biāo)制定的過程要結(jié)合相關(guān)課程的特性，機(jī)器人教育具有綜合性、實(shí)踐性和創(chuàng)新性等特色；機(jī)器人教育的這些特性使得我們?cè)谥行W(xué)機(jī)器人教育校本課程開發(fā)中教學(xué)目標(biāo)側(cè)重點(diǎn)放在技能和情感態(tài)度兩個(gè)維度上。同時(shí)，作為中小學(xué)的課程，它的內(nèi)容應(yīng)該是基礎(chǔ)性的和發(fā)展性的。我們就中小學(xué)機(jī)器人教育校本課程知識(shí)、技能、情感態(tài)度三維度的目標(biāo)進(jìn)行了探討：

（1）知識(shí)目標(biāo)

使學(xué)生了解機(jī)器人的基本概念和工作方式，破除青少年對(duì)機(jī)器人的神秘感，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)器人的有關(guān)知識(shí)奠定基礎(chǔ)。機(jī)器人的基本概念中還涉及傳感器、電動(dòng)機(jī)、杠桿等的基本概念知識(shí)。在制定知識(shí)目標(biāo)時(shí)要根據(jù)每次課時(shí)所要進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)而定。