通過機器人教育探索人才培養(yǎng)新模式

李欣

摘 要：近年來，教育信息化的新載體——智能機器人正在走進中小學課堂、走進基礎(chǔ)教育。在中小學推進智能機器人教育對提升中小學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，具有重要的現(xiàn)實意義，對我國智能機器人領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和發(fā)展，也具有重要的戰(zhàn)略意義。

關(guān)鍵詞：智能機器人 創(chuàng)新能力 實踐能力

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）04-0089-01

近年來，教育信息化的新載體——智能機器人正在走進中小學課堂、走進基礎(chǔ)教育。在中小學推進智能機器人教育對提升中小學生的創(chuàng)新意識和實踐能力，具有重要的現(xiàn)實意義，對我國智能機器人領(lǐng)域的科技創(chuàng)新和發(fā)展，也具有重要的戰(zhàn)略意義。

我校2010年開始開展機器人教學與競賽活動，經(jīng)過幾年來的探索與實踐，深刻感受到這項活動對學生的發(fā)展意義深遠。它能提高學生的動手能力、實際解決問題能力、思維能力、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力、獲取信息、處理信息和應(yīng)用信息的能力，使學生在學習機器人的過程中信息素養(yǎng)得以有效提升。

信息時代下，無論是高素質(zhì)勞動者、專門人才，還是拔尖創(chuàng)新人才，信息素養(yǎng)和創(chuàng)新思維都是不可或缺的基本要素。智能機器人引入到中小學教學活動，有利于培養(yǎng)青少年從小對機器人產(chǎn)生積極興趣并激發(fā)創(chuàng)新思維和創(chuàng)造意識，從而積極實踐。

1 興趣入手，調(diào)動學生的積極性

興趣是最好的老師，學生正處于生長發(fā)育期，對外界的任何事物都充滿了好奇，尤其對智能機器人這種通過程序控制，能夠自動完成各種功能的機械裝置更是充滿了求知的渴望，老師要充分利用學生這種對未知事物的探索欲和求知欲，通過現(xiàn)場操作演示、播放錄像等形式，讓他們了解智能機器人的概念和工作方式，破除學生對機器人的神秘感，進一步激發(fā)起學生的學習興趣。如在樂高機器人教學中，教師可以現(xiàn)場搭建一個機器人，輸入一些簡單命令，讓它完成走特定路線、遇障礙轉(zhuǎn)彎、抓起物體送到目的地等動作，也可以播放一些網(wǎng)上上傳的比較有創(chuàng)意的樂高機器人作品錄像，拓寬學生的思路，進一步激發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造力。

2 由易到難，理論和實踐相結(jié)合

雖然學生的學習熱情很高，但要真正做出一個能順利完成特定任務(wù)的機器人卻并不容易，因為機器人涉及機械、電子結(jié)構(gòu)、信息技術(shù)、電腦應(yīng)用等多方面的綜合知識，在操作之前，首先對他們進行機器人基本原理的通識培訓(xùn)，讓他們了解智能機器人各種傳感器和驅(qū)動裝置的作用。理解體會程序是智能機器人的靈魂，了解機器人是怎樣在人的指揮下工作的，這個過程是循序漸進的，學生可以邊實踐邊學習。如在樂高機器人學習中，教師可以先講各種零件的搭建方法和驅(qū)動電機、控制器的使用方法，然后讓學生搭建一個簡單的機器人，完成直行、轉(zhuǎn)彎等簡單動作。學生在動手操作的過程中，通過自己的努力和思考，看到自己搭建的機器人順利完成各種動作，親身體驗抽象的理論變成了觸手可及的作品，加深了對理論知識的理解，體驗到成功的快樂。在這個基礎(chǔ)上，教師可以向?qū)W生逐步講解傳感器和傳動裝置的工作原理和方法，以及如何根據(jù)傳感器的反饋狀態(tài)進行編程，通過機器人編寫程序?qū)W到科學而高效的思維方式，提高邏輯思維能力、規(guī)劃能力，提高學生分析問題和解決問題的能力。

3 開放性教學，鼓勵學生自主創(chuàng)新

傳統(tǒng)的教學方式傾向于就一個給定的問題，告訴學生一個既定的答案，限制學生天性的發(fā)揮，學生往往處于這樣一種感覺狀態(tài)：解決問題的方法只有一個。這樣，學生的創(chuàng)造性得不到開發(fā)，只會被動接受已有的知識體系，而不去主動探究、思考問題。而開放性教學則不事先設(shè)置標準答案，鼓勵學生用不同的方法達到同一個目標，從而充分發(fā)揮學生的想象力、創(chuàng)造力，培養(yǎng)學生的開放性思維。比如在為學生設(shè)計“機器人過障礙”這一活動時，制定的規(guī)則是機器人每找到一個障礙物可以得2分，而找到障礙物后，需要學生為機器人設(shè)計一個“動作”，表示機器人發(fā)現(xiàn)了障礙物?！皠幼鳌本唧w表現(xiàn)由學生自行設(shè)計，可叫、可轉(zhuǎn)、可唱、也可舞蹈，規(guī)則不作要求。設(shè)計的“動作”越符合障礙物所在地實際場景，越有創(chuàng)意，得分越高。這是個開放題，主要考察學生的觀察力、想象力、應(yīng)變能力，還有編程知識、動手能力等。學生可以獨立思考，也可以分組討論、分工協(xié)作，通過鼓勵學生主動探索、動手實踐，學生的團隊合作意識和創(chuàng)新性思維得到了充分的發(fā)揮。

4 分層教學，兼顧不同層次學生的需要

由于每個學生的先天條件、環(huán)境和教育的影響以及個人的努力程度等方面的差異，致使相同年齡段中的學生身心發(fā)展水平有所不同?！胺謱咏虒W”是指教師根據(jù)學生的認知水平分成不同層次，有針對性地開展教學活動，滿足學生的不同需求，使學生在各自的基礎(chǔ)上都能有所提高。對于基礎(chǔ)比較好，思維活躍、接受事物快，學習興趣濃的學生，可以提出比較高的要求，布置一些有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，代表學校參加各類機器人競賽，盡可能地挖掘他們的潛能。對于基礎(chǔ)比較弱，各方面表現(xiàn)一般的學生，主要是培養(yǎng)他們的興趣、調(diào)動學習的積極性，打好基礎(chǔ)。

把智能機器人作為信息技術(shù)課的內(nèi)容之一列入中小學信息技術(shù)教育課程，這種形式正在形成期。開展機器人教育，有助于克服信息技術(shù)教育的一些弊端。如片面強調(diào)軟件工具應(yīng)用技能的學習而造成的程序設(shè)計思維素質(zhì)培養(yǎng)的缺失，以及重“軟”輕“硬”、重模仿輕創(chuàng)新、重實踐輕理論等。其創(chuàng)新性、實踐性、發(fā)展性非常強，相信會在教育內(nèi)容和教育形式等方面給我們帶來更多的驚喜與期待。

（濟寧喬羽小學，山東 濟寧 272005）

參考文獻：

[1]李鳴華.機器人教育的教學設(shè)計[J].中國電化教育，2007，（8）.endprint