關(guān)于在中學(xué)開(kāi)展機(jī)器人教育的思考與分析

潘紅衛(wèi)??

摘要：機(jī)器人教育是當(dāng)今社會(huì)開(kāi)展信息技術(shù)教育的一個(gè)有效的載體，機(jī)器人的教育主要目的是培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。隨著信息化教育的逐步推進(jìn)，機(jī)器人教育越來(lái)越受到廣大師生的關(guān)注。本文就在中學(xué)階段開(kāi)展機(jī)器人教育的基礎(chǔ)上，分析了機(jī)器人教育的教學(xué)現(xiàn)狀和未來(lái)可能面臨的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：中學(xué)；機(jī)器人；教育；思考

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.67文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2017）16-013-1

隨著近些年來(lái)各種機(jī)器人競(jìng)賽、活動(dòng)的蓬勃發(fā)展，機(jī)器人相關(guān)教育引起了眾多教育人的關(guān)注，許多條件良好的中學(xué)采取多樣的方式嘗試了機(jī)器人教育，對(duì)于機(jī)器人教學(xué)來(lái)說(shuō)是十分有益的活動(dòng)和探索，并且院校也在相關(guān)方面積累了十分豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是機(jī)器人教育對(duì)于各院校來(lái)說(shuō)仍然處于萌芽階段，本文通過(guò)簡(jiǎn)單的分析希望能在機(jī)器人教育方面為中小學(xué)提供可參考的經(jīng)驗(yàn)。

一、把握中學(xué)機(jī)器人教育內(nèi)涵

機(jī)器人教育是指以機(jī)器人為主要教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)工具而開(kāi)展的教與學(xué)活動(dòng)，這些活動(dòng)是在具體實(shí)踐的過(guò)程中逐步完成的。機(jī)器人教育涉及到計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、物理、電子、機(jī)械、通信、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和軟件編程等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，學(xué)生在掌握基本技術(shù)知識(shí)、程序構(gòu)造的基礎(chǔ)上，緊密聯(lián)系生活實(shí)際，通過(guò)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，探索機(jī)器人的組織構(gòu)造和實(shí)踐應(yīng)用，從而培養(yǎng)自身的創(chuàng)新素養(yǎng)、知識(shí)與技能、思維與方法等。

二、加強(qiáng)教師機(jī)器人教育專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)

相比傳統(tǒng)的信息技術(shù)課程來(lái)說(shuō)，機(jī)器人教育對(duì)于中學(xué)教師們的教學(xué)要求更高，不僅僅體現(xiàn)在教師自身對(duì)機(jī)器人知識(shí)的掌握情況，還體現(xiàn)在教師們選取的教學(xué)方法上。更為重要的是，機(jī)器人課程是一門(mén)更加綜合性的課程，在教學(xué)過(guò)程中需要容納電子技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)和科學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí)，為學(xué)生們?cè)谌蘸蟮膭?chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供良好的啟蒙征地。因此，需要教師們自身素質(zhì)極高，具有一定的創(chuàng)新創(chuàng)意和整合能力，相比傳統(tǒng)的信息技術(shù)課程更富有挑戰(zhàn)性。一些對(duì)于信息技術(shù)的專(zhuān)業(yè)教師也需要加強(qiáng)自身素養(yǎng)，因?yàn)樵趯?zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)中，教師們并沒(méi)有學(xué)習(xí)機(jī)器人方面的專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)與訓(xùn)練，在從事中學(xué)機(jī)器人技術(shù)的教學(xué)時(shí)，也沒(méi)有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的崗前培訓(xùn)，只能通過(guò)自學(xué)來(lái)獲得計(jì)算機(jī)教育的必備技能，因此開(kāi)設(shè)機(jī)器人教育的院校必須要協(xié)助教師們強(qiáng)化自身素質(zhì)。一方面，呼吁計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的師范高校加強(qiáng)機(jī)器人這一方面的教育，改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，滿足學(xué)生未來(lái)的就業(yè)需要，另一方面，需要各個(gè)地區(qū)的基層教育部門(mén)聯(lián)合機(jī)器人研究單位、開(kāi)設(shè)機(jī)器人教育的院校，攜起手來(lái)，為培育祖國(guó)棟梁機(jī)器人方面的教學(xué)內(nèi)容打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，為機(jī)器人課程的開(kāi)設(shè)和教學(xué)打好堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的師資基礎(chǔ)。

三、選定中學(xué)機(jī)器人教育模式

在現(xiàn)階段的機(jī)器人教育中，各個(gè)中學(xué)一般采取三種教學(xué)模式。第一種是開(kāi)設(shè)機(jī)器人的技術(shù)課程。在機(jī)器人教學(xué)過(guò)程中，由于器材及場(chǎng)地的局限，通常需要學(xué)生統(tǒng)籌安排、就地取材、精心設(shè)計(jì)，這極大地挖掘了學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力。當(dāng)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)完后，學(xué)生為達(dá)到某個(gè)目的，如：設(shè)計(jì)一個(gè)更好的程序、做一個(gè)與眾不同的機(jī)器人、在課堂比賽中戰(zhàn)勝別人取得好成績(jī)等，這就需要學(xué)生做出不斷地嘗試，大膽地投入新元素，這就產(chǎn)生了創(chuàng)新意識(shí)。如果能夠付諸行動(dòng)并實(shí)現(xiàn)，這就體現(xiàn)了創(chuàng)新能力。第二種是課外活動(dòng)，這種教學(xué)模式類(lèi)似于長(zhǎng)期開(kāi)設(shè)的綜合實(shí)踐活動(dòng)。例如，定期舉辦機(jī)器人展覽、機(jī)器人表演，并充分利用校園電視臺(tái)、校園網(wǎng)、宣傳欄、主題班會(huì)加強(qiáng)機(jī)器人宣傳，不僅可以普及機(jī)器人知識(shí)，還可以激發(fā)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣；第三種是機(jī)器人比賽，機(jī)器人比賽是一項(xiàng)很好的科技創(chuàng)新活動(dòng)，內(nèi)容包括滅火、足球、FLL等多個(gè)項(xiàng)目。這些比賽不僅主題有趣，更重要的是設(shè)計(jì)方案的開(kāi)放性，參賽者可以用不同的方法達(dá)到同一個(gè)目標(biāo)，這就能很好地培養(yǎng)參賽者的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。機(jī)器人比賽融科普性、趣味性、觀賞性和競(jìng)爭(zhēng)性為一體，通過(guò)完成比賽項(xiàng)目，使參賽者初步學(xué)會(huì)從科學(xué)技術(shù)的角度提出日常生活中的實(shí)際問(wèn)題，激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)他們積極探索未知領(lǐng)域。

四、采用適用于本地學(xué)生的學(xué)習(xí)方式

機(jī)器人學(xué)習(xí)有三種：一是探究性學(xué)習(xí)。機(jī)器人學(xué)習(xí)其實(shí)就是探究性學(xué)習(xí)，每一節(jié)課學(xué)生們都會(huì)根據(jù)課堂任務(wù)自己進(jìn)行創(chuàng)新性探究，以確保能完成任務(wù)。在機(jī)器人課上，教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)具有挑戰(zhàn)性的主題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究、思考，讓他們?cè)诮M裝、調(diào)試機(jī)器人的過(guò)程中獲取知識(shí)，發(fā)現(xiàn)不同的解決方案，使他們的自主學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力得到很好的發(fā)揮。二是任務(wù)驅(qū)動(dòng)。在機(jī)器人教學(xué)中，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方法，可以很好地激勵(lì)學(xué)生積極思考，開(kāi)拓創(chuàng)新。每節(jié)課開(kāi)始，教師就應(yīng)該告訴他們這節(jié)課要完成的任務(wù)。有了明確的任務(wù)，學(xué)生就會(huì)想方設(shè)法為完成任務(wù)而努力；有了任務(wù)，學(xué)生在潛意識(shí)里就會(huì)調(diào)動(dòng)自己所有的能量，為完成任務(wù)而努力，這樣就容易成功，容易產(chǎn)生創(chuàng)新的火花。三是小組合作。機(jī)器人教學(xué)過(guò)程中，由于時(shí)間的限制，一個(gè)人往往不能好好地完成任務(wù)，所以采用小組合作的方式，不僅有利于任務(wù)的完成，也有利于創(chuàng)新的產(chǎn)生。學(xué)生以小組為單位進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)、搭建機(jī)器人、編寫(xiě)程序、實(shí)驗(yàn)調(diào)試、研究反思等，每個(gè)小組內(nèi)部又根據(jù)具體任務(wù)進(jìn)行責(zé)任分工。這種教學(xué)方法任務(wù)明確，靈活自主，操作性強(qiáng)。在小組合作的過(guò)程中，他們已經(jīng)有效地構(gòu)建了知識(shí)系統(tǒng)，并創(chuàng)造性地應(yīng)用于實(shí)踐活動(dòng)，而且通過(guò)相互的探討與合作，往往更容易碰撞出創(chuàng)新的火花。

機(jī)器人教育這一平臺(tái)，為我們提供了豐富的創(chuàng)新空間，它已不再停留在實(shí)驗(yàn)室，而是融入到了學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活中。我們教師要引導(dǎo)他們通過(guò)動(dòng)手和實(shí)踐獲得實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)他們的綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神，為他們的終身發(fā)展奠基。endprint