STEM教育視野下的智能機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的實(shí)施策略

梁連彩

【摘要】智能機(jī)器人的教學(xué)課程，在我國不少小學(xué)校園中出現(xiàn)。在課程中學(xué)生通過動(dòng)手操作，可以有效增強(qiáng)自身對(duì)于科技的認(rèn)識(shí)，并有效提升自身的邏輯思維能力以及合作精神，更為重要的是其對(duì)學(xué)生創(chuàng)新型思維發(fā)展也有著巨大的促進(jìn)作用。不同于傳統(tǒng)學(xué)科的教學(xué)，智能機(jī)器人的教學(xué)更傾向于實(shí)際操作、實(shí)際探知，更側(cè)重于科學(xué)方面，因此，在這個(gè)過程中，教師必須重視STEM教育理念的有效落實(shí)。同時(shí)為了更好地完善過于強(qiáng)調(diào)理論教育的現(xiàn)象，教師應(yīng)當(dāng)明確學(xué)生的學(xué)習(xí)需求與認(rèn)知能力，為學(xué)生開展趣味性、探索性、科學(xué)性強(qiáng)的活動(dòng)，比如說智能機(jī)器人的競(jìng)賽活動(dòng)。本文首先從STEM教育內(nèi)涵出發(fā)，針對(duì)小學(xué)智能機(jī)器人教學(xué)的意義與現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，最后從STEM角度談小學(xué)智能機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的實(shí)施策略。

【關(guān)鍵詞】小學(xué)；STEM；智能機(jī)器人；競(jìng)賽活動(dòng)

一、STEM教育的內(nèi)涵

STEM教育起源于上個(gè)世紀(jì)八十年代的美國，從客觀的角度來說，STEM主要有四個(gè)方面，即科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)，并從這四個(gè)方面強(qiáng)調(diào)學(xué)生自身的能力與素養(yǎng)。雖然說STEM傳入我國時(shí)間較短，但是其影響力也逐步蔓延。在STEM的教育中，非常強(qiáng)調(diào)學(xué)生的探索精神、創(chuàng)新精神的發(fā)展，這也是這種教育的主要目標(biāo)。

同時(shí)，相對(duì)于我國的傳統(tǒng)說教式教學(xué)，STEM教育更強(qiáng)調(diào)實(shí)踐教育，筆者認(rèn)為，只有在實(shí)踐中，學(xué)生的探究能力、創(chuàng)新能力才能夠有效發(fā)展，并且這種教育方向，其實(shí)是與我國早些年提出的核心素養(yǎng)有著異曲同工之妙。在STEM教育中，我們教師更應(yīng)當(dāng)重視自身的引導(dǎo)作用，只有讓學(xué)生真正地去實(shí)踐、去發(fā)現(xiàn)，他們的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)、數(shù)學(xué)素養(yǎng)才能夠獲得有效發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)他們綜合能力的進(jìn)步。

二、小學(xué)智能機(jī)器人教學(xué)的意義與現(xiàn)狀

1.小學(xué)智能機(jī)器人教學(xué)的意義

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在我國越來越多的小學(xué)開設(shè)了智能機(jī)器人的教育學(xué)科。這個(gè)學(xué)科涉及了非常廣泛的知識(shí)類型，如機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、人工智能等技術(shù)。從實(shí)際角度來說，智能機(jī)器人的教學(xué)主要側(cè)重學(xué)生的實(shí)踐性。在實(shí)際教學(xué)中，教師需要帶領(lǐng)學(xué)生去全方面的了解機(jī)器人的內(nèi)部構(gòu)造、科學(xué)原理，及其功能、應(yīng)用等。并且教師會(huì)引領(lǐng)學(xué)生自主搭建機(jī)器人，設(shè)計(jì)機(jī)器人的內(nèi)部程序與行動(dòng)策略。由于這個(gè)學(xué)科的知識(shí)綜合性與應(yīng)用都比較廣泛，因此，學(xué)生在這個(gè)過程中能夠充分提升自身的邏輯思維能力、動(dòng)手能力、合作能力、探究能力、創(chuàng)新能力等。這些都是智能機(jī)器人教學(xué)所帶來的好處，其對(duì)于祖國未來人才的培養(yǎng)有著極為重要的作用。

2.小學(xué)智能機(jī)器人教學(xué)的現(xiàn)狀

隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力的發(fā)展，學(xué)校硬件設(shè)施的提升，智能機(jī)器人教學(xué)逐步變得大眾化、低齡化發(fā)展。尤其是在那些我國經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的城市或地區(qū)，就已經(jīng)在小學(xué)階段給學(xué)生開展了智能機(jī)器人的課程教學(xué)或是興趣班。這種狀況是我們非常樂意見到的。從主觀的角度來說，智能機(jī)器人教學(xué)的開展，是我國義務(wù)教育的一種重要舉措，其不僅豐富了我國學(xué)生課余的生活實(shí)踐，同時(shí)還鍛煉了學(xué)生的身心健康，滿足他們對(duì)科技的需求與期望。但是，從當(dāng)前現(xiàn)狀來看，雖然大部分小學(xué)對(duì)于智能機(jī)器人教學(xué)有一定重視程度，但是往往這些教學(xué)是屬于“少數(shù)人”的活動(dòng)。甚至部分學(xué)校大多是以“興趣班”的形式所存在的，并沒有面向全體同學(xué)，這在一定程度上會(huì)影響到小學(xué)智能機(jī)器人教學(xué)的有效發(fā)展。因此，提升智能機(jī)器人教學(xué)規(guī)模，擴(kuò)大教學(xué)影響力是非常重要的。其次，雖然不少學(xué)校在智能機(jī)器人教學(xué)中，會(huì)創(chuàng)造不少的活動(dòng)形式，但是這些活動(dòng)“形式感”比較強(qiáng)力。其原因有兩個(gè)方面。其一，傳統(tǒng)教學(xué)觀念的影響。雖然小學(xué)智能機(jī)器人教學(xué)是一門新型的學(xué)科，但是所執(zhí)教的教師，往往會(huì)將傳統(tǒng)教學(xué)觀念帶入到教學(xué)活動(dòng)中。這也使得小學(xué)智能機(jī)器人的活動(dòng)會(huì)成為一個(gè)“知識(shí)大講堂”，學(xué)生在活動(dòng)中的自主性在一定程度上被限制。其二，在實(shí)際活動(dòng)中，往往是教師占據(jù)著主導(dǎo)地位，活動(dòng)內(nèi)容、活動(dòng)方式、活動(dòng)規(guī)則等方面大多是從教師角度去思考，這在一定程度上是無法有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力與探索能力的。并且，在實(shí)際活動(dòng)開展中，部分教師由于害怕學(xué)生會(huì)發(fā)生安全危險(xiǎn)，往往全程指揮學(xué)生，這也無法讓學(xué)生自主能力得到充分的展現(xiàn)。

三、STEM教育視野下的智能機(jī)器人競(jìng)賽活實(shí)施策略

想要更好地有效保障職能機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的有效性，教師必須重視STEM教育理念的落實(shí)。一般來講，小學(xué)生對(duì)于智能機(jī)器人的競(jìng)賽活動(dòng)是有著較強(qiáng)的興趣的，在這個(gè)過程中學(xué)生可以積極展現(xiàn)自身的創(chuàng)新能力。但是結(jié)合上述現(xiàn)狀來看，不少小學(xué)智能機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的開展還是存在一定問題。從這些問題的根源角度來看，主要是由于教育理念落后所影（下轉(zhuǎn)第12版）（上接第11版）響的。而這就需要STEM教育理念的價(jià)值，保障智能機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)實(shí)施的科學(xué)化、高效化，并以此有效發(fā)展學(xué)生的思維與能力。在智能機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的實(shí)施中，教師應(yīng)當(dāng)做好以下幾個(gè)方面的工作。

1.重視STEM教育理念落實(shí)，發(fā)展學(xué)生STEM素養(yǎng)

智能機(jī)器人的競(jìng)賽，其目的就是為了提升學(xué)生自身的多項(xiàng)素養(yǎng)，并通過趣味性、實(shí)踐性強(qiáng)的競(jìng)賽過程，讓學(xué)生逐步提升自身的綜合能力。所以，教師在平時(shí)的活動(dòng)開展中，要保證自己對(duì)STEM教育理念的熟知，保證競(jìng)賽活動(dòng)開展的科學(xué)性與經(jīng)濟(jì)性，這樣才能夠保證競(jìng)賽活動(dòng)的開展，讓學(xué)生處于一種較為自由、寬松的競(jìng)賽環(huán)境中。

2.鼓勵(lì)學(xué)生自主探索，提升競(jìng)賽活動(dòng)的效果

智能機(jī)器人的競(jìng)賽活動(dòng)是為了給學(xué)生打造一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中學(xué)生需要自己動(dòng)手才能夠完成競(jìng)賽項(xiàng)目。因此，為了讓學(xué)生在這個(gè)過程獲得更多的收獲，教師就需要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行自主探究，并且讓學(xué)生只有自己真的出現(xiàn)無法突破的問題時(shí)才能夠獲取教師幫助。為讓學(xué)生在競(jìng)賽中獲得提升，教師還應(yīng)當(dāng)保障設(shè)備工具的豐富性。在這樣的環(huán)境中，學(xué)生才能夠有自主探索的興趣，并實(shí)現(xiàn)競(jìng)賽活動(dòng)效果的提升。

3.注重拓展學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力

從實(shí)際角度來說，小學(xué)機(jī)器人競(jìng)賽涉及的知識(shí)面是比較廣闊的，不僅含有機(jī)電自動(dòng)化、感測(cè)通訊等方面技術(shù)，同時(shí)還涵蓋了人工智能、數(shù)據(jù)編程、計(jì)算機(jī)方面。學(xué)生在實(shí)際進(jìn)行競(jìng)賽中，他們也大多會(huì)進(jìn)行硬件與軟件的設(shè)計(jì)。因此為了讓學(xué)生更好地進(jìn)行機(jī)器人競(jìng)賽，教師在教學(xué)的過程中，應(yīng)當(dāng)注重學(xué)生對(duì)專項(xiàng)知識(shí)的深度與廣度學(xué)習(xí)。當(dāng)然考慮到學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)有限，教師可以除了教導(dǎo)學(xué)生主要必備知識(shí)以外，還可以以學(xué)生興趣為主開設(shè)不同的專業(yè)學(xué)習(xí)探究課，并以此來保障學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力。

4.注重學(xué)生創(chuàng)造潛能的開發(fā)，加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

從某種意義的角度來說，機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)的開展，就是一次學(xué)生進(jìn)行想象與創(chuàng)造的過程。因此，在競(jìng)賽的過程中，教師除了要鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象、大膽質(zhì)疑以外，還應(yīng)當(dāng)在實(shí)際競(jìng)賽的環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)一些獎(jiǎng)項(xiàng)。比如說，除了最后綜合競(jìng)賽以外，教師還可以為一些學(xué)生頒發(fā)創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)。此外，為了更好培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，當(dāng)學(xué)生有一些另類的想法時(shí)，教師不能第一時(shí)間進(jìn)行否決，可以在與學(xué)生適當(dāng)交流的基礎(chǔ)上，與學(xué)生探討出實(shí)現(xiàn)這個(gè)想法的路徑，這也可以在很大程度上，提升學(xué)生的實(shí)踐能力。

四、結(jié)語

總的來說，結(jié)合stem教育理念開展智能機(jī)器人競(jìng)賽，可以讓這項(xiàng)活動(dòng)更具科學(xué)性、創(chuàng)新性。在實(shí)際競(jìng)賽開展的過程中，教師應(yīng)當(dāng)重視學(xué)生實(shí)際創(chuàng)新能力的展現(xiàn)，注重學(xué)生自主性與探索欲望的培養(yǎng)，這樣才能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到更好的競(jìng)賽過程，繼而發(fā)展他們的綜合能力。

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