淺談在中小學開展機器人教學

樊飛

摘要：我們生活在智能互聯(lián)網(wǎng)時代，人工智能正在滲透我們生活的方方面面。無人駕駛、無人飛機、智能倉庫、智能家居已經(jīng)成為現(xiàn)實，無所不在的傳感器、互聯(lián)網(wǎng)云計算讓人工智能成為標配，像水電一樣無處不在。智能機器人技術(shù)也已經(jīng)成為信息技術(shù)教學的主流趨勢。新時代教育要有新的使命，教育的引領(lǐng)性、先導性特征，將越發(fā)突出。教育是民生，更是國家戰(zhàn)略，國家的未來在于現(xiàn)在的課堂。 國家教育部制定了相關(guān)機器人課程，從小學就開始進行“機器人”課程的滲透，培養(yǎng)適應(yīng)未來的科技人才。

關(guān)鍵詞：無人飛機;智能機器人

我擔任小學信息技術(shù)教學工作，生動地給五年級學生上過一節(jié)課《人工智能的應(yīng)用》，讓學生感受到了智能機器人的魅力。在課上，我展示了“小度”智能音箱，讓學生和“小度”進行了直接對話，學生對這個智能機器人非常感興趣，智能音箱之所以能聽得懂我們說話，是因為他運用了人工智能的語音識別技術(shù)。接下來，我還展示了蘋果手機語音功能軟件“siri”，告訴學生智能手機也是一個機器人。運用智能手機我展示了圖像識別技術(shù)和文字識別技術(shù)。在這節(jié)課上，我?guī)砹藪叩貦C器人、智能電飯煲、WER能力風暴機器人小車。最后，我還播放了關(guān)于北京深思考公司發(fā)明的迪瓦機器人相關(guān)應(yīng)用視頻。小學生對機器人充滿好奇，也提出了很多問題，這節(jié)課引發(fā)了我對機器人教學的研究。

一、智能機器人教學是必然的和可行性

教育培養(yǎng)出社會進步所需要的人才，教育事業(yè)的發(fā)展也促進經(jīng)濟發(fā)展。當代學生是智能互聯(lián)網(wǎng)時代的繼承者和創(chuàng)新者，這就需要學習相對應(yīng)的理論知識和實驗操作，所以開設(shè)機器人教學是必然的，而且是非常重要的。智能機器人已經(jīng)有了成熟的市場，為不同年齡段的青少年兒童量身定做的機器人平臺比比皆是，這為機器人教學創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，智能機器人將會成為學生學習、生活的好伙伴。

二、智能機器人的教育價值。

1.知識設(shè)計范圍廣。智能機器人涉及了數(shù)學、物理、化學、生物、機械、電子、材料、能源、計算機軟硬件、人工智能等眾多領(lǐng)域的科學與技術(shù)知識。

2.先進性突出。伴隨著5G時代的到來，智能機器人是科技創(chuàng)新的潛力股，走在教學實踐的前沿。

3.技術(shù)更新快。智能機器人發(fā)展的終極目標是類人機器人，需要人類幾十年的努力，在此發(fā)展過程中，智能機器人能自主吸收眾多技術(shù)領(lǐng)域的新發(fā)展，從而在本質(zhì)上保證了智能機器人作為技術(shù)教育平臺能持續(xù)走在時代前列。

4.操作性強。智能機器人活動可以設(shè)計各種項目或比賽，機器人教育可以培養(yǎng)學生的時間管理、資源分配、團隊合作、信息采集、系統(tǒng)分析、設(shè)計工程等能力。

5.有效激發(fā)興趣。智能機器人項目或比賽富有挑戰(zhàn)性和競爭性，表現(xiàn)形式多樣化，易激發(fā)學生對科學技術(shù)的興趣。

三、機器人對中小學生學習的益處。

1.機器人比賽是對教育的擴展，更是對信息技術(shù)教育的擴展

機器人之所以被稱為“機器人”，它有兩部分組成，包括硬件（機器）和軟件（被稱為智能的程序），它進入教育教學，是對教學的擴展和深化，是對實踐操作的具體化，是對理論與實踐的最現(xiàn)實的結(jié)合。對它的學習，需要學生具有多方面的基礎(chǔ)知識，包括數(shù)學、物理、機器、英語和信息技術(shù)等，這就拓寬了學生的視野，開發(fā)了其智力與思維。

2.機器人教學培養(yǎng)學生的動腦和動手能力

“寓教于樂”是我們教育追求的目標。在外行人的眼里，機器人學習是枯燥無味的，其實并不然，相反機器人程序設(shè)計相對靈活，要求學生將自己的想法能運用到實際操作中，在自己設(shè)計的機器人身上體現(xiàn)得淋漓盡致。學生亦可以從機器人載體上掌握程序設(shè)計了。每一次大大小小的比賽，都可以鍛煉學生的動手能力和不懼困難、動腦筋解決問題的能力。

3.機器人教學培養(yǎng)學生團隊合作精神

機器人教育的學習方式是以小組合作為主，在日常訓練和競賽中都是團隊為單位，實際上就是團體學習的過程。既然是團體學習，那就不是一個人的聰明才智能解決重重困難的，需要分工協(xié)作合作，對孩子交際能力的要求比較高。在實踐操作學習中，學生學會如何正確的表達自己的思想，學會包容他人的優(yōu)缺點，學會如何和隊友有效溝通與交流。通過機器人教學的開展，為學生今后的學習生涯奠定了基礎(chǔ)。

4.培養(yǎng)學生的耐挫力和堅持不懈的精神

對于學生而言，學習語數(shù)外已經(jīng)是必然的，家長也通過各種渠道來加強孩子的主科科目的輔導學習，再加上教育部門減負的政策，不考試不排名，讓學生經(jīng)歷挫敗感的機會就少了很多。而機器人教學就不一樣了，機器人能順利完成任務(wù)需要學生上百次的調(diào)試程序和實踐操作，失敗的概率遠遠大于成功。這就要求學生能經(jīng)得起失敗與挫折，從失敗中總結(jié)經(jīng)驗教訓，從挫折中越戰(zhàn)越勇。

5.完善思維方式

思維方式是學習經(jīng)驗積累獲得的。文化診斷學指出：科學思維、價值思維、應(yīng)變思維決定著思維方式的完善性。學生在學習機器人設(shè)計的過程中，運用到模擬電路、力學等方面知識，無形中形成了科學思維;通過不斷地進行任務(wù)升級，學生嘗試了通過自身努力獲得的成功，獨特的價值思維逐步建立;在不斷變化更新的困難面前，學生的應(yīng)變思維也應(yīng)運而生。

四、對開設(shè)機器人教學課程的幾點希望

1.不僅僅在信息技術(shù)課程教學中滲透機器人教學。

九年義務(wù)教育階段，僅僅在信息技術(shù)課程中學習機器人，也就是綜合實踐課程。其實這是遠遠不夠的。有的學校利用課余時間開設(shè)機器人興趣小組讓學生把機器人學習做為興趣愛好培養(yǎng)，有的學校利用大課間活動時間開設(shè)機器人社團活動。學校在機器人教學方面相似之處在于并不是全面開設(shè)系統(tǒng)的機器人教學課程。我覺得機器人課程應(yīng)該和音樂課、美術(shù)課一樣被重視，學校開足課，教師備好課，學生全員參與學習。

2.要積極組織參與競賽活動，爭取比賽資格。

各省市科技協(xié)會和地方科技協(xié)會要積極組織青少年機器人競賽。特別是經(jīng)濟落后地區(qū)，國家應(yīng)該給予教育資金扶持，讓機器人競賽活動成為一項重要的比賽。很多學校已經(jīng)在獨立招生的時候開設(shè)了機器人方面的特長生招生。

3.參與活動的學生覆蓋面要廣。

從參賽的隊伍和人員來看，這項活動仍然屬于小眾活動，相關(guān)部門應(yīng)該提供更好的政策和幫助，讓每一個學生能接觸到機器人競賽，只有經(jīng)歷了比賽才會對機器人教學有真正的了解，才會有所鍛煉和成長。

我認為機器人教學是一門技術(shù)，更是一門藝術(shù)，雖然如今還有很多的問題有待解決，但是，他是一個很好的項目可以用來培養(yǎng)學生的興趣，提高自身能力，鍛煉自己的精神，只有權(quán)衡利弊才能在教育教學中擺正它的位置。

參考文獻：

[1]中小學機器人競賽輔導研究[J]. 樓程偉，陳麗紅. 科學大眾（科學教育）. 2018（03）

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