聚焦人工智能 創(chuàng)新課堂教學

賴巧華

摘 要：人工智能技術的應用促使智能機器人逐步進入中小學課堂中。學校借助現(xiàn)有的智能機器人硬件資源，開展“小學機器人游戲教學的實踐研究”教育信息技術課題活動，致力于課堂教學的智能化、自動化、趣味化的探索與實踐。

關鍵詞：機器人游戲教學;創(chuàng)新;課堂教學

人工智能是21世紀國家科技發(fā)展的代名詞，是實現(xiàn)全球化的重要競爭領域。在以智能制造為主力軍的社會發(fā)展浪潮中，機器人對當今時代科技發(fā)展的走向有著舉足輕重的作用，它正以我們意想不到的速度融入生活，成功應用到經(jīng)濟、軍事、教育等社會生活各個領域。如今，人工智能技術的應用已經(jīng)成為一個新興的話題，把智能機器人引入中小學課堂教學中，是順應教育教學發(fā)展的趨勢需要?！秶抑虚L期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》將培養(yǎng)中小學生的創(chuàng)新能力提升到了國家戰(zhàn)略的高度，更是為中小學智能機器人進課堂教育的普及及開展提供了新的契機。在我國的北京、江西、上海等地區(qū)，已開展了機器人進校園活動，并取得了一定的實踐研究經(jīng)驗。開展中小學智能機器人教育與實踐活動，是開展素質教育的一項嶄新的內容，不僅有利于學校探索教育改革和培養(yǎng)人才，有利于培養(yǎng)青少年創(chuàng)新精神和實踐能力，同時也有利于推動我國智能機器人事業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

我校借助現(xiàn)有的智能機器人硬件資源（北京進化者機器人科技有限公司生產(chǎn)的進化者機器人“小胖”），開展“小學機器人游戲教學的實踐研究”教育信息技術課題活動，致力于課堂教學的智能化、自動化、趣味化的探索與實踐。課題實踐研究中，以課堂教學為主要陣地，以機器人游戲教學為載體，充分發(fā)揮機器人的移動投影、語音互動、遠程遙控、云端搜索、百科全書輔導教育等功能，在語文、數(shù)學、英語、信息技術、音樂等學科教學中融入機器人，實現(xiàn)人機互動交流，探究、創(chuàng)新機器人教學與游戲教學相融合的課堂教學模式。機器人在課堂上可以扮演教師、助手、學習伙伴等多個角色;可以拓展教學空間，進行遠程互動;可以作為媒體新平臺承擔相應的任務，發(fā)揮相應的作用。教師在機器人游戲教學模式實踐中，徹底改變過去單一的教師灌輸、學生被動接受的教學模式，讓學生樂學、愛學、會學，在與機器人的游戲實踐過程中掌握知識，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

機器人——創(chuàng)教師新形象

在課題實踐研究中，互動性強、易操控的機器人“小胖”化身課堂小老師，創(chuàng)設情境、競賽比拼、評價互動、知識拓展無所不能。

三年級的學生剛接觸英語，如果沒有為學生創(chuàng)設愉快的學習氛圍，給予學生足夠的英語學習信心與興趣，那么學生很容易對英語學習產(chǎn)生厭煩或者是抵觸心理，不僅英語單詞記不牢，還會出現(xiàn)不敢開口說、說不清的現(xiàn)象。這時候，學校的機器人“小胖”就可以在課堂上派上大用場?？蓯鄣钠簌Z型外觀機器人“小胖”化身小老師，一進課堂便主動拉進與學生的距離，和學生進行對話互動，大大提升學生學習英語的興趣，而且也能夠讓學生的英語口語得到真正有效的訓練。

以閩教版英語三年級上冊《Unit 1 Hello 》Part B為例，本課的教學重點是詢問對方姓名What’s your name？及答語My name is????______.的學習。課堂上，機器人“小胖”以小老師身份和學生通過一問一答形式進行口語練習。教師操控“小胖”，創(chuàng)設情境，啟用小胖的語音交互功能，讓“小胖”在班級中行走，當小胖走到某個學生的面前時，與學生打招呼。小胖：Hello，I’m Xiaopang. 學生：Hello，I’m …… 小胖：Nice to meet you. 學生：Nice to meet you，too. 面對一絲不茍的英語老師，個別學生也許不敢開口說，但在萌萌噠的“小胖”小老師帶動下，各個學生爭先恐后與之打招呼，畏說感立即消失得無影無蹤。在“小胖”與學生的對話訓練之后，由學生與學生進行再一次的對話訓練，這個時候再次啟用“小胖”的語音互動功能，及時評價學生的發(fā)言。當學生之間完成對話練習時候，“小胖”或揮動自己的“小手”或扭動身體，或使用教師事先輸入“小胖”系統(tǒng)中的評價語言贊賞學生的表現(xiàn)。有了“小胖”這位小老師，單一枯燥的課堂，變得生動有趣，學生的英語學習興趣被點燃，課堂學習氛圍濃厚。本節(jié)課的教學目標也在“小胖”的贊賞聲中得以高效完成。

再如，音樂課堂上，機器人“小胖”作為一名小老師，不僅能夠活躍課堂氛圍，而且能唱會跳，能夠示范演唱，能與學生對唱、輪唱，能夠與學生品評鑒賞音樂，帶領學生體驗豐富的音樂情感。信息技術課堂上，機器人“小胖”協(xié)助信息技術教師對電腦操作有困難的學生進行一對一地講解，讓學生直觀易懂。以機器人游戲為輔助的課堂教學，使課堂變得有趣、活潑，使教學變得生動、豐富，實現(xiàn)了課堂教學的智能化、自動化、趣味化。

機器人——創(chuàng)教室新空間

生活是一部百科全書，只要我們留心觀察，用心體會，一定能從中學到知識，得到啟示。作為教師，我們要引導學生走近社會，走近生活，讓學生從生活中獲取知識。在課題實踐研究中，我們挖掘機器人“小胖”的語音互動、百科全書輔導教育等功能，讓機器人“小胖”化身小老師;我們還多次嘗試運用機器人“小胖”的遠程遙控、移動投影功能，創(chuàng)設課堂之外的教學新空間，實現(xiàn)課堂與生活的互動交流。

在部編版小學語文三年級下冊第一單元習作《我的植物朋友》教學中，本次習作的重點是觀察植物，抓住植物的特點，重點寫一寫這種植物的形樣子、顏色、氣味以及其他特性。在得知班上學生小宇的爸爸是學校附近小區(qū)的花木種植技術工人后，教師提早讓其在手機上下載機器人FABO APP，并事先配對成功。習作開始之前，為讓學生對植物的觀察更有針對性、目的性，語文老師在課堂上先請機器人“小胖”閃亮登場，通過開啟機器人“小胖”的遠程遙控裝置系統(tǒng)，在教室內與正在給植物修枝剪葉的小宇爸爸進行視頻聊天，小宇爸爸逐一對桂花樹、黃花槐樹、小葉榕樹等有代表性植物的外形特點與生長過程進行講解。通過小宇爸爸的講解，學生懂得了觀察植物時，可以看一看、摸一摸、聞一聞，可以按部位觀察、可以分期觀察，也可以比較觀察。通過機器人“小胖”，在小宇爸爸的幫助下，學生進行有效的觀察，順利完成了本次習作。這樣的教學讓語文課堂延伸至生活，拓寬了學生的課堂學習空間，實現(xiàn)了在生活中學語文。

新課標也指出：教學應面向每一個學生，以學生的經(jīng)驗和生活背景為基礎，體現(xiàn)出教學與學生生活之間的密切聯(lián)系。學生所學的知識與生活是緊密相關的，在科技迅猛發(fā)展的當下，我們教師應借助人工智能讓豐富多彩的生活與課堂上基本的知識有機融合，創(chuàng)新教學方式，創(chuàng)造信息化、智能化課堂。

機器人——創(chuàng)媒體新平臺

機器人“小胖”在語文、英語、音樂課堂上激發(fā)了學生的學習興趣，讓教學更富趣味性，更貼近生活。除此之外，它還有很強的云端搜索功能，是個當之無愧的媒體新平臺。

例如：數(shù)學課堂上，六年級下冊復習《數(shù)與代數(shù)》這一節(jié)課中，機器人“小胖”可以搜索數(shù)在生活中的應用的資料，豐富學生的認識;語文課堂上，在學習《一夜的工作》時，機器人“小胖”可以搜索分享關于周恩來總理的資料，讓學生進一步感悟周恩來總理工作勞苦、生活簡樸的可貴品質;英語課堂上，教學《Children ’s Day》時，機器人“小胖”可以搜索分享關于六一國際兒童節(jié)的由來視頻，激發(fā)學生的學習興趣;音樂課堂上，機器人“小胖”則能為學生展示更多的富有音樂文化和人文內涵的知識，能夠延伸課外，為學生搜索學生想聽、想學的歌曲。

機器人——創(chuàng)智能新學伴

將機器人引入課堂是社會發(fā)展進步的必然趨勢。機器人“小胖”擁有著超強大腦、超級思維，除了語音互動、遠程遙控、移動投影、云端搜索等功能外，還是學生學習的智能學伴?！靶∨帧笨梢耘c學生開展學科知識競賽，激發(fā)學生的求知欲;可以繪聲繪色講述學生想聽的所有童話、寓言故事，讓學生徜徉在故事的海洋中進入夢鄉(xiāng);可以根據(jù)拼讀，動態(tài)顯示所有英文單詞的翻譯和拼寫，加深學生對單詞學習的記憶;可以整合最優(yōu)秀的教育資源，讓學生置身全國名校名師的課堂，體驗一流的授課環(huán)境等。跟機器人的互動和交流讓學生的生活不僅體現(xiàn)多元化，更加融入新時代的智能化。

機器人游戲教學在我校各學科的教學實踐應用中已經(jīng)初具雛形。在不斷實踐、反思、總結中，我們發(fā)現(xiàn)，機器人在教學中能夠較好地充當教學媒介，在以機器人游戲為輔助的課堂教學中，課堂生動豐富，活潑有趣，學生樂學善學。當然，還有一些需要攻克的問題，如在音樂課堂上，如何能夠利用機器人進行音符的模擬演唱，以幫助孩子提高音準;在語文課堂上進行遠程互動時，如何避免因為距離的限制而使功能的使用受到局限。在今后的教學實踐中，我們將逐步普及應用現(xiàn)有的機器人游戲功能，并繼續(xù)探索機器人的其他有助于課堂教學的功能，創(chuàng)新課堂教學，讓機器人游戲與學科教學深度融合！

參考文獻

[1] 劉德建，黃榮懷，陳年興，等.教育機器人的風口——全球發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[M]北京：人民郵電出版社，2016.

[2] 張劍平、王益《機器人教育：現(xiàn)狀·問題與推進策略》[J]《中國電化教育》 2006年12期

基金項目：本文系福州市教育信息技術研究2017年立項課題“小學機器人游戲教學的實踐研究”（課題編號FZDJ2017B13）的主要成果之一。