機(jī)器人教育促進(jìn)青少年個人成長的實踐研究

張 松

（江蘇省徐州市青年路小學(xué)，江蘇徐州 221000）

引 言

新時代確立了教育價值選擇的新坐標(biāo)系，教育要有新作為，必須以未來為導(dǎo)向，更好地完成立德樹人的根本使命。如今，科技飛速發(fā)展，機(jī)器人、大數(shù)據(jù)、人工智能這些科技領(lǐng)域的話題已在不遠(yuǎn)的未來等待著學(xué)生[1]。機(jī)器人教育作為一種全新的教育實踐模式，受到眾多學(xué)校的關(guān)注與重視，如我們所知的樂高、能力風(fēng)暴等機(jī)器人品牌已步入各個校園，同時各校學(xué)生也開始參與機(jī)器人的創(chuàng)新與競賽。本文從機(jī)器人教學(xué)的角度出發(fā)，探討了機(jī)器人教育教學(xué)的必然性與深遠(yuǎn)影響，同時提出了措施建議，集中進(jìn)行教育教學(xué)反思。

一、人工智能產(chǎn)生的時代背景及其深層原因

第一，社會背景。目前人口增長率呈現(xiàn)連年下降的趨勢，人口老齡化日益嚴(yán)重，未來我們將面臨社會勞動力不足的問題，因此，人工智能的發(fā)展成為必然趨勢。

第二，文化背景。在第四次科技革命的引領(lǐng)下，科技飛速發(fā)展，并融入人們的日常生活，人們在享受科技成果帶來便利的同時，也在不斷創(chuàng)新與改造。新時代的學(xué)生沐浴在科技光輝下，傳統(tǒng)的教育模式已不適合新時期的青少年，而語文、數(shù)學(xué)等傳統(tǒng)教育學(xué)科已不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的社會需求，因此，機(jī)器人教育融入學(xué)校常規(guī)課堂教學(xué)的時機(jī)已經(jīng)成熟。

二、我國小學(xué)機(jī)器人教育現(xiàn)狀調(diào)查

（一）機(jī)器人教學(xué)在目前存在諸多問題與困難

機(jī)器人課程作為教學(xué)內(nèi)容步入校園是中國教育領(lǐng)域的一次偉大嘗試。目前，機(jī)器人教學(xué)處于教育初級階段，教育研究尚不完善，課程體系框架并不嚴(yán)謹(jǐn)，各省各地教育發(fā)展并不平衡，機(jī)器人教育推廣也僅局限于部分地區(qū)，教育費(fèi)用也導(dǎo)致機(jī)器人教育目前僅能局限于部分家庭[2]。但就數(shù)年來全國各地機(jī)器人課程開展及不同規(guī)模、種類的機(jī)器人競賽結(jié)果來看，機(jī)器人教育教學(xué)很有深入研究并推廣的價值。教育部為鼓勵中小學(xué)生機(jī)器人教學(xué)的開展，頒布了若干條例，將支持機(jī)器人科技的創(chuàng)新與應(yīng)用作為學(xué)習(xí)的重點(diǎn)項目，很多重點(diǎn)高校也向機(jī)器人教學(xué)研究“拋出橄欖枝”，出臺了很多機(jī)器人創(chuàng)新競賽加分政策，但由于傳統(tǒng)教育觀念還未完全向新型教育理念轉(zhuǎn)型，因此其受眾面不廣，還存在一定局限性。但隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)器人教育依然存在巨大潛力。

（二）機(jī)器人競賽大大推進(jìn)其教育領(lǐng)域的發(fā)展

競賽使機(jī)器人教育行業(yè)進(jìn)入民眾視野，人們開始了解其教育意義與深遠(yuǎn)影響力。隨著機(jī)器人競賽項目的正規(guī)化、標(biāo)準(zhǔn)化，其內(nèi)容在規(guī)則、設(shè)計、評分等方面較開始時有了巨大的提升與改善，如今的機(jī)器人競賽項目更富有時代特色的創(chuàng)新性與挑戰(zhàn)性。機(jī)器人競賽的意義不僅在于拓寬民眾的認(rèn)識層次，而且為所有熱愛機(jī)器人活動的學(xué)生提供了交流合作的平臺。這一平臺能夠培養(yǎng)學(xué)生各方面的綜合素質(zhì)，增強(qiáng)其求知欲望，夯實科技知識基礎(chǔ)。

三、機(jī)器人教育對小學(xué)生成長的影響

機(jī)器人教育在多方面、多層次對教育及學(xué)生成長產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，具有長期性、多樣性、有效性、潛移默化等特點(diǎn)。

（一）從心理方面影響，促使學(xué)生興趣的養(yǎng)成

科技日益發(fā)展，當(dāng)今社會的學(xué)生從小便感受到科技的力量，傳統(tǒng)的物質(zhì)文化已很難對新時期的學(xué)生產(chǎn)生吸引力。而學(xué)生需要的精神力量也早已不再是老一輩人的認(rèn)知，這也是很多人感嘆“不懂現(xiàn)在孩子在想什么”的原因。而機(jī)器人這一技術(shù)的出現(xiàn)完美地填補(bǔ)了這一空區(qū)——機(jī)器人運(yùn)動過程一遍一遍重復(fù)在學(xué)生腦海中，引發(fā)學(xué)生的好奇感和求知欲，充實其精神世界，使學(xué)生近距離感受科技魅力，奠定科學(xué)知識基礎(chǔ)。

（二）從生理方面影響，遵循學(xué)生身心發(fā)展規(guī)律

學(xué)生成長是一個循序漸進(jìn)的過程，任何拔苗助長的行為皆不可取，這是教育的循序漸進(jìn)原則，機(jī)器人課程教學(xué)也應(yīng)遵循此原則。例如，我們熟知的樂高教育這一科技品牌，經(jīng)過長期實踐我們把不同的教育套件運(yùn)用在不同的年齡階段進(jìn)行教學(xué)實踐探究。1～2年級學(xué)生學(xué)習(xí)LEGO科學(xué)工程與動力機(jī)械課程，科學(xué)機(jī)器套件由各種套件零件組成（如梁、銷、軸、輪胎、馬達(dá)、傳導(dǎo)線等），課程內(nèi)容指向生活中的科學(xué)規(guī)律，讓學(xué)生在拼裝零件的過程中發(fā)現(xiàn)問題，并能通過動手實踐揭示原理，解決問題；3～4年級學(xué)生利用WEDO套件初步接觸傳感器和編程，搭建作品結(jié)合馬達(dá)模仿真實事物的運(yùn)動過程，反映運(yùn)動原理，如起吊機(jī)、蹺蹺板、小車等，通過改變參數(shù)配置，發(fā)現(xiàn)影響運(yùn)動速度、方向、距離等因素，體驗程序設(shè)計改變生活的過程；5～6年級學(xué)生應(yīng)普及LEGO EV3程序編程，這一編程著重于學(xué)生智力、想象力、創(chuàng)造力的開發(fā)，程序也更加復(fù)雜，方式更加多樣，其創(chuàng)造的機(jī)器人應(yīng)用面更加廣泛，擇優(yōu)的學(xué)生還可以參加各種技能競賽，從而為培養(yǎng)創(chuàng)新性人才奠定基礎(chǔ)。

（三）意志品質(zhì)的鍛煉，在課程中促使學(xué)生綜合素質(zhì)的不斷提升

第一，競爭意識。有人的地方就有社會，有社會的地方便有競爭，優(yōu)勝劣汰是亙古不變的叢林法則。機(jī)器人競賽便為此提供了合適的契機(jī)，其在競賽中能培養(yǎng)學(xué)生的競爭意識與危機(jī)感，在日常學(xué)習(xí)生活中也可以發(fā)揮積極的鞭策作用[3]。

第二，合作能力。社會需要競爭，但成功卻需要合作。一個人的力量是渺小的，而通過合作，人們能互幫互助、取長補(bǔ)短。機(jī)器人的創(chuàng)造與應(yīng)用同樣不是一個人的工作。在2018年12月份上海舉行的能力風(fēng)暴世界錦標(biāo)賽中，組委會一改單人比賽單人評分的機(jī)制，采取小組合作的比賽方式，重在鍛煉學(xué)生之間的磨合能力，促進(jìn)其交流，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力與團(tuán)隊精神，從而取得“1+1＞2”的效果。

第三，思維品質(zhì)。獨(dú)立思考，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，精益求精，在新時代背景下，學(xué)科核心素養(yǎng)中反復(fù)強(qiáng)調(diào)優(yōu)良的思維品質(zhì)。思維將伴隨學(xué)生的一生發(fā)展，優(yōu)良的思維品質(zhì)尤為重要。在機(jī)器人教學(xué)實踐中，相關(guān)工作者應(yīng)避免“輕實踐，重理論”的情況，加強(qiáng)學(xué)生實戰(zhàn)的經(jīng)驗，讓學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)與隊友相互依存、相互幫助，在思維的碰撞中尋找解決問題的突破口，讓培養(yǎng)具有綜合素養(yǎng)的學(xué)生成為機(jī)器人教育陣地的根本目標(biāo)。同時，機(jī)器人教學(xué)還培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題的能力。程序設(shè)計會運(yùn)用到假設(shè)、實踐、運(yùn)行、排查、優(yōu)化等內(nèi)容，過程枯燥乏味、機(jī)械，但又具有挑戰(zhàn)性，能磨煉學(xué)生的耐挫、細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)人季S品質(zhì)。當(dāng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識系統(tǒng)化地思考問題、發(fā)現(xiàn)問題并解決問題時，自信心油然而生?？傊?，機(jī)器人教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生形成獨(dú)立自主的人格方面起到了強(qiáng)有力的助推作用，小學(xué)生優(yōu)良的思維品質(zhì)也為科技的發(fā)展需求奠定了基礎(chǔ)。

第四，創(chuàng)新能力。新時代將是科技的時代，同樣也是需要不斷創(chuàng)新的時代。創(chuàng)新是科技的第一生產(chǎn)力，只有不斷創(chuàng)新才能滿足日益增長的社會需求。傳統(tǒng)的學(xué)科教育體系日益完善，又因知識性、嚴(yán)謹(jǐn)性等特點(diǎn)很難挖掘和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新能力。而機(jī)器人課堂則可以彌補(bǔ)這一缺陷，其沒有固定的要求，沒有固定的內(nèi)容，學(xué)生只需掌握機(jī)器人的工作原理，便可以根據(jù)自己的喜好、想象進(jìn)行創(chuàng)造，從而以小學(xué)為平臺，培養(yǎng)大批適應(yīng)未來科技發(fā)展的創(chuàng)新型人才。

四、機(jī)器人教育亟待解決的“三化”問題

（一）教學(xué)體系規(guī)范化

在機(jī)器人教育現(xiàn)狀中我們已分析過，目前來說，我國機(jī)器人教育仍處于初級階段。因此，我們的首要任務(wù)是將機(jī)器人教學(xué)納入國家課程體系，做好規(guī)劃，構(gòu)建機(jī)器人教學(xué)課堂框架，制訂教學(xué)目標(biāo)，完善教學(xué)過程，加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，深入進(jìn)行教育教學(xué)研究探討。

（二）教學(xué)模式常規(guī)化

將傳統(tǒng)的教學(xué)模式與新興學(xué)科知識相結(jié)合，遵循“學(xué)生為主，教師為輔”的教學(xué)原則，能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、自主思考的能力，使教師成為學(xué)生的引領(lǐng)者、解惑者，學(xué)生成為學(xué)習(xí)領(lǐng)域的探索者、創(chuàng)造者；避免出現(xiàn)“教師講，學(xué)生學(xué)；教師不講，學(xué)生不學(xué)”的消極情況，而這一情況是目前機(jī)器人教育的普遍現(xiàn)象。

（三）師資力量擴(kuò)充化

機(jī)器人教育教學(xué)作為我國教育教學(xué)的一種重要嘗試，缺乏豐富的經(jīng)驗作為指導(dǎo)，同樣缺乏經(jīng)驗豐富的教師，因此在教育教學(xué)中存在一定的困難。學(xué)校應(yīng)支持機(jī)器人課程的開展，提供設(shè)備、資金等硬軟件設(shè)施，同樣需要注重師資力量的培養(yǎng)，加強(qiáng)教師思想建設(shè)。機(jī)器人不僅是專業(yè)教師的事情，它涉及多方領(lǐng)域，是全體教師共同的責(zé)任。

結(jié) 語

機(jī)器人教育教學(xué)成為當(dāng)前教育領(lǐng)域的發(fā)展趨勢與研究方向，其意義不僅在于使學(xué)生掌握科技知識，而且在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)、鍛煉自身品質(zhì)等方面也有著積極的推動作用，能使科技知識理念得到進(jìn)一步普及。新時期發(fā)展下，人工智能已悄然融入我們的生活，這說明整個社會正朝向智能化發(fā)展，學(xué)生必須緊跟時代的步伐，具備應(yīng)對科技發(fā)展的理念與不斷創(chuàng)新的能力，成為未來的引領(lǐng)者。