小學(xué)機(jī)器人教育的實(shí)踐與思考

馬生權(quán)

提起機(jī)器人教育，很多家長(zhǎng)和學(xué)生都有所耳聞，但又不甚了解。說到機(jī)器人教育，不得不說說機(jī)器人技術(shù)以及它與信息技術(shù)的關(guān)系。機(jī)器人技術(shù)綜合了多學(xué)科的發(fā)展成果，代表了高新技術(shù)的發(fā)展前沿，機(jī)器人技術(shù)融合了電子、造型、傳感器、機(jī)械、計(jì)算機(jī)軟硬件、人工智能等當(dāng)今多項(xiàng)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，它不僅體現(xiàn)了對(duì)未來科技發(fā)展的認(rèn)識(shí)，也是培養(yǎng)新世紀(jì)人才的重要舉措。引入機(jī)器人的教學(xué)將給中小學(xué)的信息技術(shù)課程增添新的活力，成為培養(yǎng)中小學(xué)生綜合能力、信息素養(yǎng)的優(yōu)秀平臺(tái)。從發(fā)展的眼光來看，機(jī)器人肯定會(huì)越來越普及。比爾蓋茨就曾預(yù)言說：“未來家家都有機(jī)器人！”。隨著信息技術(shù)教學(xué)課程的深化和人工智能技術(shù)的開展，在信息技術(shù)課堂教學(xué)中滲透機(jī)器人學(xué)科常識(shí)與機(jī)器人使用遠(yuǎn)景方面的教學(xué)已勢(shì)在必行。將來會(huì)有不斷增加的中小學(xué)生接觸到機(jī)器人，機(jī)器人教育也會(huì)越來越遍及，并且可以學(xué)到比計(jì)算機(jī)更全面的常識(shí)，除了可以學(xué)到編程語言、程序設(shè)計(jì)以外，還能學(xué)到機(jī)電方面的常識(shí)，所以機(jī)器人進(jìn)入中小學(xué)信息技術(shù)課堂教學(xué)是當(dāng)今科技開展的一個(gè)必然趨勢(shì)。

機(jī)器人教育是指通過組裝、搭建、運(yùn)行機(jī)器人，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。能有效鍛煉孩子思維邏輯性，解決問題的能力，動(dòng)手能力，提高專注力，塑造孩子空間思維與創(chuàng)造性。機(jī)器人教育通過專門課程的方式，讓孩子了解機(jī)器人軟件工程、硬件結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用等方面的基本知識(shí)。拼裝多種具有實(shí)用功能的機(jī)器人，進(jìn)行機(jī)器人程序設(shè)計(jì)與編寫，使所有學(xué)生普遍掌握關(guān)于機(jī)器人的基本知識(shí)與基本技能，讓孩子掌握事物背后的原理，解決孩子對(duì)事物探索的好奇心。培養(yǎng)對(duì)人工智能技術(shù)的興趣，真正認(rèn)識(shí)到智能機(jī)器人對(duì)社會(huì)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。

日本、韓國(guó)、俄羅斯、歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視機(jī)器人學(xué)科教育對(duì)高科技社會(huì)的作用和影響，已在信息技術(shù)課與課外科技活動(dòng)開設(shè)了有關(guān)機(jī)器人的課程內(nèi)容。機(jī)器人教育進(jìn)入中國(guó)，雖然發(fā)展速度很快，一些地方已試行將機(jī)器人教育作為選修課進(jìn)入課堂。但是總體來說我國(guó)的機(jī)器人教育還是相對(duì)滯后的，許多家長(zhǎng)對(duì)于機(jī)器人教育這個(gè)名字還是很陌生的，因此，中國(guó)許多家長(zhǎng)對(duì)于機(jī)器人教育的理解上就是“玩”。我國(guó)要趕超世界教育先進(jìn)水平，必須大力加強(qiáng)機(jī)器人教育。習(xí)近平主席強(qiáng)調(diào)：落后就要挨打，發(fā)展才能自強(qiáng)。在發(fā)展和改革的關(guān)鍵時(shí)期，空談?wù)`國(guó)，實(shí)干興邦。要實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的“中國(guó)夢(mèng)”，我們比任何時(shí)候都需要?jiǎng)?chuàng)新型人才，人才需要培養(yǎng)，而機(jī)器人教育無疑是最佳途徑之一。開展機(jī)器人教育，有助于使我們?cè)跈C(jī)器人時(shí)代走向世界前列。

在我國(guó)灌輸式的教育是傳統(tǒng)的教育模式，學(xué)校里的孩子就像窯場(chǎng)里制造磚頭一樣，是一個(gè)模子里造出來的，我們推崇學(xué)生與老師保持高度一致，標(biāo)準(zhǔn)答案只有一個(gè)，行為模式也只有一個(gè)。在這樣的學(xué)習(xí)模式與環(huán)境下，孩子哪來的想象力和創(chuàng)造精神呢？不僅如此，孩子的學(xué)習(xí)主動(dòng)性很難被調(diào)動(dòng)起來，學(xué)起知識(shí)來更加的枯燥與乏味，這樣不是正與家長(zhǎng)將孩子送到學(xué)校學(xué)習(xí)的初衷相反了嗎？通過機(jī)器人教育，在機(jī)器人搭建過程中，需要涉及物理、數(shù)學(xué)、工程結(jié)構(gòu)上的原理，孩子得考慮各方面的因素繪制設(shè)計(jì)藍(lán)圖，然后才能用零件搭建出自己設(shè)計(jì)的機(jī)器人。這就要求孩子具備細(xì)致的觀察力。漸漸地，孩子會(huì)發(fā)現(xiàn)不僅自己的動(dòng)手能力提高了，見識(shí)也增長(zhǎng)了。

機(jī)器人教育是一個(gè)讓學(xué)生更加自信的教育。機(jī)器人的課堂是由無數(shù)個(gè)大小任務(wù)組成的課堂，每一位學(xué)生，無論他多么的不自信，也無論他的文化學(xué)習(xí)成績(jī)多么的不好，在機(jī)器人活動(dòng)過程中都會(huì)因?yàn)槟軌蛲瓿膳c他相適應(yīng)的任務(wù)而充滿自信，每一個(gè)人都會(huì)體會(huì)到：“我行！”。

機(jī)器人教育中非常重要的一點(diǎn)就是邏輯編程。機(jī)器人是通過一整套嚴(yán)密的程序來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)者的要求的。因此，只有經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)而周密的思考，編寫出一套好的執(zhí)行程序才能達(dá)到自己的設(shè)想，讓機(jī)器人按照自己的意愿來行動(dòng)。這種邏輯思維能力對(duì)孩子的智力發(fā)展非常重要，是機(jī)器人教育中最重要的一種能力培養(yǎng)。學(xué)習(xí)型機(jī)器人的邏輯編程軟件不是生澀難懂的各種代碼，而是形象生動(dòng)的圖形化界面，使得對(duì)孩子的邏輯思維訓(xùn)練變得更加容易。一堂科學(xué)性、趣味性、互動(dòng)性十足的機(jī)器人編程課會(huì)讓孩子親身感受到科技的魅力與神奇。

機(jī)器人教育是一個(gè)讓學(xué)生提升智能（智力）水平的教育活動(dòng)，美國(guó)教育學(xué)教授霍華德·加德納將人的智能（智力）分為言語智能、邏輯數(shù)學(xué)智能、空間智能、肢體動(dòng)覺智能、人際智能、自省智能、觀察智能以及音樂智能這八個(gè)智能水平。除了音樂智能在機(jī)器人教育過程中表現(xiàn)的不是很明顯外，其它各個(gè)智能水平都可以機(jī)器人教育活動(dòng)中得以體現(xiàn)和提高，如：在向同學(xué)介紹自己的作品和撰寫研究報(bào)告過程中提高言語智能;在程序設(shè)計(jì)和編寫過程中提高邏輯數(shù)學(xué)智能和空間智能;在動(dòng)手實(shí)踐過程中提高觀察智能和肢體動(dòng)覺智能;在協(xié)同合作中培養(yǎng)人際智能;在失敗的教訓(xùn)中提升內(nèi)省智能等等。加強(qiáng)動(dòng)手能力的培養(yǎng)是開發(fā)孩子智力的重要方式。機(jī)器人學(xué)習(xí)就是一個(gè)完全由自己動(dòng)手搭建、編程、調(diào)試、操作、運(yùn)行的過程，對(duì)孩子的動(dòng)手能力的培養(yǎng)比其他方式更全面、更豐富也更好玩，深受孩子的喜愛，是培養(yǎng)孩子動(dòng)手能力的最佳途徑之一。

學(xué)生的能力結(jié)構(gòu)通常有：想象力、創(chuàng)造力、創(chuàng)新力、耐挫折力、實(shí)踐能力、思維能力，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力等，而每個(gè)學(xué)生的能力結(jié)構(gòu)通常是參差不齊的，在機(jī)器人教育活動(dòng)過程中，可以讓每一個(gè)孩子充分發(fā)揮自己的能力特長(zhǎng)，并使這種能力得到進(jìn)一步提升，最終達(dá)到全面發(fā)展。