貧困地區(qū)高中機(jī)器人教學(xué)的探究與實(shí)踐

連仕玉 丁志鵬 連仕超

摘 ? 要：信息技術(shù)是當(dāng)今先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的戰(zhàn)略支撐。提升中國公民的信息素養(yǎng)，增強(qiáng)個(gè)體在信息社會的適應(yīng)力與創(chuàng)造力，對個(gè)人發(fā)展、國力增強(qiáng)、社會變革有著十分重大的意義。新課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步明確了高中信息技術(shù)課程旨在全面提升高中生的信息素養(yǎng)，闡明了高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任這四個(gè)核心要素組成。當(dāng)前，機(jī)器人教學(xué)表現(xiàn)出無可比擬的教育價(jià)值和發(fā)展前景，其多學(xué)科交叉融合的特性為培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型的工程人才提供了良好的平臺。如何在貧困地區(qū)發(fā)展機(jī)器人教育，促進(jìn)貧困地區(qū)機(jī)器人教學(xué)理念和模式、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革和創(chuàng)新，進(jìn)而提高區(qū)域機(jī)器人教學(xué)水平，是貧困地區(qū)普通高中機(jī)器人教學(xué)研究的重要課題。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù) ? 貧困地區(qū) ? 高中機(jī)器人教學(xué)

信息技術(shù)作為當(dāng)今先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱和網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)國的戰(zhàn)略支撐。提升中國公民的信息素養(yǎng)，增強(qiáng)個(gè)體在信息社會的適應(yīng)力與創(chuàng)造力，對個(gè)人發(fā)展、國力增強(qiáng)、社會變革有著十分重大的意義。新課程標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步明確了高中信息技術(shù)課程旨在全面提升高中生的信息素養(yǎng)，闡明了高中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)由信息意識、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會責(zé)任這四個(gè)核心要素組成。當(dāng)前，機(jī)器人教學(xué)表現(xiàn)出無可比擬的教育價(jià)值和發(fā)展前景，其多學(xué)科交叉融合的特性為培養(yǎng)高素質(zhì)、復(fù)合型的工程人才提供了良好的平臺。如何在貧困地區(qū)發(fā)展機(jī)器人教育，促進(jìn)貧困地區(qū)機(jī)器人教學(xué)理念和模式、教學(xué)內(nèi)容和方法的改革和創(chuàng)新，進(jìn)而提高區(qū)域機(jī)器人教學(xué)水平，是貧困地區(qū)普通高中機(jī)器人教學(xué)研究的重要課題。

一、 研究背景

由于受地域、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、重視程度、硬件設(shè)施等客觀因素的影響，機(jī)器人教學(xué)在實(shí)踐過程中面臨課程平臺、學(xué)習(xí)資源和教學(xué)方法欠缺等諸多困境，這些困境在貧困地區(qū)顯得尤為突出。

第一，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，財(cái)政收入水平低，基礎(chǔ)設(shè)施投入不足，沒有足夠的資金來保障軟、硬件設(shè)施的建設(shè)，制約了機(jī)器人教學(xué)的普及。第二，師資培養(yǎng)的廣度和深度不夠。城鎮(zhèn)學(xué)校雖然經(jīng)常開展針對機(jī)器人教學(xué)的培訓(xùn)，但在培訓(xùn)的數(shù)量和質(zhì)量上還遠(yuǎn)不能滿足教學(xué)的需要。第三，沒有可使用的統(tǒng)編教材。開展機(jī)器人教學(xué)的高中都是采用自選教材，這制約了校際教學(xué)研究和交流，教學(xué)質(zhì)量難以保障。

二、教學(xué)探究

筆者根據(jù)區(qū)域?qū)嶋H情況，對贛南地區(qū)普通高中機(jī)器人教學(xué)的硬件設(shè)施、師資配備、培訓(xùn)模式、教學(xué)方法、學(xué)生學(xué)習(xí)方式、教材選配、學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等情況進(jìn)行了問卷調(diào)查。問卷采用隨機(jī)抽樣的原則并進(jìn)行了原因分析，總結(jié)出了貧困地區(qū)普通高中機(jī)器人教學(xué)的六項(xiàng)對策。

（一）加強(qiáng)區(qū)域統(tǒng)籌

當(dāng)前，機(jī)器人教學(xué)并沒有在所有高中普及，這制約了機(jī)器人教學(xué)的全面發(fā)展，區(qū)域教育主管部門應(yīng)在《教育信息化2.0行動計(jì)劃》《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》等文件精神的指導(dǎo)下，制定區(qū)域機(jī)器人教學(xué)發(fā)展的中長期發(fā)展規(guī)劃，對貧困地區(qū)普通高中機(jī)器人教學(xué)的硬件設(shè)施、教師配備、教學(xué)模式架構(gòu)、教學(xué)評價(jià)、教材選編等制定明確的發(fā)展目標(biāo)，確定具體的發(fā)展任務(wù)，實(shí)施專項(xiàng)的行動計(jì)劃，為貧困地區(qū)普通高中機(jī)器人教學(xué)的發(fā)展提供政策支持。

（二）加大軟、硬件設(shè)施的資金投入

硬件設(shè)備和軟件設(shè)備是發(fā)展機(jī)器人教學(xué)的基礎(chǔ)條件，因此，為區(qū)域內(nèi)的所有高中進(jìn)行軟件和硬件的統(tǒng)一裝備，完善機(jī)器人教學(xué)的軟、硬件設(shè)施，可以加快推進(jìn)貧困地區(qū)普通高中機(jī)器人教學(xué)的普及和發(fā)展。同時(shí)，筆者建議學(xué)校在教育經(jīng)費(fèi)預(yù)算中要統(tǒng)籌考慮，盡可能地給足機(jī)器人教學(xué)硬件設(shè)施購買的經(jīng)費(fèi)，從而優(yōu)化機(jī)器人教學(xué)的基礎(chǔ)環(huán)境。

（三）組織教師培訓(xùn)，強(qiáng)化師資力量

當(dāng)前，從事機(jī)器人教學(xué)的教師并非都是專職計(jì)算機(jī)教師，還有部分是物理和數(shù)學(xué)教師，這從側(cè)面反映有很多專職計(jì)算機(jī)教師從來沒有接觸過機(jī)器人教學(xué)，還有很多計(jì)算機(jī)教師是兼職教師，這就大大制約了機(jī)器人教學(xué)的發(fā)展。對此，教育主管部門應(yīng)把培養(yǎng)機(jī)器人專、兼職教師納入年度師資培訓(xùn)計(jì)劃，從區(qū)域?qū)用婕哟笈囵B(yǎng)力度，制訂周密的培訓(xùn)計(jì)劃，編制統(tǒng)一的培訓(xùn)教材，開發(fā)統(tǒng)一的培訓(xùn)資源。培訓(xùn)可采用面授和網(wǎng)絡(luò)研修相結(jié)合的形式，從而提高培訓(xùn)效率，全面提升教師的信息素養(yǎng)。

（四）搭建教研平臺

在現(xiàn)有的硬件設(shè)備條件下，教師應(yīng)尋找有效的教學(xué)模式，優(yōu)化學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，滿足不同學(xué)生群體的需求。作為上級主管部門，各縣市的教研室、電教室應(yīng)根據(jù)地域特點(diǎn)開展充分的調(diào)研，選出幾所示范學(xué)校進(jìn)行教學(xué)探究和實(shí)踐，從而以點(diǎn)帶面，摸索出符合地情、校情、生情的有效教學(xué)模式，為全面推廣機(jī)器人教學(xué)提供參考。

（五）編寫區(qū)域?qū)嵱眯１窘滩?/p>

雖然機(jī)器人教學(xué)已經(jīng)納入《教育信息化2.0行動計(jì)劃》《普通高中信息技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》人工智能教學(xué)領(lǐng)域的范疇，但是由于沒有統(tǒng)編教材，學(xué)校都是根據(jù)自身教學(xué)的需要自選內(nèi)容，這樣就難以實(shí)現(xiàn)校際，以及縣、市之間的教學(xué)研究和交流。區(qū)域主管部門應(yīng)根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況，成立區(qū)域教材編寫團(tuán)隊(duì)，選擇有基礎(chǔ)的學(xué)校，在教學(xué)實(shí)踐的基礎(chǔ)上進(jìn)行教材編寫，組織開展系列教研活動，并不斷加以教學(xué)實(shí)踐和操作實(shí)踐，編寫出適合地情、校情、生情的校本教材，并加以推廣，實(shí)現(xiàn)區(qū)域教材的統(tǒng)一使用。

（六）探索有效的教學(xué)模式

調(diào)研統(tǒng)計(jì)表明，樣本區(qū)域內(nèi)開展機(jī)器人教學(xué)的普通高中并不多，且受現(xiàn)有條件的制約，沒有一所高中普及了機(jī)器人教學(xué)。因此，在現(xiàn)有條件下探索出有效的教學(xué)模式，提升教學(xué)質(zhì)量，就顯得尤為重要。區(qū)域教育主管部門應(yīng)加大調(diào)研力度，在已開展機(jī)器人教學(xué)且教學(xué)效果良好的高中大力開展教學(xué)研究，不斷探索最優(yōu)的教學(xué)模式，打造機(jī)器人教學(xué)的示范典型，為區(qū)域機(jī)器人教學(xué)的發(fā)展提供案例支撐。

三、實(shí)踐探索

筆者借助任教的贛南興國中學(xué)這一平臺，探索普通高中機(jī)器人教學(xué)的有效教學(xué)模式，組建了研究氛圍濃郁、具有現(xiàn)代教育意識的教學(xué)研究團(tuán)隊(duì)。學(xué)校圍繞教育教學(xué)改革，開展機(jī)器人教學(xué)校本培訓(xùn)，探索并建立了“通識教育+興趣培養(yǎng)+競賽團(tuán)隊(duì)”的三層教學(xué)模式，總結(jié)了“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、逆向式學(xué)習(xí)、TED式學(xué)習(xí)”的三維式訓(xùn)練方法。

三層教學(xué)模式，即“通識教育+興趣培養(yǎng)+競賽團(tuán)隊(duì)”的教學(xué)模式?！巴ㄗR教育”即通過社團(tuán)納新，舉辦機(jī)器人知識講座，進(jìn)行通識培養(yǎng)，從而最大限度地普及機(jī)器人知識。“興趣培養(yǎng)”即設(shè)置社團(tuán)課，進(jìn)行機(jī)器人知識的教學(xué)，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人的熱情，對學(xué)生的興趣愛好進(jìn)行循序漸進(jìn)的培養(yǎng)。“競賽團(tuán)隊(duì)”即層層篩選，組建競賽團(tuán)隊(duì)，為學(xué)生進(jìn)行進(jìn)一步的深入探究開辟通道，滿足學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的需要。三維式訓(xùn)練方法，即“項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、逆向式學(xué)習(xí)、TED式學(xué)習(xí)”的總和?！绊?xiàng)目式學(xué)習(xí)”是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式。在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生會積極收集信息、獲取知識、探討方案，解決具有現(xiàn)實(shí)意義的問題。每次教學(xué)活動均為一次項(xiàng)目教學(xué)，課堂被設(shè)計(jì)成4個(gè)環(huán)節(jié)：提出問題、規(guī)劃方案、解決問題和評價(jià)反思。教師在每個(gè)環(huán)節(jié)起引導(dǎo)作用，根據(jù)項(xiàng)目主題的不同不斷調(diào)整教學(xué)計(jì)劃?！澳嫦蚴綄W(xué)習(xí)”主要用于積木搭建、結(jié)構(gòu)拼接和任務(wù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種發(fā)散性思維的方式有助于提升學(xué)生的邏輯思維能力?！癟ED式學(xué)習(xí)”借助網(wǎng)上的演講視頻，要求學(xué)生分享自己的作品，從而讓學(xué)生吸收更多的觀點(diǎn)，讓學(xué)生找到合適的思維方式。

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（作者單位：江西省興國縣興國中學(xué) ? 江西省贛州市高等學(xué)校招生考試委員會辦公室）