中小學(xué)人工智能機(jī)器人課程教學(xué)模式研究

袁加欣 孔新梅 杜東燕 方海光

摘? ?要：AI機(jī)器人課程在培養(yǎng)創(chuàng)新人才方面具有優(yōu)勢(shì)，在AI機(jī)器人課程中，學(xué)生通過動(dòng)手實(shí)踐來培養(yǎng)問題意識(shí)、開拓創(chuàng)新思維、開展機(jī)器人教育具有重要意義。然而，目前國內(nèi)中小學(xué)機(jī)器人教育依然以競(jìng)賽、獲獎(jiǎng)為主要目的，機(jī)器人課程的教學(xué)缺少一套完整統(tǒng)一的課程體系，在機(jī)器人課程的教學(xué)方法中重模仿、輕應(yīng)用。所以，我國中小學(xué)機(jī)器人課程需要改革。文章借鑒體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論，將“體驗(yàn)情境—反思觀察—總結(jié)內(nèi)化—?jiǎng)?chuàng)新分享”的教學(xué)模式應(yīng)用于中小學(xué)課程中進(jìn)行實(shí)踐探究，結(jié)果表明，該教學(xué)模式可以有效提升學(xué)生對(duì)課程的興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，對(duì)教師開展機(jī)器人課程具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：AI機(jī)器人課程;體驗(yàn)學(xué)習(xí);教學(xué)模式;教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G434? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：1673-8454（2022）10-00123-06

一、問題的提出

近年來，國家對(duì)創(chuàng)新人才的重視程度不斷提高。2010年，中共中央、國務(wù)院在《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》中明確提出人才隊(duì)伍建設(shè)的主要工作，著力培養(yǎng)創(chuàng)新人才。[1]2016年，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《國家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略綱要》中提出，科技創(chuàng)新是提高國家綜合實(shí)力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家戰(zhàn)略發(fā)展的核心位置，要不斷推動(dòng)創(chuàng)新教育方式，改善人才培養(yǎng)的教學(xué)模式，提升學(xué)生信息意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新性思想、創(chuàng)造力，以及社會(huì)責(zé)任心。而機(jī)器人教學(xué)，是我國培育創(chuàng)新型人才的重要途徑之一。[2]國外學(xué)者研究顯示，機(jī)器人教育能調(diào)動(dòng)學(xué)生的好奇心和創(chuàng)造力，[3]能引起兒童對(duì)科學(xué)技術(shù)的興趣，并提升他們的問題解決能力，培養(yǎng)他們的合作交流能力。[4]所以，開展機(jī)器人教育能滿足國家對(duì)創(chuàng)新型人才的需要。

國外對(duì)機(jī)器人教育的研究較早，尤其是美國、英國、日本等國家。一般認(rèn)為教育機(jī)器人來自麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗(yàn)室。[5]1994年，為了提高工程設(shè)計(jì)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造力，MIT開設(shè)機(jī)器人課程。[6]在教學(xué)方法上美國的中小學(xué)機(jī)器人課程并沒有統(tǒng)一設(shè)置課程標(biāo)準(zhǔn)。[7]國外使用的方法是項(xiàng)目教學(xué)法和實(shí)驗(yàn)方法，尤其是項(xiàng)目教學(xué)法，被許多教育工作者認(rèn)為是適合機(jī)器人課程的教學(xué)法。[8]日本在大學(xué)設(shè)立專門研究機(jī)器人的學(xué)科，將編程列為中學(xué)必修內(nèi)容，持續(xù)以機(jī)器人競(jìng)賽的形式出現(xiàn)在中小學(xué)的機(jī)器人教育中。[9]可以看出，機(jī)器人教育已在高校、中小學(xué)普及。

我國對(duì)機(jī)器人教育的研究從上世紀(jì)七八十年代開始。[10]2000年，國內(nèi)將機(jī)器人教學(xué)引入信息技術(shù)課程中。[11]2003年教育部印發(fā)的《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》對(duì)信息技術(shù)課程進(jìn)行修訂和補(bǔ)充，將AI的基礎(chǔ)知識(shí)和機(jī)器人制作的相關(guān)知識(shí)加入到信息技術(shù)、通用技術(shù)課程中。[12]2017年中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》中強(qiáng)調(diào)，要逐步實(shí)施全民AI教育，在中小學(xué)階段，不僅要建立與AI相關(guān)的課程，還要普及編程教育，培養(yǎng)創(chuàng)新人才。[13]在國家的支持下，機(jī)器人教育課程已經(jīng)逐步進(jìn)入我國的中小學(xué)課程中。

截至目前，機(jī)器人教育進(jìn)入我國中小學(xué)已有20年。然而，國內(nèi)中小學(xué)機(jī)器人教育依然以競(jìng)賽或培養(yǎng)興趣為出發(fā)點(diǎn)，機(jī)器人課程教學(xué)中缺少一套完整統(tǒng)一的課程體系，在機(jī)器人課程的教學(xué)方法中多為學(xué)生模仿教師操作，忽視學(xué)生的主動(dòng)應(yīng)用。[14]盡管機(jī)器人課程已得到國家的認(rèn)可和重視，但是在發(fā)展過程中仍出現(xiàn)許多問題，所以我國的機(jī)器人課程需要改革。為了改變學(xué)科本位的機(jī)器人教學(xué)現(xiàn)狀，本文借鑒大衛(wèi)·庫伯（David Kolb）的體驗(yàn)學(xué)習(xí)理論，力圖采用“體驗(yàn)情境—反思觀察—總結(jié)內(nèi)化—?jiǎng)?chuàng)新分享”的教學(xué)模式來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人課程的創(chuàng)新和突破。

二、教學(xué)模式設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)課堂中，教師總是以灌輸?shù)姆绞綄⒅R(shí)傳遞給學(xué)生。然而，沒有親身經(jīng)歷的學(xué)生無法理解知識(shí)背后的深層含義，所以，擁有體驗(yàn)非常重要。中小學(xué)智能機(jī)器人課程應(yīng)該擁有的主要特點(diǎn)是創(chuàng)新性、綜合性、開放性、發(fā)展性、實(shí)踐性、探究性。大衛(wèi)·庫伯提出的體驗(yàn)學(xué)習(xí)是“把學(xué)習(xí)看成是體驗(yàn)的轉(zhuǎn)換并創(chuàng)造知識(shí)的過程”。首先，學(xué)習(xí)不是一個(gè)結(jié)果，而是一個(gè)過程。其次，學(xué)習(xí)者通過體驗(yàn)完成感知和領(lǐng)悟的統(tǒng)一，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)真正意義上的學(xué)習(xí)。最后，知識(shí)在體驗(yàn)學(xué)習(xí)的過程中被創(chuàng)造。[15]基于此，本研究將體驗(yàn)教學(xué)模式運(yùn)用于該課程當(dāng)中，設(shè)計(jì)出一套AI機(jī)器人課程的教學(xué)模式，力求提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，如圖1所示。

（一）體驗(yàn)情境

體驗(yàn)情境是讓學(xué)生對(duì)真實(shí)環(huán)境進(jìn)行感知，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的興趣、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，從而自發(fā)地參與到體驗(yàn)活動(dòng)中。具體體驗(yàn)是機(jī)器人課程的開始階段，也是進(jìn)行反思、概括、檢驗(yàn)的基礎(chǔ)。在這個(gè)階段，教師的主要任務(wù)是設(shè)置體驗(yàn)活動(dòng)和體驗(yàn)情境，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生眼睛、耳朵、嘴巴、鼻子、雙手等各個(gè)感官參與，讓學(xué)生全身心融入情境當(dāng)中。同時(shí)，教師要注意，情境的設(shè)計(jì)要指向教學(xué)目標(biāo)，而不是以游戲的態(tài)度去對(duì)待教學(xué)內(nèi)容。

（二）反思觀察

反思是學(xué)生在體驗(yàn)情境的基礎(chǔ)上，通過反思來提升自己思考問題、解決問題的能力，建立一種將經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)知識(shí)的傾向。在這個(gè)階段，教師不能直接將知識(shí)點(diǎn)呈現(xiàn)給學(xué)生，而是充當(dāng)“引導(dǎo)者”的角色，通過提問和對(duì)話的方式來引導(dǎo)學(xué)生反思，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考問題的意識(shí)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探索解決問題的方法。

（三）總結(jié)內(nèi)化

總結(jié)內(nèi)化是學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行概念化。只有對(duì)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化和總結(jié)，才能檢驗(yàn)自己是否真正掌握。在體驗(yàn)情境和反思觀察階段，學(xué)生掌握的知識(shí)是碎片化的，甚至是錯(cuò)誤的，而總結(jié)內(nèi)化是將碎片化知識(shí)整合在一起、及時(shí)糾正錯(cuò)誤觀念的過程。在這個(gè)階段，教師的主要任務(wù)是激發(fā)學(xué)生，使其現(xiàn)有觀念和原有觀念產(chǎn)生沖突，推翻原有的錯(cuò)誤認(rèn)知，進(jìn)而形成科學(xué)的概念。一是教師要給學(xué)生留出足夠的時(shí)間去思考，這有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。二是教師需要提供給學(xué)生學(xué)習(xí)材料、組織小組討論活動(dòng)，當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)無法解決的問題時(shí)，教師應(yīng)該主動(dòng)幫助學(xué)生，及時(shí)糾正其錯(cuò)誤認(rèn)知。經(jīng)過判斷、思考、質(zhì)疑、認(rèn)知沖突，學(xué)生對(duì)知識(shí)內(nèi)化和遷移的能力將大大提升。

（四）創(chuàng)新分享

創(chuàng)新就是將總結(jié)內(nèi)化的知識(shí)運(yùn)用于其它情境中，在新的情境中檢驗(yàn)結(jié)論的正確性，做到舉一反三，在原有經(jīng)驗(yàn)上創(chuàng)新，生成新的體驗(yàn)。它不是對(duì)知識(shí)的復(fù)現(xiàn)和提取，更多的是實(shí)踐、應(yīng)用、創(chuàng)新。在這個(gè)階段，教師的主要任務(wù)是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)與所學(xué)知識(shí)相關(guān)的情境，讓學(xué)生不僅僅只學(xué)會(huì)課堂知識(shí)，還要會(huì)運(yùn)用知識(shí)。同樣，教師要改變以傳統(tǒng)的練習(xí)題和小測(cè)驗(yàn)去評(píng)價(jià)學(xué)生，而是給學(xué)生設(shè)置有難度的擴(kuò)展任務(wù)，采用鼓勵(lì)的方式促進(jìn)學(xué)生在現(xiàn)有知識(shí)的基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新。

值得注意的是，教師在應(yīng)用體驗(yàn)學(xué)習(xí)模型作為教學(xué)指導(dǎo)時(shí)，千萬不能生搬硬套四個(gè)階段。體驗(yàn)學(xué)習(xí)模型是一個(gè)非線性的學(xué)習(xí)過程，學(xué)生可以從“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”中的任何一個(gè)點(diǎn)進(jìn)入，而教師要根據(jù)學(xué)生的差異進(jìn)行因材施教。當(dāng)學(xué)生難以進(jìn)行抽象概括時(shí)，教師可以再生成一個(gè)情境體驗(yàn)促使他們進(jìn)行反思概括;如果學(xué)生已有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，教師可以直接進(jìn)入反思階段、概括階段，以免浪費(fèi)時(shí)間。同時(shí)，學(xué)生也可針對(duì)同一個(gè)問題重復(fù)多輪體驗(yàn)學(xué)習(xí)，直至問題解決。[16]總之，教師最終的目的是讓學(xué)生掌握知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)、思維模式、創(chuàng)新能力。

三、案例應(yīng)用

（一）Micro：bit智能小車

1.教學(xué)內(nèi)容

本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容為：掌握紅外遙控器的使用方法與智能小車接受遙控信號(hào)的原理，熟練組裝智能小車，利用Micro：bit 圖形化編程平臺(tái)編寫積木腳本，讓遙控器可以控制機(jī)器人小車前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、停止。

2.教學(xué)實(shí)施過程

在體驗(yàn)情境階段，教師通過智能小車大賽引起學(xué)生的好奇心，并留時(shí)間讓學(xué)生親身體驗(yàn)，在體驗(yàn)的過程中，學(xué)生掌握智能小車的基本操作，提升學(xué)習(xí)興趣，產(chǎn)生獲取知識(shí)的傾向。在反思觀察階段，教師分發(fā)開源套件，提供Micro：bit 圖形化編程平臺(tái)，布置基礎(chǔ)任務(wù)，學(xué)生通過觀察小車的構(gòu)造，思考組裝小車的流程，梳理編程要點(diǎn)。在總結(jié)內(nèi)化階段，教師下發(fā)學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生自主探索，糾正原有錯(cuò)誤觀念，學(xué)生通過小組合作的方式組裝小車、編寫代碼，實(shí)現(xiàn)智能小車的運(yùn)動(dòng)，并完成計(jì)時(shí)賽道挑戰(zhàn)任務(wù)。在創(chuàng)新分享階段，教師鼓勵(lì)學(xué)生在原有基礎(chǔ)上創(chuàng)新，通過修改積木腳本，讓遙控器可以控制小車的更多功能，學(xué)生通過展示作品和交流分享提升知識(shí)的遷移能力。最后，各小組按照作品的美觀性、作品完成速度、賽道用時(shí)、創(chuàng)新性進(jìn)行組間互評(píng)和組內(nèi)互評(píng)。

（二）Micro：bit機(jī)械臂機(jī)器人

1.教學(xué)內(nèi)容

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容為：了解超聲波傳感器的原理，掌握超聲波傳感器相關(guān)的指令塊。并掌握流程圖的設(shè)計(jì)，在邏輯語句設(shè)定中，能夠熟練運(yùn)用布爾值指令塊。熟練組裝機(jī)械臂機(jī)器人，能夠?qū)⑹謾C(jī)操控程序?qū)隡icro：bit中，通過編程實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂機(jī)器人定距抓取的操作。

2.教學(xué)實(shí)施過程

在體驗(yàn)情境階段，教師通過將搬東西大賽引入課堂，并播放主題為“物流領(lǐng)域機(jī)械臂”的視頻，讓學(xué)生操作Micro：bit機(jī)械臂機(jī)器人夾取物品，在體驗(yàn)過程中，學(xué)生掌握機(jī)械臂機(jī)器人的基本操作，為反思知識(shí)做好鋪墊。在反思觀察階段，教師給每組學(xué)生分發(fā)機(jī)器人套件和一部安裝Wonderbit軟件的手機(jī)，提供Micro：bit圖形化編程平臺(tái)，并布置任務(wù)，學(xué)生通過觀察硬件模塊，思考超聲波傳感器的主要功能，并探究機(jī)械臂機(jī)器人的拼接方法與編程要點(diǎn)。在總結(jié)內(nèi)化階段，教師下發(fā)學(xué)習(xí)資源，激發(fā)學(xué)生自主探索，并布置任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生將新知識(shí)和舊知識(shí)融合起來，從而產(chǎn)生新的知識(shí)。學(xué)生通過小組合作的方式組裝機(jī)械臂，利用Micro：bit圖形化編程平臺(tái)進(jìn)行編程，完成機(jī)械臂定距抓取的任務(wù)，并挑戰(zhàn)計(jì)時(shí)抓取任務(wù)。在創(chuàng)新分享階段，教師鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，勇于創(chuàng)新，通過修改積木腳本，讓機(jī)械手臂更加靈活、用時(shí)更短。學(xué)生通過程序的迭代改進(jìn)提升知識(shí)的遷移能力。最后，大家相互分享感受。通過作品的完成，學(xué)生收獲滿滿，大家不僅感受到編程的樂趣，而且體會(huì)到機(jī)器人帶給我們生活巨大的便利。

（三）LegoEV3機(jī)器人

1.教學(xué)內(nèi)容

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容為：了解顏色分揀機(jī)器人傳導(dǎo)裝置的工作原理，掌握傳導(dǎo)裝置相關(guān)的指令塊;熟練組裝顏色分揀機(jī)器人，在EV3 Classroom圖形化編程平臺(tái)中編寫積木腳本，通過編程讓顏色分揀機(jī)器人利用傳導(dǎo)裝置將顏色模塊分揀開來。

2.教學(xué)實(shí)施過程

在體驗(yàn)情境階段，教師通過將分析“快遞包裹分揀機(jī)器人的工作場(chǎng)景”導(dǎo)入課堂，引發(fā)學(xué)生的思考，并播放顏色分揀機(jī)器人的工作視頻，讓學(xué)生體驗(yàn)其工作流程，在體驗(yàn)的過程中，學(xué)生掌握顏色分揀機(jī)器人的基本操作。在反思觀察階段，教師為每組學(xué)生分發(fā)樂高開源套件，提供EV3 Classroom圖形化編程軟件并布置任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)，學(xué)生通過觀察和思考顏色分揀機(jī)器人的主要功能，在大腦中建立思維導(dǎo)圖。在總結(jié)內(nèi)化階段，教師下發(fā)學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生自主探索。學(xué)生通過小組合作學(xué)習(xí)總結(jié)機(jī)器人的組裝步驟，組裝顏色分揀機(jī)器人;通過編程實(shí)現(xiàn)機(jī)器人顏色分揀的任務(wù)，并完成計(jì)時(shí)分揀挑戰(zhàn)賽。在創(chuàng)新分享階段，教師鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，勇于創(chuàng)新，修改積木腳本、改裝機(jī)器人套件，讓樂高機(jī)器人實(shí)現(xiàn)其他的功能。通過改進(jìn)程序，一部分學(xué)生做出機(jī)器人小狗、機(jī)器人教練，以及機(jī)械手臂等。最后，一部分學(xué)生自愿上臺(tái)和大家分享自己的感受。課程結(jié)束后，學(xué)生提出讓教師提前發(fā)放預(yù)習(xí)材料。

四、應(yīng)用效果分析

為了調(diào)查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)情況、學(xué)習(xí)效果、教師的訪談?dòng)^察，以及對(duì)調(diào)查問卷的分析，得出以下結(jié)論：

（一）學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性提升

通過教師在課堂上的觀察，學(xué)生在課堂上積極參與小組合作任務(wù)，主動(dòng)與小組成員進(jìn)行討論，愿意將自己的作品在全班同學(xué)面前分享，并且在課程結(jié)束后仍然意猶未盡，想預(yù)先知道下節(jié)課的內(nèi)容，這表明學(xué)生的積極性顯著提高。除此之外，問卷調(diào)查中關(guān)于學(xué)生的課堂感受一項(xiàng)，認(rèn)為自己在課堂中興趣濃厚且愉快的人數(shù)比例從第一節(jié)課的72.73%變?yōu)樽詈笠还?jié)課的100%，從數(shù)據(jù)信息可以得出，基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)機(jī)器人課程的教學(xué)模式能有效提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

（二）學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提升

問卷調(diào)查顯示，72.73%的學(xué)生在學(xué)習(xí)機(jī)器人課程前對(duì)機(jī)器人完全不感興趣，但通過課程的學(xué)習(xí)，90%的學(xué)生認(rèn)為他們對(duì)機(jī)器人的學(xué)習(xí)很感興趣，認(rèn)為課堂設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)能顯著提升他們的合作交流能力，并且很喜歡這樣的教學(xué)方式和教學(xué)節(jié)奏。這表明，基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)的機(jī)器人教學(xué)模式能有效提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（三）學(xué)生的動(dòng)手能力提升

通過教師在課堂上的觀察，第一節(jié)課的時(shí)候，很多學(xué)生完成作品的速度較慢，只能完成一個(gè)作品。然而，到最后一節(jié)課時(shí)，大部分學(xué)生都可以完成2～3個(gè)作品，速度顯著加快。這表明，基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)的機(jī)器人教學(xué)模式使學(xué)生的動(dòng)手能力得到提升。

（四）學(xué)生的創(chuàng)新能力提升

通過教師在課堂上的觀察，很多學(xué)生在完成課堂任務(wù)后都會(huì)在小組中分享自己的創(chuàng)意點(diǎn)子。除此之外，通過教師的作業(yè)批改發(fā)現(xiàn)，80%的學(xué)生可以在自己的作品中融入其他想法，并且能夠做到舉一反三，不單純對(duì)課上的內(nèi)容進(jìn)行照搬照抄。這表明，基于“體驗(yàn)學(xué)習(xí)圈”的機(jī)器人教學(xué)模式使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提升。

五、討論

基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式讓學(xué)生通過體驗(yàn)實(shí)現(xiàn)感知和領(lǐng)悟的統(tǒng)一，進(jìn)而完成真正意義上的學(xué)習(xí)。在體驗(yàn)情境環(huán)節(jié)，學(xué)生參與體驗(yàn)活動(dòng)，對(duì)知識(shí)初步感知，進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣;在反思觀察環(huán)節(jié)，學(xué)生通過主動(dòng)思考發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)而產(chǎn)生想要解決問題的傾向;在總結(jié)內(nèi)化環(huán)節(jié)，學(xué)生通過深入思考，推翻原有的錯(cuò)誤認(rèn)知，生成新的知識(shí);在創(chuàng)新分享環(huán)節(jié)，學(xué)生主動(dòng)運(yùn)用知識(shí)，積極創(chuàng)新，達(dá)到對(duì)知識(shí)的遷移。所以，相較于傳統(tǒng)的機(jī)器人課堂，基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)課堂能加速學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化、遷移、運(yùn)用，而不是以死記硬背的方法去學(xué)習(xí)知識(shí)。同時(shí)，基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)課堂也對(duì)教師提出新的要求。

第一，教師要學(xué)會(huì)創(chuàng)造情境。在體驗(yàn)學(xué)習(xí)中，教師想要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，就必須讓學(xué)生獲得真實(shí)的體驗(yàn)，所以，體驗(yàn)活動(dòng)的設(shè)計(jì)十分重要，既不能枯燥無聊，也不能太過游戲化，更不能拋棄知識(shí)的學(xué)習(xí)。第二，教師要學(xué)會(huì)引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造。在創(chuàng)新分享階段，教師要鼓勵(lì)學(xué)生形成自己的想法，而不是直接告知，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)意做太多干擾，要給學(xué)生留有空間，這樣才能達(dá)到知識(shí)遷移的目的。第三，教師要注重培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。機(jī)器人課程不只是讓學(xué)生學(xué)會(huì)編程、學(xué)會(huì)組裝套件，更要培養(yǎng)學(xué)生的情感態(tài)度與價(jià)值觀。例如：在套件組裝中，要注重對(duì)學(xué)生的美感培育;在體驗(yàn)學(xué)習(xí)過程中，要注重培養(yǎng)學(xué)生的思維意識(shí)、自主探究能力、溝通交流能力，以及創(chuàng)新能力，并通過問題解決和人機(jī)交互，建立起學(xué)生對(duì)機(jī)器人學(xué)習(xí)的興趣，感悟機(jī)器人技術(shù)為生活帶來的便利。

六、結(jié)語

通過研究可見，智能機(jī)器人課程是中小學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑之一，基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式有益于培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力，這能為教師提供全新的教學(xué)方式、開辟新的教學(xué)方向。

同時(shí)，本研究也存在一些不足之處。一是機(jī)器人課程對(duì)教師的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求較高，由于教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足，基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式?jīng)]有很好地運(yùn)用到機(jī)器人課堂當(dāng)中。在學(xué)生的具體體驗(yàn)環(huán)節(jié)，有一部分學(xué)生被機(jī)器人套件所吸引而忽視知識(shí)的學(xué)習(xí);在討論環(huán)節(jié)中，有一部分學(xué)生由于性格孤僻，沒有積極參與其中。二是基于體驗(yàn)學(xué)習(xí)的教學(xué)模式只在某市S學(xué)校的初一學(xué)生當(dāng)中應(yīng)用，樣本較少，不一定適用于所有學(xué)段的學(xué)生。

下一階段將針對(duì)機(jī)器人課程案例展開深入研究，包括教育機(jī)器人與機(jī)器人課程的整合、教師與課堂環(huán)境的相互配合。從而提高機(jī)器人課程的教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐動(dòng)手能力。

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作者簡介：

袁加欣，碩士研究生，主要研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芙逃?、教育大?shù)據(jù)，郵箱：yuan_jia_xin@163.com;

孔新梅，碩士研究生，主要研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芙逃?、教育大?shù)據(jù)，郵箱：kongxm0@163.com;

杜東燕，碩士研究生，主要研究方向?yàn)槿斯ぶ悄芙逃?、教育大?shù)據(jù)，郵箱：ddu_qun@163.com;

方海光，教授，博士，通訊作者，主要研究方向?yàn)榻逃髷?shù)據(jù)、人工智能教育、智能教育機(jī)器人、智慧教育等，郵箱：fanghg2013@163.com。

Research on the Teaching Mode of AI Robot Courses in Elementary and Secondary Schools

Jiaxin YUAN1， Xinmei KONG2， Dongyan DU1， Haiguang FANG2*

（1.College of Teacher Education， Capital Normal University， Beijing 100048;

2.College of Education， Capital Normal University， Beijing 100048）

Abstract： AI robot courses have certain advantages in cultivating innovative talents. In AI robot courses， students will develop problem awareness and innovative thinking through hands-on practice， which is of great significance to carry out robot education. However， robot education in domestic elementary and secondary schools still mainly orients itself to winning competitions and awards. Besides， the teaching of robot courses lacks a complete and unified curriculum system. Meanwhile， the teaching method of robot courses emphasizes imitation， rather than application. Therefore， the robot curriculum of primary and secondary schools in China urgently needs to be reformed. Based on the experiential learning theory， this paper has applied? to the curriculum in elementary and secondary schools the teaching mode of “experiencing context-reflect and observation-summary and internalization-Innovation and sharing” for practical exploration. According to the results， this teaching mode can effectively arouse students interest in the curriculum， and cultivate their innovative thinking， which gurantees it a reference for teachers who are about to carry out robot courses.

Keywords： AI robot course; Experiential learning; Teaching mode; Teaching activity design

編輯：王天鵬? ?校對(duì)：王曉明