“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下高中機器人教學模式探究

耿楓 尚防亞

摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，我國教育行業(yè)迎來新的挑戰(zhàn)，“人工智能”出現(xiàn)在“十三五”規(guī)劃綱要中后，對“人工智能”的應用提出進一步要求，需要在中小學有序推廣機器人教育，從而使學生在中小學階段就可以接觸到“人工智能”，進而對“人工智能”相關知識產(chǎn)生興趣。而在高中機器人教學模式中，需要對教學活動結構框架以及具體的活動程序進行深入研究和討論，從而在宏觀上將教學活動進行整體掌控，并將教學活動中各要素間關系、功能捋順，與此同時，具體的活動程序也更要體現(xiàn)教學模式的可實踐性和有序性。下面就“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下高中機器人教學模式進行深入探究。

關鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+教育；高中；機器人教學；模式；探究

一、引言

“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，我國教育領域需要打破傳統(tǒng)教育理念，創(chuàng)新教育思想，將互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢充分發(fā)揮，為學生打造不一樣的教育平臺，豐富學生的學習視野，推動其在“人工智能”的引領下，樹立正確的科學觀和學習觀，培養(yǎng)學生對科學技術的探究興趣。當前國內(nèi)外機器人教育現(xiàn)狀存在較大不同，需要教師明確當前的機器人教育情況，從而探究出最適合高中的機器人教學模式，如理論結合實際，突出學生學習主體；開展主題剖析，引導學生自主剖析；創(chuàng)建互動課堂，推動學生合作交流；確定探究目標，培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力；靈活學習模式，滿足學生求知需求；多元評價方式，滿足學生學習成就感；以及應用多種研究法，順利開展教學活動，等等，最終有效培養(yǎng)高中生的科學素養(yǎng)，順利完成教育目標。

二、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下提出機器人教育的背景

在西方發(fā)達國家，機器人教育不僅要求學生學習機器人相關知識，同時機器人也開始為課堂教學提供服務，并且在中小學都開設相應的機器人教育課程。在我國，機器人教育起步較晚，并且并沒有成為必修課程，更多是以社團課程或者興趣愛好課程存在。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+教育”模式出現(xiàn)，機器人教育逐步引起教育界重視，尤其是在經(jīng)濟更為發(fā)達的國際都市，都已經(jīng)開展了機器人教育課程，增加人工智能普及課程，但當前機器人教育并沒有被列為必修課，還是以社團等非統(tǒng)一課程內(nèi)容的形式存在。

三、機器人教育的優(yōu)勢和意義

（一）利于學生工程思維和計算思維的培養(yǎng)提升

學生在學習機器人理論知識后，會動手設計并搭建機器人，這個理論轉為實踐的操作過程中，需要學生有一個整體規(guī)劃，并將整體規(guī)劃進行再一次的細化，分成不同的小模塊，一步步解決。其中將涉及計算機編程知識，這時就需要學生有計算思維引導，有效優(yōu)化整個編程策略；在機器人教育中多采用項目式和小組式教學模式，學生間會有一定的比拼，這時，學生需要在對機器人進行模擬設計時，對機器人系統(tǒng)，整體結構以及流程步驟等有一個整體安排，這時將培養(yǎng)學生的工程思維，利于其結合實際情況做出最佳的策略判斷。

（二）利于打破傳統(tǒng)大班式教學模式，開啟個性化教學

傳統(tǒng)學科知識教學時，多采用大班式教學模式，由教師在講臺前將理論知識講解給學生知道，學生在課桌前記筆記，并在為數(shù)不多的實踐中應用。而機器人教育則將打破傳統(tǒng)的大班式教學模式，開啟個性化教學模式，主要模式為項目式教學或者小組合作教學模式，重點突出學生的學習主體地位，教師作為輔助的角色存在。教師根據(jù)學生課堂學習進度做適合的教學引導，針對學生出現(xiàn)的問題，進行針對性指導，體現(xiàn)“點對點”教學，利于不同學習能力的學生都能得到專項指導，最終在實踐中激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)探究能力，助力學生綜合發(fā)展。

（三）推進人工智能教育發(fā)展

人工智能是一門以計算機科學為基礎，由多個學科知識融合后，研究開發(fā)用于模擬人的智能的理論和方法，是一門新的學科。人工智能領域包括機器人、語言識別、自然語言處理和專家系統(tǒng)等。高中生在參加機器人教育時，會了解并學習簡單的機器人設計方法，從而在實踐中將物理、數(shù)學、科學以及技術等多學科知識融合后應用，進而對人工智能有進一步的學習和理解，將有效推進人工智能教育發(fā)展。

（四）符合國家對人才的培養(yǎng)目標要求

從國家不斷對教育出臺各種治學政策中可以看出，當前國家及社會對人才的需求標準越來越高，其中教育目標更明顯指出，要全面培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)，發(fā)展各學科素養(yǎng)，助力學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀，養(yǎng)成終身學習的良好習慣。在高中機器人教育中，其主要是采用項目式教學或者小組合作教學模式，在這樣的先進教學模式中，學生的自主探究能力，合作探究能力以及團隊協(xié)作能力都將得到有效培養(yǎng)。為此，在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，機器人教育優(yōu)勢是顯而易見的，其教育意義更是巨大，符合國家對人才的培養(yǎng)目標要求。

四、“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下高中機器人教學模式探究

（一）理論結合實際，突出學生學習主體

理論結合實際，突出學生學習主體，這是基于高中生的學習能力和機器人教育理念提出的教學思想。學生是學習的主體，只有當學生的學習內(nèi)驅力發(fā)揮作用時，其才能指導學生對機器人教育內(nèi)容產(chǎn)生學習興趣，進而形成探究想法，不斷研究學習，獲得良好學習效果。與此同時，為使得教學效果更突出，學生的學習主體作用充分發(fā)揮，機器人教學內(nèi)容要堅持層層遞進式教學原則，從學生熟悉的現(xiàn)實生活出發(fā)，結合教學內(nèi)容，為學生營造適合的生活化情境，以便于在最大程度上激發(fā)學生的探究興趣，為下面的機器人教學做好良好鋪墊。有研究表明，當處于熟悉環(huán)境中時，人的情緒是放松的，精神伸展性良好，可以將日常忽略的知識點再一次進行應用提煉，發(fā)現(xiàn)更多可用知識點，進而在機器人教學內(nèi)容學習時，可以輕松掌握。在以往的教學活動匯總，每一次教學活動開展前，教師都需要針對學生的能力特點設定教學目標，但在機器人教育中，則需要重點突出學生的學習主體性，學生根據(jù)教師理論教學內(nèi)容，開始模擬練習，并積極地投入到機器人教學內(nèi)容學習中，進而最大限度地使學生的創(chuàng)造力激發(fā)，獲得更好教學效果。

（二）開展項目剖析，引導學生自主剖析

開展項目剖析，引導學生自主剖析，這是基于教育學家陶行知的教育思想提出的教學思想。著名教育學家陶行知先生曾經(jīng)表達過這樣的教育思想：任何有效發(fā)明的出現(xiàn)，都需要有一個“問”來啟發(fā)。簡單而言，當有問題提出時，才會有想要解決問題的想法，進而將問題有效解決，獲得成功。在高中機器人教學中，這樣的教學思想同樣適用，若學生對機器人教學知識沒有一個想要提問的想法，那么其創(chuàng)新思維將難以發(fā)揮作用，最終學生對機器人相關知識的學習是無用的，并不會為學生帶來有效的學習引導[3]。在高中機器人教學中，教師需要將以往“教”的方式進行革新，不再是單純在教師講解，學生學習并練習應用模式，而是教師設計一個項目剖析活動，以問題為導向，為學生創(chuàng)設積極的問題情境，推動學生在學習中尋找問題答案，在尋找答案過程中，發(fā)現(xiàn)新的問題。在問題提出解決這個良性循環(huán)下，學生對機器人技術知識會有新的認知，將打開機器人技術知識的大門，從知識的外圍，到知識內(nèi)部，逐步從“聽學習”轉變?yōu)椤疤岢鰡栴}、解決問題”，在這樣敢于“問”的新型學習模式下，有效提升學生的自主學習力，提高學生的創(chuàng)造力和探究力，培養(yǎng)學生的工程思維和創(chuàng)造思維。

（三）創(chuàng)建互動課堂，推動學生合作交流

創(chuàng)建互動課堂，推動學生合作交流，這是基于提升機器人技術教學質量而提出的教學思想。在傳統(tǒng)的課堂教學活動中，學生一直處于被動學習狀態(tài)，教師講多少知識，學生學習多少知識，教師安排什么樣的習題練習，學生就按部就班地完成，并沒有深入研究課堂學習知識的深層內(nèi)容，更對練習題的完成價值沒有過多關注，導致學生的創(chuàng)造思維和探究思維一直處于沒有激發(fā)的狀態(tài)。在互動課堂教學氛圍中，學生的心情是愉悅的，心理壓力是最小的，可以勇敢地嘗試一直沒有嘗試的做法，更利于學生創(chuàng)新思維發(fā)揮作用。在機器人教學活動中，不僅要學生間進行積極互動，教師與學生間也要積極互動，教師有效引導學生的思維，激發(fā)學生主動性與積極性，最終有效培養(yǎng)并提升學生的創(chuàng)新能力。機器人理論知識講解時，需要學生對物理知識、科學知識、數(shù)學知識以及工程類知識等多個學科知識都有一定的掌握，并且將這些學科知識進行融合后應用到機器人模擬設計中，但一部分學生僅了解一部分知識或者知識學習深度不夠，并不能很好地學習并理解機器人理論知識，這時，教師創(chuàng)建的互動課堂將會充分發(fā)揮教學作用，為學生間、教師間搭設交流平臺，利于學生交流、討論、合作。

（四）靈活學習模式，滿足學生求知需求

靈活學習模式，滿足學生求知需求，這是基于創(chuàng)新原有教學模式而提出的教學思想。在原有的教學活動中，教師都是先制定教學模式，接著，教師按照既定模式進行教學活動，這樣的規(guī)劃性教學模式雖然在其他傳統(tǒng)學科教學中取得良好的應用效果，順利指導學生掌握學科知識，并培養(yǎng)了學科素養(yǎng)。但在機器人教育中，這樣的規(guī)劃性教學模式卻存在較大弊端，首先就不利于學生創(chuàng)造性思維培養(yǎng)與發(fā)展，更不符合機器人教育思想[4]。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”時代背景下，高中機器人教學模式需要創(chuàng)新，采用靈活的學習模式，從而滿足不同學習能力，不同學習層次學生的學習需求。高中生存在較大的個體差異性，對新知識的學習正處于摸索階段，這就導致學習能力較強，思維較為活躍的學生可以獲得更好的學習效果，而對于一部分學習能力較弱，思維活躍不佳的學生而言，其難以在同樣的學習時間下，將機器人技術知識學懂、學會。機器人技術相較于其他學科知識學習特點來看，具有高抽象性、高邏輯性、高技術性等特點，教師在開展機器人技術教學活動時，若按照規(guī)劃性教學模式進行按部就班式教學，則將會使得教學進度出現(xiàn)偏差，一部分學生沒有學夠，一部分學生還難以消化。為此，高中學校在確定機器人教學模式前，可以利用互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢發(fā)起一個討論話題，收集學生的學習態(tài)度和學習觀點，并邀請學生就機器人教育模式開展方式進行積極討論，并提出合理化建議。學校針對學生提出的合理化建議進行研究討論，最終確定符合學生心理需求的教學模式，順利開展教學活動，滿足學生的求知需求。項目式教學模式和小組合作教學模式都是較為適合高中生學習機器人知識的教學模式，可以滿足不同學生的不同學習需求，并且獲得良好的學習效果。機器人教學與其他學科教學存在的最大區(qū)別是，教師要明確以激發(fā)學生對機器人技術的學習興趣為主的教學目標，接下來的教學活動、教學手段都是為不斷激發(fā)學生探究興趣而存在的，這樣學生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新性思維將一直發(fā)揮作用，推動學生自主學習并掌握機器人技術。

（五）多元評價方式，滿足其學習成就感

多元評價方式，滿足學生學習成就感，這是基于將機器人教學價值最大化而提出的教學思想。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，高中生對機器人技術的學習并不僅局限在學校開展的教學活動中，學生可以利用課余時間，在互聯(lián)網(wǎng)上搜索與機器人相關的理論知識和實踐應用案例，增加機器人知識儲備，從而在參加學校機器人教育時，可以有更優(yōu)秀的表現(xiàn)。與此同時，機器人技術學習評定方式也不能以理論知識考核或者以固定題目的實踐應用考核下定論，而是應該應用多種考評手段對學生學習機器人技術的效果進行綜合評價[5]。在多元評價中，不同學生都會找到適合自己的考核方式，進而獲得不一樣的學習成就感。比如說，在機器人技術教學中，為更好地激發(fā)學生的探究興趣，教師一般會按照一定標準將學生分成不同的學習小組，并在每一次教學中以小組為教學單位。如當教師提出教學問題時，小組成員需要就問題進行積極討論，并形成討論結果后，由一名學生進行展示。在小組討論中，學生的分工是明確的，有的學生負責理論知識指導，有的學生負責動手操作實踐，還有的學生負責統(tǒng)籌管理。由此可見，在機器人技術學習中，每一名學生的收獲也是不一樣的，這時，若教師采用統(tǒng)一的考評方式，則學生的評價感受也將會不同。基于此，教師需要重視將評價多元化，讓每一名學生都有展示的機會，并引導學生自評和互評，將傳統(tǒng)的考核意義優(yōu)化成技術交流大會，有效引導學生將機器人知識掌握。此外，教師還需要重視將學生的展示成果上傳到校園網(wǎng)中，鼓勵全校學生參與評價，進而在校園中營造良好的機器人技術學習熱潮。

（六）以多種研究法，順利開展教學活動

以多種研究法，順利開展教學活動，這是基于教學方式靈活性提出的教學思想。在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，高中機器人教育可以利用互聯(lián)網(wǎng)的便利性等優(yōu)勢，收集更多的理論性知識內(nèi)容，在理論知識的帶領與指導下，可以為高中機器人教學模式的研究提供更多助力，積極借鑒他人優(yōu)秀的教學成果與教學案例，定位自身的教學模式研究方向和具體的研究方法。在高中機器人教學模式探究中，主要可以從以下幾個方法入手：第一，行動研究法。機器人教育提倡學生動手操作，此方法可以有效突出學生的學習主體，充分調動學生對機器人技術的學習積極性，激發(fā)其學習探究想法與興趣，進而在行動中深入學習并體會理論知識應用，最終獲得良好學習效果。第二，案例研究法。國外發(fā)達國家已經(jīng)有了較為成功的機器人教學模式，可以借鑒這些典型案例，對其開展模式進行深入研究，從而取其精華，結合當前我國機器人教育現(xiàn)狀，進行合理借鑒。第三，經(jīng)驗總結法。雖然當前我國高中教育階段開展機器人教育的課程較少，但其卻也為探究機器人教學模式提供了較多有價值的教學經(jīng)驗，將這些經(jīng)驗歸納、總結，最終合理應用。

五、結束語

總而言之，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”背景下，高中機器人教學模式的順利應用，將會為學生開創(chuàng)不一樣的學習空間，使其認識到“人工智能”的應用前景，進而對機器人教學產(chǎn)生積極的學習興趣。教師從學生的角度思考問題，并設計問題，靈活學習模式，將學生的學習主觀能動性充分調動，強化教學效果的同時，也順利引導學生樹立正確的科學觀和價值觀，有效培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，最終成長為綜合能力俱佳的新世紀人才。

作者單位：耿楓? ? 尚防亞? ? 山東省濟寧市育才中學

參? 考? 文? 獻

[1]廖作東. 淺議機器人教育中高中生認知模型的優(yōu)化[J]. 中國信息技術教育，2021，（08）：88-90.

[2]張婷燕. 基于Arduino平臺的高中機器人教學模式構建與實踐研究[D].廣東技術師范大學，2020.

[3]周瓊. 微課程開發(fā)與中學機器人翻轉課堂教學模式設計[J]. 新教育，2020，（14）：34-35+，37.

[4]潘小妮. 樂高機器人的項目教學模式在通用技術課程教學中的探究[J]. 試題與研究，2019，（18）：83.

[5]吳健. 高中機器人技術教學模式芻探[J]. 成才之路，2018，（36）：97-98.