如何利用機(jī)器人教育挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能

摘 要：機(jī)器人教育是以創(chuàng)客教育為核心理念的一種教育方式，既有利于學(xué)生的全面發(fā)展，也有利于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的實(shí)施。當(dāng)前，我國(guó)各級(jí)教育都在探索機(jī)器人教育理念和方法，提出了多種教育思路，將機(jī)器人教育定義為未來教育的“新希望”。本文對(duì)機(jī)器人教育進(jìn)行分析研究，提出機(jī)器人教育與挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能的適配性，同時(shí)結(jié)合相關(guān)教學(xué)案例，探索利用機(jī)器人教育挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能的具體措施，旨在促進(jìn)我國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人教育；創(chuàng)新潛能；適配性；良好方式

作者簡(jiǎn)介：劉戰(zhàn)爽（1977—），男，廣西壯族自治區(qū)河池市金城江區(qū)第三小學(xué)。

大力推動(dòng)教育改革依然是新時(shí)期我國(guó)教育發(fā)展的重點(diǎn)工作。新時(shí)期的教育改革工作將以立德樹人為核心目標(biāo)，以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才為基礎(chǔ)目標(biāo)。制定的這兩個(gè)目標(biāo)，代表我國(guó)對(duì)人才培養(yǎng)的新期盼。近幾年來，我國(guó)教育領(lǐng)域一直在探索新型教育教學(xué)模式，以機(jī)器人教育為首的新型教育方式逐漸推廣試用，在挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能、拓展學(xué)生思維方面起到重要作用，給我國(guó)教育發(fā)展以及人才培養(yǎng)帶來新的希望。在未來，利用機(jī)器人教育培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才將是一條有效的道路，對(duì)我國(guó)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。

一、機(jī)器人教育分析

（一）機(jī)器人教育理念

機(jī)器人教育是一種新型的教育方式，建立在機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)及其理念之上。在實(shí)施教育教學(xué)的過程中，可以利用機(jī)器人設(shè)計(jì)、機(jī)器人組裝、機(jī)器人編程以及機(jī)器人運(yùn)行進(jìn)行全面教育。

機(jī)器人教育的核心內(nèi)涵是利用機(jī)器人的創(chuàng)造創(chuàng)新過程實(shí)施教育，從而起到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、鍛煉學(xué)生綜合能力、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的作用。

（二）機(jī)器人教育模式分析

機(jī)器人是集成性技術(shù)，將傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)集成應(yīng)用于機(jī)器人，使機(jī)器人具有智能學(xué)習(xí)、自主完成各項(xiàng)任務(wù)的功能，將其應(yīng)用于教育領(lǐng)域是一種大膽的嘗試，是教育史上的一次變革，同時(shí)也是社會(huì)發(fā)展的必然要求。當(dāng)前，機(jī)器人教育分為多種模式，包括機(jī)器人學(xué)科教育、機(jī)器人輔助教育、機(jī)器人管理教育、機(jī)器人主持教育等。機(jī)器人在不同的教育模式中扮演不同的角色，起到不同的教育作用。機(jī)器人教育十分新穎，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也能夠在利用機(jī)器人的過程中，使學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，提升學(xué)習(xí)效率。實(shí)際上，無論采用何種機(jī)器人教育模式，都需要強(qiáng)調(diào)教育教學(xué)的本質(zhì)和原則，通過機(jī)器人的參與來促進(jìn)教學(xué)效果的提高，而不是完全依賴機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。

（三）小學(xué)機(jī)器人教育研究

在人工智能技術(shù)發(fā)展的背景下，機(jī)器人作為現(xiàn)代科技領(lǐng)域的尖端技術(shù)之一，教育工作者更應(yīng)該明確科技和人工智能技術(shù)的重要性，從教育發(fā)展的角度落實(shí)人工智能化技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。

當(dāng)前，我國(guó)小學(xué)人工智能機(jī)器人課程設(shè)計(jì)研究已經(jīng)到了關(guān)鍵階段。在教育教學(xué)的過程中，教師應(yīng)始終堅(jiān)持人工智能教育理念。教材中將人工智能教育分為多個(gè)主題，包括“初次相識(shí)”“感知世界”“智慧非凡”“大顯身手”等。初級(jí)課程能使學(xué)生初步了解機(jī)器人，開闊學(xué)生的眼界，幫助學(xué)生對(duì)新時(shí)期智能化技術(shù)和機(jī)器人形成良好的理解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新科技的興趣，促進(jìn)教育教學(xué)優(yōu)化升級(jí)，為日后機(jī)器人教育教學(xué)的發(fā)展打好基礎(chǔ)。

二、機(jī)器人教育與挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能的適配性

機(jī)器人教育已經(jīng)成為現(xiàn)代教育教學(xué)的重要方式之一。通過對(duì)機(jī)器人教育的全面分析可知，機(jī)器人教育具有創(chuàng)新性、綜合性、開放性、發(fā)展性以及實(shí)踐性等特點(diǎn)。而其特點(diǎn)就是該教學(xué)理念和模式能夠與挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能適配的根本原因。

第一，機(jī)器人教育具有創(chuàng)新性特點(diǎn)，該特點(diǎn)與挖掘創(chuàng)新潛能不謀而合。教師在教育教學(xué)的過程中，要以創(chuàng)新能力培養(yǎng)、創(chuàng)新元素挖掘?yàn)槟繕?biāo)?，F(xiàn)代機(jī)器人教學(xué)從教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)模式、教學(xué)方法等多個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)在各項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)中融入創(chuàng)新性知識(shí)，挖掘和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。

第二，機(jī)器人教育具有綜合性特點(diǎn)。機(jī)器人教育的根本目的不是研究機(jī)器人，而是了解機(jī)器人，運(yùn)用其能力全面開發(fā)技術(shù)。另外，從教學(xué)內(nèi)容來看，機(jī)器人教育也需要完成傳感器、編程語言、LOGO語言教學(xué)，使學(xué)生全面掌握新技術(shù)。而學(xué)生在全面掌握知識(shí)的情況下，自身已經(jīng)具備創(chuàng)新基礎(chǔ)，其創(chuàng)新潛能很容易被挖掘。

第三，機(jī)器人教育具有開放性特點(diǎn)。如果說傳統(tǒng)的教育教學(xué)方式過于固化，導(dǎo)致學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)受到限制，那機(jī)器人教育正是利用其開放性特點(diǎn)打開學(xué)生的“創(chuàng)新之門”。在開展機(jī)器人教育教學(xué)的過程中，教學(xué)模式呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)。教師在教學(xué)過程中更注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和“手腦”結(jié)合，以拓寬學(xué)生的知識(shí)面，使學(xué)生的學(xué)習(xí)更加靈活、自由。

第四，機(jī)器人教育具有發(fā)展性特點(diǎn)。機(jī)器人教育發(fā)展的源動(dòng)力就是創(chuàng)新。教育創(chuàng)新推動(dòng)教育發(fā)展，機(jī)器人創(chuàng)新使機(jī)器人得到了廣泛應(yīng)用。而其具有的發(fā)展性特點(diǎn)將會(huì)引領(lǐng)課堂走向更好的發(fā)展，幫助學(xué)生形成創(chuàng)新理念及創(chuàng)新思維。

第五，機(jī)器人教育具有實(shí)踐性特點(diǎn)，此特點(diǎn)是挖掘創(chuàng)新潛能的關(guān)鍵。創(chuàng)新不僅需要思維創(chuàng)新，更需要?jiǎng)邮致鋵?shí)，否則將是一種“空想”。機(jī)器人教育與傳統(tǒng)教育的最大區(qū)別在于強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，使學(xué)生自主完成活動(dòng)、自主鍛煉、自主學(xué)習(xí)，掌握將思維轉(zhuǎn)化為實(shí)踐的能力。

三、利用機(jī)器人教育挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能的良好方式

利用機(jī)器人教育挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能是我國(guó)新人才培養(yǎng)的重要要求。機(jī)器人教育在挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能方面具有先天性優(yōu)勢(shì)。因此，在開展機(jī)器人教育教學(xué)的過程中，應(yīng)該明確教育教學(xué)目標(biāo)，借助機(jī)器人創(chuàng)新教育方向，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能。以下是利用機(jī)器人教育挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能的良好方式。

（一）利用機(jī)器人學(xué)科教育挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能

當(dāng)前，我國(guó)教育體系已經(jīng)明確機(jī)器人學(xué)科教育的重要性，并且正在創(chuàng)建機(jī)器人學(xué)科教育模式。如，我國(guó)高校建立機(jī)器人相關(guān)專業(yè)，小學(xué)等基礎(chǔ)教育也設(shè)置機(jī)器人課程。因此，教師可以利用學(xué)科教育挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。

1.在課程內(nèi)容設(shè)置中挖掘創(chuàng)新潛能

機(jī)器人學(xué)科教育將創(chuàng)新元素融入課程知識(shí)當(dāng)中，使學(xué)生在學(xué)習(xí)課程知識(shí)的過程中，了解創(chuàng)新，激發(fā)創(chuàng)新意識(shí)，積累創(chuàng)新知識(shí)，促進(jìn)創(chuàng)新潛能的挖掘。各階段機(jī)器人學(xué)科教育都需要增加創(chuàng)新知識(shí)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

例如，《小學(xué)機(jī)器人普及教材》中已經(jīng)增加機(jī)器人新領(lǐng)域的知識(shí)內(nèi)容，除了基礎(chǔ)組成、語言以及現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用方面的知識(shí)，還涉及仿生機(jī)器人、語音交互機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)以及創(chuàng)意機(jī)器人等相關(guān)課程知識(shí)。以上知識(shí)內(nèi)容都是機(jī)器人發(fā)展的新方向，將以上知識(shí)內(nèi)容講述給學(xué)生，能使學(xué)生了解機(jī)器人知識(shí)，知道機(jī)器人依然在不斷發(fā)展，創(chuàng)新是機(jī)器人發(fā)展、社會(huì)發(fā)展的源動(dòng)力，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識(shí)。課程內(nèi)容的完善有助于學(xué)生積累機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)，并不斷學(xué)習(xí)虛擬現(xiàn)實(shí)、語言交互等新知識(shí)，進(jìn)而自主選擇創(chuàng)新方向、創(chuàng)新發(fā)展道路。

人工智能已經(jīng)納入中學(xué)義務(wù)教育信息科技課程體系中。在人工智能教育課程中，將引用系統(tǒng)體驗(yàn)、信息安全教育列為重點(diǎn)內(nèi)容。在教學(xué)過程中，教師可以將互聯(lián)網(wǎng)教育引入人工智能及機(jī)器人教育教學(xué)中，也可以采用數(shù)字設(shè)備、人工智能機(jī)器人進(jìn)行輔助教學(xué)。如，在小學(xué)信息科技課程中，在教學(xué)“設(shè)計(jì)數(shù)字產(chǎn)品”這一內(nèi)容時(shí)，教師利用機(jī)器人儲(chǔ)存相關(guān)數(shù)據(jù)資料，并讓學(xué)生利用智能機(jī)器人進(jìn)行計(jì)算機(jī)科技學(xué)習(xí)，以提升學(xué)習(xí)效果。

2.利用課程活動(dòng)設(shè)計(jì)挖掘創(chuàng)新潛能

利用實(shí)踐與挖掘創(chuàng)新潛能之間的關(guān)系實(shí)施教育，更多地開展機(jī)器人教育及其相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)，有利于挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，同時(shí)，此種挖掘方式更加直接。部分活動(dòng)甚至可以直接激活學(xué)生的思維，因?yàn)楹芏鄷r(shí)候，創(chuàng)新就在“一念之間”。學(xué)生在實(shí)踐過程中不斷探索，在解決實(shí)踐產(chǎn)生的問題的過程中，不斷形成新的思路，并有效解決問題。

機(jī)器人競(jìng)賽等實(shí)踐活動(dòng)有助于挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能，促進(jìn)機(jī)器人教育教學(xué)發(fā)展，保證課程活動(dòng)設(shè)計(jì)達(dá)到最佳效果，進(jìn)而提升機(jī)器人創(chuàng)新教育質(zhì)量。設(shè)計(jì)的競(jìng)賽模式必須公平公正，同時(shí)，要具有機(jī)器人教學(xué)亮點(diǎn)以及機(jī)器人相關(guān)知識(shí)和技能創(chuàng)新亮點(diǎn)。這些“亮點(diǎn)”是激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能的關(guān)鍵因素。在競(jìng)賽的驅(qū)動(dòng)下，學(xué)生的研發(fā)熱情、創(chuàng)新潛能將會(huì)得到最大程度的激發(fā)，這對(duì)學(xué)生創(chuàng)新教育的開展具有非常重要的意義［1］。

例如，舉辦小學(xué)智能機(jī)器人創(chuàng)新知識(shí)競(jìng)賽就是挖掘?qū)W生創(chuàng)新潛能的良好方式。由唐山市教育局主辦的唐山市“新禾杯”中小學(xué)教育機(jī)器人競(jìng)賽暨創(chuàng)客大賽在唐山科技館舉行。來自唐山市16個(gè)縣（市、區(qū)）的256支隊(duì)伍390名學(xué)生同臺(tái)競(jìng)技，共饗科技盛宴。本屆賽事分設(shè)智能機(jī)器人賽和創(chuàng)意智造兩大項(xiàng)目。其中，智能機(jī)器人賽包括“超級(jí)軌跡賽-星際聯(lián)盟”“GAR火星移民-文明遷徙”“機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)賽”“KOOV專項(xiàng)賽-空間站奇遇”等9個(gè)項(xiàng)目。各參賽代表隊(duì)認(rèn)真準(zhǔn)備、刻苦鉆研、勇于創(chuàng)新，優(yōu)秀作品精彩紛呈，展示了科技創(chuàng)新教育成果。據(jù)悉，目前唐山市已有322所中小學(xué)建設(shè)了機(jī)器人活動(dòng)教室，開設(shè)了機(jī)器人教學(xué)課程，有697所中小學(xué)開設(shè)了編程課程，將機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)納入課后延時(shí)服務(wù)項(xiàng)目，豐富了學(xué)生活動(dòng)內(nèi)容［2］。

（二）利用機(jī)器人輔助創(chuàng)新教育

教師可以根據(jù)機(jī)器人教育理念，利用機(jī)器人開展創(chuàng)新教育，從而實(shí)現(xiàn)教育升級(jí)。利用機(jī)器人開展教育或者教育管理是一種新型教育方式，有利于保證教學(xué)良好開展，同時(shí)，在利用機(jī)器人教育的過程中，要以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能為目標(biāo)［3］。

機(jī)器人可以輔助教育和管理活動(dòng)的開展。具體來說，就是以機(jī)器人為教學(xué)工具，利用其智能性、開放性輔助教育的開展。如，利用機(jī)器人建設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，以機(jī)器人作為教學(xué)的重點(diǎn)工具，打破傳統(tǒng)教育理念的束縛，升級(jí)機(jī)器人教育教學(xué)。機(jī)器人輔助教育具有一定的趣味性，能夠吸引學(xué)生參與到課程學(xué)習(xí)當(dāng)中，并且有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。學(xué)生在接受機(jī)器人的相關(guān)教育的過程中，容易產(chǎn)生新的想法，進(jìn)而促進(jìn)創(chuàng)新思維能力的發(fā)展。

例如，為了順應(yīng)當(dāng)代教育改革的需要，改變以知識(shí)傳授為中心的傳統(tǒng)教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生探索科學(xué)世界的興趣，河南省鄭州市鄭東新區(qū)心怡路小學(xué)機(jī)器人教學(xué)全面走進(jìn)學(xué)生課堂［4］。機(jī)器人課堂教學(xué)以現(xiàn)實(shí)世界的問題為出發(fā)點(diǎn)，讓學(xué)生自己動(dòng)手完成他們感興趣的并且和他們的生活相關(guān)的項(xiàng)目，去發(fā)現(xiàn)問題，再動(dòng)手解決問題，從而更好地學(xué)習(xí)知識(shí)。心怡路小學(xué)聘請(qǐng)機(jī)器人專業(yè)技術(shù)人員為學(xué)生教學(xué)。他們讓學(xué)生通過觸摸來感知和了解新科技，從做中學(xué)、學(xué)中思，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、想象能力、語言表達(dá)能力、管理自身情感的能力。中高年級(jí)的學(xué)生不滿足于簡(jiǎn)單的觸摸，他們更喜歡自己動(dòng)手寫編程，將玩與學(xué)相結(jié)合，主動(dòng)討論不同編程帶來的嶄新世界［5］。

結(jié)語

開設(shè)機(jī)器人教育課程或者利用機(jī)器人輔助創(chuàng)新教育對(duì)挖掘?qū)W生的創(chuàng)新思維和潛能都具有一定的作用。而本文重點(diǎn)介紹機(jī)器人教育課程，主要原因是機(jī)器人輔助教學(xué)的局限性比較大，成本以及技術(shù)問題比較突出。但是，在未來，相信機(jī)器人教育將會(huì)得到全面應(yīng)用，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新思維以及潛能的開發(fā)。

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