通过机器人教育探索人才培养新模式

李欣

摘 要：近年来，教育信息化的新载体——智能机器人正在走进中小学课堂、走进基础教育。在中小学推进智能机器人教育对提升中小学生的创新意识和实践能力，具有重要的现实意义，对我国智能机器人领域的科技创新和发展，也具有重要的战略意义。

关键词：智能机器人 创新能力 实践能力

中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）04-0089-01

近年来，教育信息化的新载体——智能机器人正在走进中小学课堂、走进基础教育。在中小学推进智能机器人教育对提升中小学生的创新意识和实践能力，具有重要的现实意义，对我国智能机器人领域的科技创新和发展，也具有重要的战略意义。

我校2010年开始开展机器人教学与竞赛活动，经过几年来的探索与实践，深刻感受到这项活动对学生的发展意义深远。它能提高学生的动手能力、实际解决问题能力、思维能力、创新能力、协作能力、获取信息、处理信息和应用信息的能力，使学生在学习机器人的过程中信息素养得以有效提升。

信息时代下，无论是高素质劳动者、专门人才，还是拔尖创新人才，信息素养和创新思维都是不可或缺的基本要素。智能机器人引入到中小学教学活动，有利于培养青少年从小对机器人产生积极兴趣并激发创新思维和创造意识，从而积极实践。

1 兴趣入手，调动学生的积极性

兴趣是最好的老师，学生正处于生长发育期，对外界的任何事物都充满了好奇，尤其对智能机器人这种通过程序控制，能够自动完成各种功能的机械装置更是充满了求知的渴望，老师要充分利用学生这种对未知事物的探索欲和求知欲，通过现场操作演示、播放录像等形式，让他们了解智能机器人的概念和工作方式，破除学生对机器人的神秘感，进一步激发起学生的学习兴趣。如在乐高机器人教学中，教师可以现场搭建一个机器人，输入一些简单命令，让它完成走特定路线、遇障碍转弯、抓起物体送到目的地等动作，也可以播放一些网上上传的比较有创意的乐高机器人作品录像，拓宽学生的思路，进一步激发学生的想象力和创造力。

2 由易到难，理论和实践相结合

虽然学生的学习热情很高，但要真正做出一个能顺利完成特定任务的机器人却并不容易，因为机器人涉及机械、电子结构、信息技术、电脑应用等多方面的综合知识，在操作之前，首先对他们进行机器人基本原理的通识培训，让他们了解智能机器人各种传感器和驱动装置的作用。理解体会程序是智能机器人的灵魂，了解机器人是怎样在人的指挥下工作的，这个过程是循序渐进的，学生可以边实践边学习。如在乐高机器人学习中，教师可以先讲各种零件的搭建方法和驱动电机、控制器的使用方法，然后让学生搭建一个简单的机器人，完成直行、转弯等简单动作。学生在动手操作的过程中，通过自己的努力和思考，看到自己搭建的机器人顺利完成各种动作，亲身体验抽象的理论变成了触手可及的作品，加深了对理论知识的理解，体验到成功的快乐。在这个基础上，教师可以向学生逐步讲解传感器和传动装置的工作原理和方法，以及如何根据传感器的反馈状态进行编程，通过机器人编写程序学到科学而高效的思维方式，提高逻辑思维能力、规划能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。

3 开放性教学，鼓励学生自主创新

传统的教学方式倾向于就一个给定的问题，告诉学生一个既定的答案，限制学生天性的发挥，学生往往处于这样一种感觉状态：解决问题的方法只有一个。这样，学生的创造性得不到开发，只会被动接受已有的知识体系，而不去主动探究、思考问题。而开放性教学则不事先设置标准答案，鼓励学生用不同的方法达到同一个目标，从而充分发挥学生的想象力、创造力，培养学生的开放性思维。比如在为学生设计“机器人过障碍”这一活动时，制定的规则是机器人每找到一个障碍物可以得2分，而找到障碍物后，需要学生为机器人设计一个“动作”，表示机器人发现了障碍物。“动作”具体表现由学生自行设计，可叫、可转、可唱、也可舞蹈，规则不作要求。设计的“动作”越符合障碍物所在地实际场景，越有创意，得分越高。这是个开放题，主要考察学生的观察力、想象力、应变能力，还有编程知识、动手能力等。学生可以独立思考，也可以分组讨论、分工协作，通过鼓励学生主动探索、动手实践，学生的团队合作意识和创新性思维得到了充分的发挥。

4 分层教学，兼顾不同层次学生的需要

由于每个学生的先天条件、环境和教育的影响以及个人的努力程度等方面的差异，致使相同年龄段中的学生身心发展水平有所不同。“分层教学”是指教师根据学生的认知水平分成不同层次，有针对性地开展教学活动，满足学生的不同需求，使学生在各自的基础上都能有所提高。对于基础比较好，思维活跃、接受事物快，学习兴趣浓的学生，可以提出比较高的要求，布置一些有挑战性的任务，代表学校参加各类机器人竞赛，尽可能地挖掘他们的潜能。对于基础比较弱，各方面表现一般的学生，主要是培养他们的兴趣、调动学习的积极性，打好基础。

把智能机器人作为信息技术课的内容之一列入中小学信息技术教育课程，这种形式正在形成期。开展机器人教育，有助于克服信息技术教育的一些弊端。如片面强调软件工具应用技能的学习而造成的程序设计思维素质培养的缺失，以及重“软”轻“硬”、重模仿轻创新、重实践轻理论等。其创新性、实践性、发展性非常强，相信会在教育内容和教育形式等方面给我们带来更多的惊喜与期待。

（济宁乔羽小学，山东 济宁 272005）

参考文献：

[1]李鸣华.机器人教育的教学设计[J].中国电化教育，2007，（8）.endprint