信息技术与智能机器人教学的整合

蔡晓程

摘 要：随着社会的发展和科技的进步。机器人技术也得到了长足的发展。在信息技术教育中渗透机器人学科知识与机器人应用前景方面的教育已势在必行。就信息技术与智能机器人教学的整合进行探讨。

关键词：信息技术；智能机器人；整合建议；困境

随着信息技术教育课程与教材改革的深入和人工智能技术的发展，在信息技术教育中渗透智能机器人学科知识与智能机器人应用前景方面的教育已势在必行。为了改进和完善信息技术教学模式，我校从2004年开始了新的尝试，将“智能机器人”引进课堂，智能机器人教育能够充分渗透研究性学习的思想，体现课程整合的思路和对学生信息意识和信息能力的培养。

一、信息技术与智能机器人教学整合建议

智能机器人是一种全新的信息技术综合教学平台。从知识的承载上看，智能机器人包含信息技术领域中的传感技术、控制技术、程序设计技术、人工智能技术等多方面内容；从信息处理过程上看，涉及信息的获取、存储、加工、传递、输出各个环节；可以让学生更全面、更深入地接触信息技术。从教学模式方面看，更适合采用探究式、体验式、合作式、整合式等新型教学与学习方式。智能机器人还是一种开放性的教育平台，学生可以充分发挥想象去设计各种智能装置，实现自己的创意。在开发的过程中，激发出浓烈兴趣，从而培养学生信息素养。智能机器人走进信息技术课，不但为信息技术课的教学内容增添了新的素材，也为信息技术课的教学模式，提供了创新的舞台。

1.智能机器人落实到信息技术课堂教学中

智能机器人教育具有趣味性、创新性和可操作性等特点，它的生命力是非常旺盛的。智能机器人教育在基础教育未来的发展大有希望。

（1）教师应该发挥示范的作用

许多学校的做法是将机器人的知识与技能，以知识更新的方式纳入已经开设的《信息技术》《通用技术》等课程。因为智能机器人融合了众多先进技术，充分体现了当代信息技术的多个领域，是信息技术的重要内容，更是智能技术的结晶。在信息技术教学中智能机器人将会与计算机一起成为信息技术教育的工具，承载起信息技术教学载体的任务。如：信息技术中的程序教学，如果只是对编程有关的知识进行讲解和示范，比较枯燥无味。把智能机器人引入程序教学增强学生的感性认识。教师可以通过简单的实验，让学生对于编程有一定的兴趣。通过一定的程序指令，达到智能机器人能够进行行走或者在遇到障碍时自己能够转弯。虽然这些功能的实现需要传感器，电动马达等相关设备，但是相关电脑程序的应用，才是实现这些功能的关键。在起步阶段，学生可以对教师的示范进行模仿，但是，随着实验兴趣的提高和技术不断进步，学生就会自己开发一些电脑程序和相应的功能。教师对于学生的进步应该积极地给予肯定，同时帮助学生积极进行总结，只有这样，才能促进学生进步和提高对科技的兴趣，在娱乐中促进智力的开发和动手能力的加强。智能机器人在教学中应用的目标，必将给信息技术基础教育带来新的活力。

（2）开展活动促进发展

学生的特点是比较好强。所以组织相关的竞赛活动是促进信息技术和智能机器人教学整合的有效途径。教师则组织学生举行机器人竞赛，如：“机器人沿黑线走到指定位置取回物品回到起点。”这一比赛可以激起学生更大的兴趣，于是他们在反复调试的过程中，更加熟悉了机器人的性能，也摸索出一些编程及解决问题的技巧。教师只做好学生比赛的指导工作，引导学生正确看待竞赛活动，希望通过竞赛学习相关知识和机器人的操作技术，提高自己的水平才是比赛的本质。

2.教师提高自身的素质

信息技术和智能机器人教学的整合对于教师的素质提出了新的要求。信息技术和机器人技术都是高科技知识，随着社会的发展和生产力进步，技术不断地得到更新，所以，作为教师需要随时掌握科技发展的动态，更新自己知识体系，把最新最快的信息贯彻到教学中，为学生眼界的开阔打开一扇知识的大门。同时，學校也应该开展相关方面的培训，可以通过送出去和请进来的方式对教师进行培训，效果会更加理想，也有助于教师素质的提高和知识结构的整合，促进教师在教学中使用新方法，利用新理念，对教学内容和教学方式进行改革，从而提高教学质量。

3.智能机器人在教育中的价值

智能机器人是信息技术综合教学平台，它几乎涉及信息技术的几乎所有内容，从知识的承载上看，它包含着信息技术领域中的传感技术、控制技术、程序设计技术、人工智能技术等多方面内容；从信息处理过程上看，涉及信息的获取、存储、加工、传递、输出各个环节；可以让学生更全面更深入地接触信息技术。从教学模式方面看，更适合采用探究式、体验式、合作式、整合式等新型教学与学习方式。智能机器人还是一种开放性的教育平台，学生可以充分发挥想象去设计各种智能装置，实现自己的创意。因此智能机器人教育进入中小学将对我们的教育和教育改革会产生深远的影响，也是信息技术课程整合的重要内容。

二、智能机器人教学中的困境

智能机器人正在大踏步走向基础教育，各地中小学机器人实验室迅速建设，它作为课程，各种活动不成熟的表现也越发明显。但是，目前还是处于综合实践活动的层面，且遇到诸多方面的制约。

1.资金需求量大

智能机器人的价格比较昂贵，处理器一般在四、五千元以上，配件库都在两千元左右，一台处理器一般要有二套配库。每套设备价格不菲，资金压力很大，课堂的普及面受到很大影响。究其原因，智能机器人普及面不够，对产商来说市场比较小，生产成本和开发成本较高，造成了基础教育对智能机器人教育资金投入量增加，推广面受影响。

2.竞赛活动商业化

目前智能机器人竞赛，一方面，有些商家通过不当竞争，人为通过竞赛规则或功能实现等办法造成选手参加比赛受机型的局限性很大。另一方面，由于竞赛的功利化思想，学生比赛成绩受机器本身的软件、硬件装备影响很大，这就造成了比赛的即时性和激烈度受到影响，影响了学生创新能力的培养。所以，过度商业化的运作造成了机器人教育发展的方向发生偏移，这对智能机器人广泛普及是极其不利的。

3.教学活动随意性强

目前机器人进入课程或者参与学科整合的经验还很少，教育研究成果非常缺乏。尤其对中小学教师而言。

（1）教材问题

不知道用什么样的教材更能发挥学生的潜能，虽然新课改给我们设置了选修课程，但是，目前市面上很多智能机器人硬件、软件环境和我们课本不是很一致。

（2）场地问题

学校只配备电脑室没有配备专用的机器人工作室。虽然在高中信息技术新的课程标准中增加了人工智能部分，但是理论比重较大，机器人实践活动较少，非常不利于开展相关教学。在高中通用技术课程标准中，增加了简易机器人选修课，但是受到课程地位和课时的局限，目前效果尚不明显。虽然，有些发达的地区作为地方课程或校本课程来开设，但教学内容与活动随意性都较强。

总之，机器人技术是集高科技于一身的科学。在科研及生产和生活中都有着重要的影响，是未来科技的发展趋势和方向。在信息技术的教学中引进机器人技术可以改善教学方式，提高教学质量，更好的促进学生发展，是教学改革在信息技术领域的探索和教育方式创新的具体体现。信息技术和智能机器人教学的整合为我国新时期的教育改革探索出一条新的途径。

参考文献：

[1]邱雅番.项目教学法应用于基于机器人的通用技术教学的研究[J].福建师范大学，2001（12）.

[2]叶丽新.信息技术与写作教学整合研究[J].华东师范大学，2004（12）.

（作者单位 福建省南平师范学校附属小学）

编辑 杨兆东