随着信息技术课程的不断改革和人工智能的发展,在信息技术教育中渗透机器人教学已势在必行。为了改进和完善信息技术教学模式,我们将机器人教学引进课堂,整合信息技术课程,对学生创新能力进行培养。本文阐述了机器人教学对培养学生创新能力的作用,然后提出了机器人教学的利与弊。
机器人教学是一种新型的综合教学平台,它能把信息技术学科所学的知识融合到具体的实践中。到目前为止,我省已经成功举办了十五届机器人竞赛,让学生的创意在开发中实现。
一、机器人教学对培养学生创新能力的作用
1、提高创新意识与实践能力,开发活跃性思维
在培养学生创新能力方面,机器人教学可以和课堂教学紧密联系在一起,共同发挥其特性。例如,在small basic的教学过程中讲述循环语句时,可以引导学生扩展思维。先让机器人完成走直线的任务和拐弯的操作,接着让学生自己用for循环语句去探索怎样控制机器人走三角形、五边形等程序。学生不但开阔了思路,还增强了动手能力,他们能自己动手搭建海龟、狗、蛇、大象之类的机器人,这样既培养了学生的创新与实践能力,又提高了学习兴趣,事半功倍。
2、培养实事求是的态度和钻研精神,形成良好品质
机器人的搭建不可能一蹴而就,它们是一个反复的过程,比如外形过大,机身太重,不对称等都会制约机器人,故机器人的搭建必须从实际出发,这就要求学生要养成良好的作风,培养学生严谨的学习态度和不言放弃的探究精神以及良好的心理承受能力。
3、培养学生的团队精神和协作意识
机器人教育为了保证学生能够动手实践,分组教学的模式能够及早让学生感受到协同合作,并且以此来接触和感知社会。由于学生受知识层次和动手能力等方面的局限,通常采用小组教学方法。比如在2016年FLL资源再生项目中四个人一组,一个人负责机器人的搭建,一个人负责程序的编写和调试,一个负责场地的检修,一个负责记录每天的工作进度和做好工业笔记。小组成员之间通过不断的讨论、交流、总结和改进,形成了一个良好的团队,只有各司其职,才能保证工作的顺利开展。
二、机器人教学的利与弊
人类社会已逐步迈向创新方向,创新教育被认为是世界最好的教育,已成为全球教育的趋势。随着素质教育的全面深入和课程改革的实施,创新人才的培养成为主流。目前素质教育还处于初级层面,并受诸多方面的制约,故对于机器人教学的意义不能一概而论,下面就机器人教学做些简单的思考和研究。
1、投入资金大
机器人的价格比较昂贵,导致机器人教育普及很困难。为了解决这一问题,东莞市教育局联合相关机器人企业,由企业拨专款给每个学校创建机器人教育示范基地,只要被评为东莞市实验学校的都可以申请15万不等的基金,这一举措,解决了企业和校方的问题。
2、竞赛活动商业化趋势明显
市面上的机器人种类非常多,有些商家很早就到各个学校推销自己的机器人产品。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,这对机器人广泛普及是极其不利的。
3、教学活动存在不足之处
目前机器人教学的经验还很少,教育研究成果缺乏,甚至还没有统一的教材。大部分学校只配备电脑室没有配备专用的机器人工作室和教师。信息技术课程中虽然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,不利于开展教学。有的学校增加了机器人选修课,但是受到课程地位和课时的局限,效果不明显,再加上小学对机器人认知有限,初高中学业紧张,任务繁重,领导不重视等也是制约机器人教学开展的因素。
4、以学生为主体,合作探究
在实践中学习,是提倡研究、理解、实践、分享与合作为特征的新型学习方式。机器人教学从学生的天性出发,让学生作为活动的主人。乐高教育集团每年8月都会给学生提出一个新的挑战项目,并在次年的4月让各个队伍参加市、省组织的比赛,让他们通过已形成的技能去寻求自己的解决方案。
5、利用虚拟环境,普及教学,创新实践
由于学校的教学机器人数量有限,而学生数量大,要想将机器人教学普及,一般学校是很难实现的。为解决“僧多粥少”的问题,可以利用虚拟机器人的虚拟环境,通过虚拟实现技术,将数据和软件结合,要求学生在虚拟环境中搭建机器人,然后进行场地创建、程序编写,最后在虚拟环境中试运行,通过重建和测试,可以满足设计、搭建以及实现任务挑战、进行对抗训练等方面的要求,全面提升学生的动手实践能力。
总而言之,传统的应试教育越来越显出它的弊端,阻碍了学生个性的发展,扼杀了与生俱来的创造力。单纯地传授知识不是教育,应该培养学生良好的学习行为习惯,塑造优良的道德品质。当今社会真正需要的是有综合素质能力的学生,机器人课堂弥补了其他学科教学中的不足,提高了学生的动手能力、合作能力,激发了学生对未知事物探索的思考与创新。通过对中小学施以创新教育和影响,使他们能够发现和认识有意义的新知识、新事物、新思想、新方法,为将来成为创新人才奠定全面的素质基础。
(作者单位:东莞市东城初级中学)