贫困地区高中机器人教学的探究与实践

连仕玉 丁志鹏 连仕超

摘   要：信息技术是当今先进生产力的代表，已经成为我国经济发展的重要支柱和网络强国的战略支撑。提升中国公民的信息素养，增强个体在信息社会的适应力与创造力，对个人发展、国力增强、社会变革有着十分重大的意义。新课程标准进一步明确了高中信息技术课程旨在全面提升高中生的信息素养，阐明了高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任这四个核心要素组成。当前，机器人教学表现出无可比拟的教育价值和发展前景，其多学科交叉融合的特性为培养高素质、复合型的工程人才提供了良好的平台。如何在贫困地区发展机器人教育，促进贫困地区机器人教学理念和模式、教学内容和方法的改革和创新，进而提高区域机器人教学水平，是贫困地区普通高中机器人教学研究的重要课题。

关键词：信息技术   贫困地区   高中机器人教学

信息技术作为当今先进生产力的代表，已经成为我国经济发展的重要支柱和网络强国的战略支撑。提升中国公民的信息素养，增强个体在信息社会的适应力与创造力，对个人发展、国力增强、社会变革有着十分重大的意义。新课程标准进一步明确了高中信息技术课程旨在全面提升高中生的信息素养，阐明了高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任这四个核心要素组成。当前，机器人教学表现出无可比拟的教育价值和发展前景，其多学科交叉融合的特性为培养高素质、复合型的工程人才提供了良好的平台。如何在贫困地区发展机器人教育，促进贫困地区机器人教学理念和模式、教学内容和方法的改革和创新，进而提高区域机器人教学水平，是贫困地区普通高中机器人教学研究的重要课题。

一、 研究背景

由于受地域、经济发展、重视程度、硬件设施等客观因素的影响，机器人教学在实践过程中面临课程平台、学习资源和教学方法欠缺等诸多困境，这些困境在贫困地区显得尤为突出。

第一，基础设施薄弱，财政收入水平低，基础设施投入不足，没有足够的资金来保障软、硬件设施的建设，制约了机器人教学的普及。第二，师资培养的广度和深度不够。城镇学校虽然经常开展针对机器人教学的培训，但在培训的数量和质量上还远不能满足教學的需要。第三，没有可使用的统编教材。开展机器人教学的高中都是采用自选教材，这制约了校际教学研究和交流，教学质量难以保障。

二、教学探究

笔者根据区域实际情况，对赣南地区普通高中机器人教学的硬件设施、师资配备、培训模式、教学方法、学生学习方式、教材选配、学生学习兴趣等情况进行了问卷调查。问卷采用随机抽样的原则并进行了原因分析，总结出了贫困地区普通高中机器人教学的六项对策。

（一）加强区域统筹

当前，机器人教学并没有在所有高中普及，这制约了机器人教学的全面发展，区域教育主管部门应在《教育信息化2.0行动计划》《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》等文件精神的指导下，制定区域机器人教学发展的中长期发展规划，对贫困地区普通高中机器人教学的硬件设施、教师配备、教学模式架构、教学评价、教材选编等制定明确的发展目标，确定具体的发展任务，实施专项的行动计划，为贫困地区普通高中机器人教学的发展提供政策支持。

（二）加大软、硬件设施的资金投入

硬件设备和软件设备是发展机器人教学的基础条件，因此，为区域内的所有高中进行软件和硬件的统一装备，完善机器人教学的软、硬件设施，可以加快推进贫困地区普通高中机器人教学的普及和发展。同时，笔者建议学校在教育经费预算中要统筹考虑，尽可能地给足机器人教学硬件设施购买的经费，从而优化机器人教学的基础环境。

（三）组织教师培训，强化师资力量

当前，从事机器人教学的教师并非都是专职计算机教师，还有部分是物理和数学教师，这从侧面反映有很多专职计算机教师从来没有接触过机器人教学，还有很多计算机教师是兼职教师，这就大大制约了机器人教学的发展。对此，教育主管部门应把培养机器人专、兼职教师纳入年度师资培训计划，从区域层面加大培养力度，制订周密的培训计划，编制统一的培训教材，开发统一的培训资源。培训可采用面授和网络研修相结合的形式，从而提高培训效率，全面提升教师的信息素养。

（四）搭建教研平台

在现有的硬件设备条件下，教师应寻找有效的教学模式，优化学生的学习方式，满足不同学生群体的需求。作为上级主管部门，各县市的教研室、电教室应根据地域特点开展充分的调研，选出几所示范学校进行教学探究和实践，从而以点带面，摸索出符合地情、校情、生情的有效教学模式，为全面推广机器人教学提供参考。

（五）编写区域实用校本教材

虽然机器人教学已经纳入《教育信息化2.0行动计划》《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》人工智能教学领域的范畴，但是由于没有统编教材，学校都是根据自身教学的需要自选内容，这样就难以实现校际，以及县、市之间的教学研究和交流。区域主管部门应根据教学的实际情况，成立区域教材编写团队，选择有基础的学校，在教学实践的基础上进行教材编写，组织开展系列教研活动，并不断加以教学实践和操作实践，编写出适合地情、校情、生情的校本教材，并加以推广，实现区域教材的统一使用。

（六）探索有效的教学模式

调研统计表明，样本区域内开展机器人教学的普通高中并不多，且受现有条件的制约，没有一所高中普及了机器人教学。因此，在现有条件下探索出有效的教学模式，提升教学质量，就显得尤为重要。区域教育主管部门应加大调研力度，在已开展机器人教学且教学效果良好的高中大力开展教学研究，不断探索最优的教学模式，打造机器人教学的示范典型，为区域机器人教学的发展提供案例支撑。

三、实践探索

笔者借助任教的赣南兴国中学这一平台，探索普通高中机器人教学的有效教学模式，组建了研究氛围浓郁、具有现代教育意识的教学研究团队。学校围绕教育教学改革，开展机器人教学校本培训，探索并建立了“通识教育+兴趣培养+竞赛团队”的三层教学模式，总结了“项目式学习、逆向式学习、TED式学习”的三维式训练方法。

三层教学模式，即“通识教育+兴趣培养+竞赛团队”的教学模式。“通识教育”即通过社团纳新，举办机器人知识讲座，进行通识培养，从而最大限度地普及机器人知识。“兴趣培养”即设置社团课，进行机器人知识的教学，满足学生学习机器人的热情，对学生的兴趣爱好进行循序渐进的培养。“竞赛团队”即层层筛选，组建竞赛团队，为学生进行进一步的深入探究开辟通道，满足学生个性化发展的需要。三维式训练方法，即“项目式学习、逆向式学习、TED式学习”的总和。“项目式学习”是一种以学生为中心的教学方式。在项目式学习过程中，学生会积极收集信息、获取知识、探讨方案，解决具有现实意义的问题。每次教学活动均为一次项目教学，课堂被设计成4个环节：提出问题、规划方案、解决问题和评价反思。教师在每个环节起引导作用，根据项目主题的不同不断调整教学计划。“逆向式学习”主要用于积木搭建、结构拼接和任务结构设计，这种发散性思维的方式有助于提升学生的逻辑思维能力。“TED式学习”借助网上的演讲视频，要求学生分享自己的作品，从而让学生吸收更多的观点，让学生找到合适的思维方式。

参考文献：

[1]仇利敏.机器人教学对高中学生创新思维能力培养的启示[J].当代家庭教育，2021（11）：11-12.

[2]廖作东.浅议机器人教育中高中生认知模型的优化[J].中国信息技术教育，2021（8）：88-90.

[3]陈树平.机器人教学融入高中信息技术课[J].新课程（中学），2019（12）：137.

（作者单位：江西省兴国县兴国中学   江西省赣州市高等学校招生考试委员会办公室）