中小幼教學(xué)中開展智能機(jī)器人教學(xué)的探索

摘 要：智能機(jī)器人教學(xué)作為一種新型的教學(xué)手段，已走進(jìn)了各地課堂。在中小幼教學(xué)中，智能機(jī)器人教學(xué)能很好地消除神秘感，組裝和控制機(jī)器人，并能促進(jìn)中小幼學(xué)生能力的發(fā)展，有助于培養(yǎng)全面的人才。智能機(jī)器人教學(xué)在中小幼教學(xué)中的應(yīng)用顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，豐富了課堂教學(xué)的場(chǎng)景，也提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新與自主學(xué)習(xí)意識(shí)。

關(guān)鍵詞：智能機(jī)器人教學(xué)；中小幼教學(xué)；能力培養(yǎng)

創(chuàng)新能力是未來(lái)職場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中最重要的一種能力，也是社會(huì)發(fā)展最大的一種動(dòng)力。中小幼教學(xué)作為基礎(chǔ)教育，對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)予以重視，倡導(dǎo)創(chuàng)新教學(xué)的教材雖早已分發(fā)至各學(xué)校，但是紙面的教材對(duì)于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)多流于形式，于中小幼學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)無(wú)益。智能機(jī)器人技術(shù)融合了多個(gè)專業(yè)、行業(yè)領(lǐng)域的特點(diǎn)，智能機(jī)器人以計(jì)算機(jī)語(yǔ)言為基礎(chǔ)教材指令，而計(jì)算機(jī)語(yǔ)言是未來(lái)社會(huì)職業(yè)必備技能之一。而且中小幼學(xué)生在智能機(jī)器人教學(xué)的過(guò)程中，可以近距離接觸計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，有能力、有條件者甚至可以模仿編寫計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，不僅提升了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的掌握能力，而且大大拓寬了學(xué)習(xí)的廣度。

一、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置背景

智能機(jī)器人教學(xué)興起于知識(shí)爆炸的年代，目前的中小幼教教學(xué)目標(biāo)已從傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸式轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)能力上，讓學(xué)生主動(dòng)探索知識(shí)的世界成為現(xiàn)階段我國(guó)教育的重要目標(biāo)。結(jié)合未來(lái)社會(huì)智能化的發(fā)展趨勢(shì)，本著培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)現(xiàn)代化發(fā)展的人才的教育目標(biāo)，智能機(jī)器人教學(xué)在二期課改深入發(fā)展的時(shí)候進(jìn)入了中小幼教學(xué)的課堂。

據(jù)教育部門的研究表明，我國(guó)學(xué)生，尤其是中小幼階段的學(xué)生，動(dòng)手能力較差[1]。為了加強(qiáng)我國(guó)學(xué)生的動(dòng)手能力，國(guó)家教委提出了多元化教學(xué)方式，智能機(jī)器人教學(xué)也正符合這一需求。

智能機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的另一個(gè)背景便是對(duì)課堂教學(xué)目標(biāo)的改進(jìn)。我國(guó)現(xiàn)階段對(duì)于中小幼學(xué)生的課堂教學(xué)目標(biāo)是不僅要教會(huì)知識(shí)，更要鼓勵(lì)學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，主動(dòng)掌握學(xué)習(xí)方法。智能機(jī)器人容納了眾多學(xué)科的知識(shí)及常識(shí)，能更好地滿足學(xué)生對(duì)于知識(shí)的渴求，也能通過(guò)學(xué)科知識(shí)的交叉學(xué)習(xí)帶動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并且智能機(jī)器人的人機(jī)對(duì)話體驗(yàn)也能很好地引導(dǎo)學(xué)生喜歡上學(xué)習(xí)、愛上學(xué)習(xí)。

二、智能機(jī)器人教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)

1.消除神秘感，組裝和控制機(jī)器人

為了使學(xué)生更加直觀、深入地了解智能機(jī)器，不少有條件的學(xué)校都設(shè)立了專門的智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。在實(shí)驗(yàn)室里，學(xué)生可以對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行組裝，從而能從機(jī)器人的組成原理的角度了解機(jī)器人，在智能機(jī)器人的教學(xué)過(guò)程中，初步讓中小幼學(xué)生了解并喜歡上機(jī)器人。機(jī)器人是近十年興起的新名詞，許多人對(duì)于機(jī)器人的概念還停留在打掃清潔的層面。中小幼教學(xué)中引入智能機(jī)器人教學(xué)，不僅能使中小幼學(xué)生快速掌握機(jī)器人的相關(guān)概念，而且消除了智能機(jī)器人的神秘感。

智能機(jī)器人教學(xué)通過(guò)讓學(xué)生組裝機(jī)器人，不僅能提高學(xué)生的動(dòng)手能力，更能加深學(xué)生對(duì)機(jī)器人的認(rèn)識(shí)。動(dòng)手組裝的模式，還能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人學(xué)習(xí)的興趣。學(xué)生動(dòng)手組裝智能機(jī)器人更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力[2]。從“知其然”向“知其所以然”的階段邁進(jìn)，啟發(fā)學(xué)生對(duì)智能機(jī)器人進(jìn)行探索、實(shí)踐，對(duì)智能機(jī)器人的原理與構(gòu)造進(jìn)行實(shí)踐與學(xué)習(xí)。

控制機(jī)器人的學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)中小幼智能機(jī)器人教學(xué)中人機(jī)互動(dòng)的重要途徑。中小幼學(xué)生在控制機(jī)器人的過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)與智能機(jī)器人的對(duì)話與問答，甚至是與智能機(jī)器人實(shí)現(xiàn)某些動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合，腦力與體力的結(jié)合不僅能更全面地促進(jìn)學(xué)生的大腦發(fā)育，而且也能更好地消除智能機(jī)器人的神秘感。

2.加強(qiáng)能力發(fā)展，培養(yǎng)全面人才

中小幼學(xué)生的各項(xiàng)能力尚處于啟蒙階段，加上中小幼學(xué)生的思維理解能力還處于受限制的階段，單純的知識(shí)傳輸式教學(xué)無(wú)法滿足中小幼學(xué)生全面發(fā)展的需求，而智能機(jī)器人教學(xué)則能很好地解決這個(gè)問題[3]。豐富的教學(xué)場(chǎng)景使得學(xué)生更樂于主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高了學(xué)習(xí)效率。

智能機(jī)器人教學(xué)更貼近計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的教學(xué)，如音樂、數(shù)學(xué)等課程的學(xué)習(xí)，智能機(jī)器人可以以一種直觀的計(jì)算機(jī)邏輯語(yǔ)言呈現(xiàn)。在這樣的教學(xué)氛圍下耳濡目染，中小幼學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)邏輯語(yǔ)言的認(rèn)識(shí)會(huì)更深，從而開發(fā)、培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力。

現(xiàn)代智能機(jī)器人除了相應(yīng)的學(xué)科知識(shí)教學(xué)外，還能承擔(dān)一部分學(xué)生坐姿、站姿等普通課堂紀(jì)律的監(jiān)督，并且通過(guò)與相應(yīng)的不良習(xí)慣矯正方法相結(jié)合，智能機(jī)器人教學(xué)還能實(shí)現(xiàn)有趣的課堂紀(jì)律提醒，加強(qiáng)學(xué)生的課堂紀(jì)律，有利于中小幼學(xué)生基本文明規(guī)則、規(guī)范的遵守習(xí)慣的培養(yǎng)。

智能機(jī)器人教學(xué)之所以能加強(qiáng)中小幼學(xué)生能力發(fā)展、全面培養(yǎng)人才，是因?yàn)橹悄軝C(jī)器人能存儲(chǔ)、教授更多的學(xué)科知識(shí)，并且由于智能機(jī)器人具備聯(lián)網(wǎng)的功能，可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)的及時(shí)更新?？梢越绦∮讓W(xué)生最前沿、最新的知識(shí)，從而全面培養(yǎng)人才。

智能機(jī)器人教學(xué)能加強(qiáng)能力發(fā)展、培養(yǎng)全面人才的另一個(gè)表現(xiàn)方式還在于，它能根據(jù)現(xiàn)有的學(xué)生學(xué)習(xí)效果評(píng)估模型，對(duì)中小幼學(xué)生掌握知識(shí)的能力進(jìn)行全面有效、客觀的評(píng)估，并根據(jù)評(píng)估的結(jié)果給教師相應(yīng)的教學(xué)調(diào)整建議。

綜上所述，智能機(jī)器人能完成教學(xué)目標(biāo)中的啟萌教學(xué)、各項(xiàng)思維能力培養(yǎng)教學(xué)、紀(jì)律教學(xué)、反饋教學(xué)等種種環(huán)節(jié)，從而加強(qiáng)中小幼學(xué)生能力發(fā)展，培養(yǎng)有利于社會(huì)發(fā)展、有助國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的全面人才。

三、智能機(jī)器人教學(xué)環(huán)境的建設(shè)

1.組建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室

為了培養(yǎng)適合未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的人才隊(duì)伍，我們?cè)谥行∮捉虒W(xué)階段應(yīng)組建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，有人說(shuō)在中小幼教學(xué)階段組建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)為時(shí)過(guò)早，但筆者認(rèn)為，教育應(yīng)具有一定的前瞻性[4]。通過(guò)從小的培養(yǎng)，能使得受過(guò)智能機(jī)器人教學(xué)的學(xué)生在未來(lái)更適應(yīng)發(fā)展需求，為我國(guó)篩選培養(yǎng)未來(lái)科技前沿的技術(shù)及研發(fā)人才，同時(shí)，學(xué)生個(gè)人也能獲得更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。

組建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室在中小幼教學(xué)中可分為三個(gè)階段：第一階段是在中小幼教學(xué)的“幼”階段，這一階段，應(yīng)以基礎(chǔ)訓(xùn)練為主，讓幼生熟悉智能機(jī)器人，熟悉智能機(jī)器人教學(xué)的模式與內(nèi)容；第二階段是中小幼教學(xué)的“小”階段，這一階段組建的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室在前一階段的基礎(chǔ)上，讓學(xué)生熟悉操作系統(tǒng)、簡(jiǎn)單的匯編語(yǔ)言，能準(zhǔn)確描述出智能機(jī)器人教學(xué)的原理與構(gòu)造；第三階段便是“中”階段，即中學(xué)階段，在第三階段，組建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室應(yīng)實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力、動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)中學(xué)生實(shí)現(xiàn)理論與技術(shù)實(shí)踐的結(jié)合。

組建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室在中小幼教學(xué)階段應(yīng)是連續(xù)的，在現(xiàn)實(shí)教學(xué)實(shí)踐中，實(shí)現(xiàn)難度比較大。因?yàn)榻M建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室所需費(fèi)用不少，在我國(guó)，由于各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡、教育資源分布不均，某些落后省市甚至沒有智能機(jī)器人教學(xué)，更遑論組建機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，而智能機(jī)器人教學(xué)是一個(gè)需要長(zhǎng)期實(shí)踐的過(guò)程，因此，教育資源的不對(duì)等使得智能機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的組建顯得尤其艱難，而且區(qū)域之間智能機(jī)器人教學(xué)資源的不對(duì)等，也不利于機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室相關(guān)工作的開展。

2.建設(shè)符合機(jī)器人教學(xué)的信息技術(shù)教師隊(duì)伍

目前，我國(guó)對(duì)于智能機(jī)器人教學(xué)非常重視，教育部各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)早已認(rèn)識(shí)到智能機(jī)器人教學(xué)是未來(lái)教學(xué)的趨勢(shì)，但是對(duì)于智能機(jī)器人教學(xué)的投入在現(xiàn)階段也只能停留在對(duì)硬件的投入上。我國(guó)現(xiàn)階段的教育類專業(yè)中并未開展智能機(jī)器人教學(xué)的學(xué)習(xí)，現(xiàn)階段我國(guó)符合機(jī)器人教學(xué)的信息技術(shù)教師人員嚴(yán)重不足。因此，我們需要加強(qiáng)符合機(jī)器人教學(xué)的信息技術(shù)教師隊(duì)伍的建設(shè)，筆者認(rèn)為相應(yīng)的信息技術(shù)教師隊(duì)伍的建設(shè)可以從以下幾個(gè)方面著手。

第一，在現(xiàn)有的教師隊(duì)伍中，挑選接受能力強(qiáng)、年輕力強(qiáng)的教師，進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)的培訓(xùn)。通過(guò)集中、專業(yè)的培訓(xùn)，可以快速提高現(xiàn)有教師隊(duì)伍掌握機(jī)器人教學(xué)信息技術(shù)的能力。并且，通過(guò)教師隊(duì)伍中以點(diǎn)帶面的傳授方式，可以在單個(gè)學(xué)校范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)由點(diǎn)到面式的機(jī)器人教學(xué)的信息技術(shù)傳播。

第二，與相關(guān)企業(yè)合作，將具備智能機(jī)器人一線研發(fā)應(yīng)用知識(shí)的人才引進(jìn)中小幼教學(xué)課堂，此舉不僅能快速解決目前智能機(jī)器人教學(xué)教師人才不足的問題，也能使得智能機(jī)器人教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，使得課堂教學(xué)更具實(shí)踐意義。

四、智能機(jī)器人課堂教學(xué)的開展

在智能機(jī)器人課堂教學(xué)的初期階段，宜就地取材，比如，在有限的教室內(nèi)，開展機(jī)器人辯聲識(shí)人、機(jī)器人迷宮游戲等，也可進(jìn)行機(jī)器人一對(duì)一服務(wù)示范等課程[5]。在課堂教學(xué)過(guò)程中，也可以相應(yīng)地加入小游戲，比如擊鼓傳花等中小幼學(xué)生喜愛的游戲。

智能機(jī)器人課堂教學(xué)的開展不僅能使得學(xué)生獲取相應(yīng)的知識(shí)，更能提升課堂教學(xué)的趣味性，寓教于樂。學(xué)生與教師能形成良好的互動(dòng)，拉近教師與學(xué)生的心理距離，使得教師的教學(xué)工作得到事半功倍的效果。

智能機(jī)器人教學(xué)是我國(guó)教育從傳統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)向前瞻性創(chuàng)新技術(shù)、研發(fā)基礎(chǔ)教學(xué)的轉(zhuǎn)變的象征。教育，尤其是中小幼階段的基礎(chǔ)教育應(yīng)具備一定的前瞻性，智能機(jī)器人教學(xué)便是這一教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)變的最好體現(xiàn)。在智能機(jī)器人教學(xué)中，廣大教育者應(yīng)看到我國(guó)教育改革創(chuàng)新的趨勢(shì)，也應(yīng)加強(qiáng)自身的學(xué)習(xí)，使自己的教學(xué)水平緊跟時(shí)代步伐，為我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)培養(yǎng)更多的、更優(yōu)秀的人才。

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作者簡(jiǎn)介：宋春華（1978.3—），男，漢族，江蘇海門人，本科，目前中級(jí)職稱，從事南京市教育系統(tǒng)新技術(shù)、新媒體、網(wǎng)絡(luò)安全、智慧校園建設(shè)等研究工作。

編輯 馬曉榮