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1、试析让机器人教学走向普及化的几点做法 摘要：历史的进步总是离不开技术革新，而一个国家的核心竞争力当然也包括科技力量的竞争。近些年来，随着科学技术的迅猛发展，智能机器人已经从科学家的专属实验室走进了中小学课堂。我国开展机器人教学只有十几年的历史，虽然发展势头大好，但是如何才能使机器人教学走向普及化还是个富有挑战性的课题。本论文从机器人教学的定义、现状出发，在其他专家学者的基础上，提出了几点看法，并总结了机器人教学普及化的重要意义。 20世纪80年代开始，美国、日本、德国等发达国家已认识到机器人教学的重要性，旨在开发机器人的教育价值，并开始运用智能机器人。许多教育研究者、工作者和机器人技术开发者也
2、大力置身于机器人教育事业中，积极研究如何利用机器人技术以优化教育，以及如何指导学生学习机器人技术。经济的发展、科技水平的提高，尤其是智能技术的提高，使得机器人教育走进课堂已成为现实，而机器人教学普及化将指目可待。 当今是知识经济发展的黄金时代，信息技术、智能技术等高新技术的狂飙式发展正日益改变着人类社会，智能时代已经到来。电视、电影、娱乐、畅销小说、电子游戏等媒介对机器人教育普及化带来了无限可能。而我国的教育改革使得机器人教学普及化成为可能。在应试教育到素质教育的转型中，机器人教学显得得天独厚，既可以发展和阐述全新的教育理念，还能实践将科技竞争落实在教育上的重大意义。 机器人教育指的是学习、利
3、用机器人，优化教育效果以及师生教学方式的理论和实践活动。而机器人学习包括简易机器人的组装、电子元器件的焊接、机器人的改装、编写程序、调试程序等知识，学习活动中的电子技术、单片机接口电路和程序设计等。机器人学习因学习者的年龄、特点和能力而不同，小学阶段主要是认识机器人及其装置，初中阶段主要学习简单的编程，而高中阶段则是进行进一步的研究性学习。机器人教学就是以机器人学习为主，通过专门的课程设置，让学生掌握机器人相关的技术，达到相应的教学目的。机器人教学是机器人教育的重要环节。 近十年来，我国的机器人教育得到了快速的发展。但是，我们又不得不承认国内机器人教育与教学状况不同步，机器人教学明显落后于机器
4、人教育。从现状来看，国内普遍以各种兴趣班、开展课外活动和培训班的形式进行机器人教学。大众化的做法就是由学校购买机器人器材，由计算机教师或综合实践课教师进行指导，组织青少年组装机器人、编写程序，并参加相关的机器人竞赛。目前，青少年机器人活动主要局限于学校兴趣小组、少年宫、科技站，只有极少数的地区和学校将机器人教学纳入正规课堂教学中。北京、上海、广东、湖北、黑龙江、浙江等市还开展了较大规模的机器人教学实验。这就说明，国内正为普及机器人教学竭尽所能。 一、机器人竞赛和机器人教学相结合 目前，国内存在的问题就是过分重视机器人比赛而轻视了机器人教学的可持续发展。机器人比赛形式又比较单一，商业性等干扰因素
5、比较大，使得机器人教学并非单纯性的教学实践活动。我们必须要认识到，比赛的单向发展并不能从实质上推进机器人教学活动的总体前进。所以，只有将教学和比赛有机地结合起来，才能实现机器人教学的普及化。不可否认，在短短的十年时间内我国的机器人作品对从最初的默默无闻到现在屡获国际大奖，足以说明其对机器人教育的发展起到了重要作用。也就是，我们要以比赛为契机，加强实际的教学能力。机器人比赛是动力，而不是目的。 二、加强课程开发和设置 由于国内更加重视机器人比赛，所以对“机器人比赛”的研究和学习远超过了“机器人教学”，甚至“机器人教育”，也就缺乏对机器人课程的综合开发。国内在机器人教学方面经验较少，没有系统的教学
6、大纲、科学的学科设置、评价标准，这势必会影响到机器人教学的普及。 首先，国内的教学机构并未对机器人教学提供科学准确的教育理念，我们“教什么”“怎么教”等问题的答案还不尽如人意。现在，国内生产机器人及其周边产品的公司也有几十家，但是没有教育理念支持的产品不可能在教学中产生良好的效果。为了使学校的需求与商业公司的供应相契合，教育部门应对机器人教学准确定位，提出具体可行的教学理念，以便产品供应商有依可循。 其次，跨学科建立教学平台。机器人教学有其特定的课程目标：知识和技能：要求学生掌握一定的机器人基本知识和操作，应用和理解数学知识；过程和方法：依据假设制定相应的探究活动，并能反复修改和创造，具备一定
7、的逻辑思维；动手操作：具备相应的动力学等具体知识。这就是说，智能机器人教学包括信息技术、劳动技术、数学和科学探究能力。所以，想要实现机器人教学的普及就要建立跨学科平台，并不是单纯地落实计算机讲授，而是通过信息技术课程，开展机器人实验室，并结合校级选修课和实践综合课程，共同打造生动活泼的机器人教学。 再次，用有趣的实践活动丰富教学过程。机器人教学活动需要精心设计，从知识教育和能力提升等多方面选择教学内容和资源，为学生创作亲自动手的机会。学校可以根据各自的实际情况，开展不同的主题，以主题教学和观摩学习来吸引更多的学生参与，激发学生的兴趣和想象力。 最后，既然是教学活动，就必须拥有配套的评价机制，以
8、反映教学效果。我认为，机器人教学应当采用多样化的评价方法。单纯的卷面考试根本不能满足计算机这种新的教学活动。教师在安排课程的时候要多观察学生的表现，即解决问题的能力，在小组分工合作时的表现和态度等。教师要长期、有系统地做记录，鼓励学生，让学生在实践中得到成长。另外，机器人教学还是需要科学的评价量表。这样，教师就可以根据科学的描述和分析来反馈实际的教学情况，并依此改进教学活动和提高教学质量。 三、强强联合的教学策略 很多地区正在采用这种称之为“强强联合”的教学策略，即兄弟院校开展校际课程，互相学习。一些地区还会定期举行校际机器人比赛，以检测和推动各自的教学活动。有些地区还开通了校际联网，以互联网
9、的形式增强学校之间相互交流和学习。“强强联合”策略不仅可以带来有效的积极的竞争，还可以联合开发教材。即结合各自的优势和特点编写通用的、多样化的教材，以满足教学需求。当然，“强强联合”还可以带动家长的参与，共同推动机器人教学的发展。 四、转变教学方式：突出学生的自主性学习 要普及机器人教学就必须转变传统的教学方式，不能再以填鸭式、概念化的方法进行实际教学。机器人教学的基础是普及智能机器人知识，了解机器人运行的原理，但是动手操作才是重点。所以，在实际的教学环节中，计算机教师（包括综合课程教师）必须放手让学生去做，让他们去构想方案、实际操作、反复修改、协调配合。机器人教学是一门理论结合实际的新课程，
10、不同于传统的学科教学，更加突出了学生的自主性学习、动手操作能力。除此之外，课外活动、兴趣班和特长班都可以为学生的自主学习和深入研究提供平台，互助合作、共同进步。 五、第三方合作机制 随着机器人比赛的火热进行，机器人周边产品市场前景良好。由于机器人教学需要较为齐全的硬件设备，教学设备不只是教科书、习题资料，经济实力相差的学校对机器人课程也只能望而却步。资源的稀缺，分配的不公平势必造成不可能完全普及机器人教学。所以，我认为要建立第三方合作机制。第三方包括机器人技术开发者、机器人教育研究者、机器人产品开发商等，当然不排除有实力又热心支持机器人教育事业的家长。教育专家可以为学校的教学设计、教材编制提供
11、宝贵的建议和意见。商业性的教育机构可以利用自我优势大力开发服务性商品和应急性产品。在各单位组织的机器人比赛中，机器人公司也可以多加赞助和支持，共同合作以推动我国机器人教学的普及化，为机器人教育事业作出各自的贡献。 众所周知，机器人作为信息技术发展的前沿，是一门具有高度综合性、创新实践性的学科，同时还包涵着丰富的科普教育资源。在中小学进行机器人教学，有利于增强学生对科学技术的兴趣和爱好。在实际的课程学习中，学生以各种形式开展学习和实践活动，小组合作，相互讨论、交流，还必须亲自动手操作。机器人教学的最大特点就是理论和实践的统一，学生可以边学边“玩”，在修改和创作中不断进步。所以，机器人教学的普及有利于提高我国学生的科学素质，可以为培养优秀的科技人才奠定基础，有利于高素质人才的培养。也就是说，机器人教学可以视为国内教育改革的战绩：以素质教育为导向，以提高学生全方位的能力为目标，推动机器人知识和技术的普及，落实“科教兴国”的宏伟计划。