机器人创新教育的探究

机器人创新教育的探究

作者：周文霞

来源：《中国校外教育·基教(中旬)》2013年第03期

作为机器人教育的主角——智能机器人，涉及到信息技术的多个领域，它融合了机械、电子、传感器、计算机软件、硬件、多媒体技术、网络技术、人工智能等多种先进技术。智能机器人作为中小学信息技术教育领域新载体的出现，不仅为新课程的实施创建了宽敞的空间，而且为培养学生的创新能力，提高课堂实效性，全面实施素质教育提供了一片新的沃土，使信息技术教育更全面的体现了信息技术的内涵。引进智能机器人的教学必将给信息技术课程增添新的活力，智能机器人会成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。 一、机器人创新教育的研究现状

我国的机器人教育可以说是起步较晚，全国青少年的第一次赛事是在1998年。教育部在2003年中小学电脑制作活动特意添加了机器人灭火比赛项目和机器人足球比赛项目。虽然起步晚，起点不高，却在很短的时间里机器人活动风靡全国，各省市的近百万人参与了机器人活动。从各地情况来看，较多的学校是以课外活动和各种兴趣班、培训班的模式开展机器人教学的。一般是由学校购买几套器材，科技老师带领几个学生熟悉一段时间后，去参加一些机器人竞赛。这种为了比赛而短期集训学习机器人的学生往往无法深入学习，大部分学生都是懵懵懂懂、一知半解，能力无法从根本上得到锻炼和提高。

为了充分地培养学生的动手能力、创新能力、综合能力和协作能力，新营中学从2006年开始派专人去上海参加机器人创新教育的培训。但因经费的问题，学校一直没有购买机器人设备，直到今年暑假才大量购买了共60套机器人设备，供我们进行机器人的创新教学。 二、机器人创新教育的研究方法

1.组织参加科技创新活动，培养学生的学习兴趣

现在每年的机器人活动有很多，比如有省科协组织的“山东省机器人大赛”、有中央电教馆组织的青少年科技创新大赛等。每次通知下来，我都会组织同学们认真研读比赛规则，由小组队员自己制定机器人，并对机器人作品的设计思路进行阐述。这样队员们完全投入到这些活动中，有效提高了学生们的学习兴趣，充分打开了想象之门，展现了学生的创造才华。在今年的山东省机器人大赛青岛赛区，我校参加了机器人接力指定项目，并取得了较好的成绩，并引起了媒体的关注，日照日报刊发了相关的图片新闻。

当然，机器人活动不能简单地看成是组织一次学生活动或参加一次竞赛，而应该利用科学探究的方法去研究在机器人教育中学生的科学素养如何培养问题，以机器人教育为载体来提高学生的科学素养。并把在机器人教育中科学素养的培养内容和方法推广到科技小发明等其他科

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技活动中。每周二、周四下午第四节课我们就组织同学们看科技讲座，讲座介绍了发明创造的一般过程、发明常用的几种技法，青少年科技创新大赛的发展动态，以及在科技创新活动需要注意的问题，其中包括如何选题、设计制作自己的创新作品等。这种名师讲座对于推动青少年科技活动的蓬勃开展，培养青少年的创新精神和实践能力，提高青少年的科技素质，鼓励优秀人才的涌现，起到了积极的推动作用。 2.交流合作，以老带新

创新不是点，而是面，即关注全体学生。个人的创新离不开团队的合作、不同人的合作之下，可能创新出极为重要的科学成果。发挥少数人的聪明才智并非创新的制胜法宝，创新需要更多地发挥团队间的协作效应，整体的创新才可能持续。

随着机器人活动开展的深入，成员越来越多，学习的时间又集中在一块，加上不同兴趣小组研究的课题不一样，小组碰到解决不了的问题，教师无法及时解决，效率不高，老师也疲于奔命，针对这种情况，我们改变方式，采取以老带新，交流合作，共同进步的方式，新的兴趣小组有问题先跟老队员小组讨教，一般问题都可以得到妥善解决，老队员也在帮助新队员的过程中得到了锻炼。对于确实解决不了的问题，再跟教师一起研究。采取这种方式后，教师的指导更加深入，更加有效。

3.加强学科整合，培养学生综合素质

课堂教学都是围绕教学目标进行的，机器人教学也要体现三维目标的要求。知识与技能方面，要让学生了解和掌握机器人软硬件知识，学会设计机械结构，并设计合适的程序，培养学生的探究能力和动手操作能力。

机器人教育融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件和人工智能等众多先进技术。在教学实践中，机器人教学涉及多个学科领域，简单进行机器人教学，不但不利于学生知识横向衔接，形成知识重复、交叉的现象，而且增加学生负担。因此，结合新课程要求，实施了机器人教学与综合实践课程的整合，与研究性学习相结合，按照任务驱动、课题研究、实践探究、创意设计等形式开展研究性作业、探究性学习活动，使智能机器人走进学生的学习和生活，为学生搭建了创造和发展的平台。 三、机器人创新教育的的困惑与对策 1.没有合适的配套教材

目前机器人教学的教材质量不高，大多属于“产品说明书”或“用户指南”式的，缺少课程与教学专家的参与和指导，很难适应教学的需要。我校根据学生的实际情况，自己编写教材，注意教材的通用性、启发性，同时还要考虑到可操作性。每节采用可实现的小任务，将机器人的知识分解到任务中去，让学生在完成任务的过程中掌握相关的知识。

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2.经费开支很大

要在学校开设智能机器人活动，需要购买机器人器材和活动场地等，这都需要数目不小的经费，并且每年全国比赛的场地都会有所变化，也就是说，不是一次性的投入，而是需要不断地投入，这对于一所学校来说也是一个不小的开支。这也是制约这项活动开展的最主要的原因。对此，我们主要从两方面解决。一方面，是尽量利用现有的机器人器材制作创新作品，在创新赛上多出成绩，与学校领导沟通也就比较容易，学校看到了效益，也愿意加大投入。另一方面，是鼓励家境条件好的同学，提供活动场地。 3.小组活动队伍不稳定

由于机器人还没纳入正常的课堂教学，机器人兴趣小组的活动时间也就没有保障，经常跟其他的课程活动产生冲突时，机器人兴趣小组的活动就只能暂停。同时，还有部分同学参加机器人兴趣小组的目的就是为了参加比赛，当比赛获得较好名次后就不再参加机器人兴趣小组活动，把精力放在文化课的学习上了。兴趣小组的活动很难进一步深入展开。为了解决活动时间少的问题，我校专门安排机器人活动放在周末休息时间，使兴趣活动得以顺利开展。对于部分学习较忙，在机器人方面有特长的学生，又有了好的选题的同学，给予更多的自由。 机器人活动知识覆盖面广、能力锻炼多样、情感体验丰富，受到越来越多的师生欢迎，正向广大师生的普及。机器人创新教育必将为我国的素质教育做出应有的贡献。