机器人工作室：青少年科学素养的摇篮

楼巍

摘 要：现在国内外都非常重视机器人，将其作为一种工具和手段应用到教学中去。国家科协、教育部等也积极举办各类机器人竞赛，引起人们对这一学科的重视。教育部从2003年起，把中小学机器人比赛纳入全国中小学电脑制作活动，同时普通高中的新课程已将人工智能技术及简易机器人制作列入选修内容。中小学机器人集成了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、软件、现代设计、传感器、人工智能等众多领域的先进科学与技术知识。该课程的开设，一方面使那些将来立志投身通信、微电子、计算机领域的学生在校的时候就能打下一些基础；另一方面能培养学生动手、动脑相结合的创新能力。这是适应新课程改革的需要，是符合新课程标准素质教育要求的。

关键词：科学素养；机器人教学；科技实践活动；创新精神

一、机器人课程，现代教育的呼唤

我们对现代科学技术发展特点及其对人才的要求进行研究的时候意识到，开展青少年科技活动的目的并不在于在各项比赛中获得名次，根本目的在于培养青少年的科学素质。信息技术教学改革特别强调对学生学习经验的培养，注重学生体验、感悟和实践的过程，注重对学生个性的健康发展和对学生的创新精神、

实践能力的培养，而智能机器人教学非常有利于贯彻这一理念。

二、一边实践，一边思索：智能机器人教学模式的思考

1.以学生长远发展为目标，培养专门人才

在机器人实践活动中不以竞赛为唯一目标，在平时教学活动中注重培养学生的兴趣，教师多角度地看待每一个学生的学习，轻结果，重过程，对学生的进步和成功都及时给予鼓励，使自信的愉悦贯穿于整个教学过程中。这种正面情绪会促使学生充满兴趣，更自主地投入到学习、探究中。

2.以小组为单位组织课堂教学，小组竞争形成竞赛机制

在教学过程中给学生设置一些比较复杂的任务，通过小组讨论协作完成，小组间再进行竞争。竞争是触发激情的手段之一，能延续学习兴趣，锻炼学生的心理素质。同时在小组设置中，采取“以老带新”的方式，一来形成互相帮助的氛围，增加团队凝聚力，二来把自己解放出来。

3.鼓励学生进行创意机器人的制作

鼓励学生主动探索、设计自己的机器人，并编写程序完成任务。实践中教师是指导者与合作者，学生才是主体。平等和谐的师生关系能进一步激发创造力，学生亲身体验由抽象的理论到触手可及的实物过程，极大地调动了学生的积极性，促进其主动发展。

二、机器人教学实践活动的成效与思考

1.显性的成效——四年来学生获得的成绩

四年系统教学，我校涌现出一批有潜质的科技特长生，利用课余时间参加全国、省、市各级竞赛活动，已获得全国、省、市多项一、二等奖。

2.隐性的成效——弥补课堂教学的不足，有利于培养学生的科学素养

（1）教学思想上，开展智能机器人教学活动有利于处理好教学与发展的关系，即传授知识、技能技巧和发展智力、培养能力的关系。

发展学生的智能，最重要的是发展其观察、思维和实际操作的能力。在课堂教学中，学生的观察受到限制，思维受到束缚，很少有机会动手，能力很难得到发展。而在智能机器人教学实践中，学生真正实现主体地位，在实践中亲自观察、探索、操作，学生的兴趣、情感、意志都能得到较好发展，达到使学生在掌握知识的基础上充分发展智力、能力的目的。

（2）教学内容上，开展智能机器人教学活动有利于处理好基础知识学习和现代新的科学知识学习之间的关系。

常规课堂教学的内容落后于现代科学技术的发展是始终存在的现象，即使采取在课堂教学中加深难度、提高速度的办法，也难以消除这个差距，单靠课堂教学无法解决这个矛盾。一个行之有效的办法就是将课外、校外科技活动与课堂教学结合起来。智能机器人教学课程的内容不受大纲、教材的限制，适于加进现代科学的新知识，开阔学生的科学视野，与现实生活紧密结合，渗透着现代科学技术新成果的内容。

（3）教学方法上，开展智能机器人教学活动有利于把传授法教学与发现法教学结合起来。

常规课程教学最主要的方法是传授法，是教师通过讲解教材将基础知识传授给学生。应该说，对于刚开始接受知识的青少年学生来讲，这是完全必要的，有益的。但它也存在弊端，往往导致学生死记硬背和机械训练，阻碍智力和能力的发展。

在智能机器人的教学过程中，课堂内，以传授的方法为主，给学生以基础知识和基本技能，而在课外，机器人教学活动引导学生在已有知识的基础上去进行科学知识的自主探究，弥补课堂教学的不足，有利于培养学生的科学素质。

（4）教学形式上，开展智能机器人教学活动有利于学生的全面发展与兴趣爱好、特长发展的关系。

课堂教学对完成共性教育和全面的基础教育有很大的优势，但对于因材施教、发展个性又存在严重的不足。活动内容丰富、形式多样的智能机器人教学可以弥补这一不足，使学生在科技上的兴趣、爱好和特长得以发展。

三、机器人教学实践活动开展的思考

1.如何提高智能机器人研究活动的教学与社会效益

智能机器人课程的内容决定了它属于青少年科技实践活动。以科技实践兴趣课为载体的智能机器人教学形式，只能面向一部分学生。笔者在思考，如何让更多学生享受智能机器人课程？是否可以换一种教学载体：如可以把新课程标准下的“地方课程”拿出一部分来用于实施智能机器人教学，或把智能机器人教学与关系比较紧密的信息技术课程进行整合，开发出适合本区域学生特质的校本课程。这样，可以让现有的机器人器材，尽可能提高使用率，从而最大限度地发挥其作用，取得更明显的教学与社会效益。

参考文献：

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[4]程马峰.小学机器人教学实践探索[J].东莞信息技术教研网.

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[6]中小学智能机器人科技教育的实践与探索[J].东莞中学信息技术教研网.

[7]张进，刘丽.智能机器人教学实验的设计与实施[J].中小学学科网，2007.9.14

（作者单位 浙江杭州江南实验学校）