中小幼教学中开展智能机器人教学的探索

摘 要：智能机器人教学作为一种新型的教学手段，已走进了各地课堂。在中小幼教学中，智能机器人教学能很好地消除神秘感，组装和控制机器人，并能促进中小幼学生能力的发展，有助于培养全面的人才。智能机器人教学在中小幼教学中的应用颠覆了传统的教学模式，丰富了课堂教学的场景，也提升了学生的学习体验，更能激发学生的创新与自主学习意识。

关键词：智能机器人教学；中小幼教学；能力培养

创新能力是未来职场竞争中最重要的一种能力，也是社会发展最大的一种动力。中小幼教学作为基础教育，对学生创新能力的培养应予以重视，倡导创新教学的教材虽早已分发至各学校，但是纸面的教材对于创新能力的培养多流于形式，于中小幼学生创新能力的培养无益。智能机器人技术融合了多个专业、行业领域的特点，智能机器人以计算机语言为基础教材指令，而计算机语言是未来社会职业必备技能之一。而且中小幼学生在智能机器人教学的过程中，可以近距離接触计算机语言，有能力、有条件者甚至可以模仿编写计算机语言，不仅提升了计算机语言的掌握能力，而且大大拓宽了学习的广度。

一、教学内容设置背景

智能机器人教学兴起于知识爆炸的年代，目前的中小幼教教学目标已从传统的知识灌输式转化为培养学生主动学习能力上，让学生主动探索知识的世界成为现阶段我国教育的重要目标。结合未来社会智能化的发展趋势，本着培养适应未来现代化发展的人才的教育目标，智能机器人教学在二期课改深入发展的时候进入了中小幼教学的课堂。

据教育部门的研究表明，我国学生，尤其是中小幼阶段的学生，动手能力较差[1]。为了加强我国学生的动手能力，国家教委提出了多元化教学方式，智能机器人教学也正符合这一需求。

智能机器人教学内容设置的另一个背景便是对课堂教学目标的改进。我国现阶段对于中小幼学生的课堂教学目标是不仅要教会知识，更要鼓励学生、引导学生主动学习，主动掌握学习方法。智能机器人容纳了众多学科的知识及常识，能更好地满足学生对于知识的渴求，也能通过学科知识的交叉学习带动学生的学习兴趣，并且智能机器人的人机对话体验也能很好地引导学生喜欢上学习、爱上学习。

二、智能机器人教学的培养目标

1.消除神秘感，组装和控制机器人

为了使学生更加直观、深入地了解智能机器，不少有条件的学校都设立了专门的智能机器人实验室。在实验室里，学生可以对智能机器人进行组装，从而能从机器人的组成原理的角度了解机器人，在智能机器人的教学过程中，初步让中小幼学生了解并喜欢上机器人。机器人是近十年兴起的新名词，许多人对于机器人的概念还停留在打扫清洁的层面。中小幼教学中引入智能机器人教学，不仅能使中小幼学生快速掌握机器人的相关概念，而且消除了智能机器人的神秘感。

智能机器人教学通过让学生组装机器人，不仅能提高学生的动手能力，更能加深学生对机器人的认识。动手组装的模式，还能加强学生对智能机器人学习的兴趣。学生动手组装智能机器人更能激发学生的创新能力[2]。从“知其然”向“知其所以然”的阶段迈进，启发学生对智能机器人进行探索、实践，对智能机器人的原理与构造进行实践与学习。

控制机器人的学习是实现中小幼智能机器人教学中人机互动的重要途径。中小幼学生在控制机器人的过程中，可以实现与智能机器人的对话与问答，甚至是与智能机器人实现某些动作的协调配合，脑力与体力的结合不仅能更全面地促进学生的大脑发育，而且也能更好地消除智能机器人的神秘感。

2.加强能力发展，培养全面人才

中小幼学生的各项能力尚处于启蒙阶段，加上中小幼学生的思维理解能力还处于受限制的阶段，单纯的知识传输式教学无法满足中小幼学生全面发展的需求，而智能机器人教学则能很好地解决这个问题[3]。丰富的教学场景使得学生更乐于主动学习，提高了学习效率。

智能机器人教学更贴近计算机编程语言的教学，如音乐、数学等课程的学习，智能机器人可以以一种直观的计算机逻辑语言呈现。在这样的教学氛围下耳濡目染，中小幼学生对计算机逻辑语言的认识会更深，从而开发、培养了学生的逻辑思维能力。

现代智能机器人除了相应的学科知识教学外，还能承担一部分学生坐姿、站姿等普通课堂纪律的监督，并且通过与相应的不良习惯矫正方法相结合，智能机器人教学还能实现有趣的课堂纪律提醒，加强学生的课堂纪律，有利于中小幼学生基本文明规则、规范的遵守习惯的培养。

智能机器人教学之所以能加强中小幼学生能力发展、全面培养人才，是因为智能机器人能存储、教授更多的学科知识，并且由于智能机器人具备联网的功能，可以实现知识的及时更新。可以教小幼学生最前沿、最新的知识，从而全面培养人才。

智能机器人教学能加强能力发展、培养全面人才的另一个表现方式还在于，它能根据现有的学生学习效果评估模型，对中小幼学生掌握知识的能力进行全面有效、客观的评估，并根据评估的结果给教师相应的教学调整建议。

综上所述，智能机器人能完成教学目标中的启萌教学、各项思维能力培养教学、纪律教学、反馈教学等种种环节，从而加强中小幼学生能力发展，培养有利于社会发展、有助国家经济发展的全面人才。

三、智能机器人教学环境的建设

1.组建机器人实验室

为了培养适合未来经济发展需要的人才队伍，我们在中小幼教学阶段应组建机器人实验室，有人说在中小幼教学阶段组建机器人实验为时过早，但笔者认为，教育应具有一定的前瞻性[4]。通过从小的培养，能使得受过智能机器人教学的学生在未来更适应发展需求，为我国筛选培养未来科技前沿的技术及研发人才，同时，学生个人也能获得更多的发展机会。

组建机器人实验室在中小幼教学中可分为三个阶段：第一阶段是在中小幼教学的“幼”阶段，这一阶段，应以基础训练为主，让幼生熟悉智能机器人，熟悉智能机器人教学的模式与内容；第二阶段是中小幼教学的“小”阶段，这一阶段组建的机器人实验室在前一阶段的基础上，让学生熟悉操作系统、简单的汇编语言，能准确描述出智能机器人教学的原理与构造；第三阶段便是“中”阶段，即中学阶段，在第三阶段，组建机器人实验室应实现课程设计、创新能力、动手实践能力的培养，鼓励中学生实现理论与技术实践的结合。

组建机器人实验室在中小幼教学阶段应是连续的，在现实教学实践中，实现难度比较大。因为组建机器人实验室所需费用不少，在我国，由于各地区经济发展不均衡、教育资源分布不均，某些落后省市甚至没有智能机器人教学，更遑论组建机器人实验室，而智能机器人教学是一个需要长期实践的过程，因此，教育资源的不对等使得智能机器人实验室的组建显得尤其艰难，而且区域之间智能机器人教学资源的不对等，也不利于机器人实验室相关工作的开展。

2.建设符合机器人教学的信息技术教师队伍

目前，我國对于智能机器人教学非常重视，教育部各级领导早已认识到智能机器人教学是未来教学的趋势，但是对于智能机器人教学的投入在现阶段也只能停留在对硬件的投入上。我国现阶段的教育类专业中并未开展智能机器人教学的学习，现阶段我国符合机器人教学的信息技术教师人员严重不足。因此，我们需要加强符合机器人教学的信息技术教师队伍的建设，笔者认为相应的信息技术教师队伍的建设可以从以下几个方面着手。

第一，在现有的教师队伍中，挑选接受能力强、年轻力强的教师，进行机器人教学的培训。通过集中、专业的培训，可以快速提高现有教师队伍掌握机器人教学信息技术的能力。并且，通过教师队伍中以点带面的传授方式，可以在单个学校范围内实现由点到面式的机器人教学的信息技术传播。

第二，与相关企业合作，将具备智能机器人一线研发应用知识的人才引进中小幼教学课堂，此举不仅能快速解决目前智能机器人教学教师人才不足的问题，也能使得智能机器人教学与实践相结合，使得课堂教学更具实践意义。

四、智能机器人课堂教学的开展

在智能机器人课堂教学的初期阶段，宜就地取材，比如，在有限的教室内，开展机器人辩声识人、机器人迷宫游戏等，也可进行机器人一对一服务示范等课程[5]。在课堂教学过程中，也可以相应地加入小游戏，比如击鼓传花等中小幼学生喜爱的游戏。

智能机器人课堂教学的开展不仅能使得学生获取相应的知识，更能提升课堂教学的趣味性，寓教于乐。学生与教师能形成良好的互动，拉近教师与学生的心理距离，使得教师的教学工作得到事半功倍的效果。

智能机器人教学是我国教育从传统的应用基础知识教学向前瞻性创新技术、研发基础教学的转变的象征。教育，尤其是中小幼阶段的基础教育应具备一定的前瞻性，智能机器人教学便是这一教学目标转变的最好体现。在智能机器人教学中，广大教育者应看到我国教育改革创新的趋势，也应加强自身的学习，使自己的教学水平紧跟时代步伐，为我国社会主义建设培养更多的、更优秀的人才。

参考文献：

[1]马瑞丽.IRobotQ3D虚拟机器人课堂教学的实践与探索[J].中国信息技术教育，2017（13）：159-160.

[2]魏利君.网络环境下中小学智能机器人学习模式研究[J].速读旬刊，2016（3）：135.

[3]王萍.推进智能机器人教学活动开展方式的探讨：以常州刘国钧高等职业技术学校为例[J].新校园（上旬），2017（6）：175.

[4]郭鹏旻.淮南市举办中小幼机器人辅导员培训班[J].航空模型，2017（12）：79.

[5]王伟，冯鲜.机器人教学中培养学生创新、实践能力的方式探索[J].现代职业教育，2018（1）：112-113.

作者简介：宋春华（1978.3—），男，汉族，江苏海门人，本科，目前中级职称，从事南京市教育系统新技术、新媒体、网络安全、智慧校园建设等研究工作。

编辑 马晓荣