机器人教育促进青少年个人成长的实践研究

张 松

（江苏省徐州市青年路小学，江苏徐州 221000）

引 言

新时代确立了教育价值选择的新坐标系，教育要有新作为，必须以未来为导向，更好地完成立德树人的根本使命。如今，科技飞速发展，机器人、大数据、人工智能这些科技领域的话题已在不远的未来等待着学生[1]。机器人教育作为一种全新的教育实践模式，受到众多学校的关注与重视，如我们所知的乐高、能力风暴等机器人品牌已步入各个校园，同时各校学生也开始参与机器人的创新与竞赛。本文从机器人教学的角度出发，探讨了机器人教育教学的必然性与深远影响，同时提出了措施建议，集中进行教育教学反思。

一、人工智能产生的时代背景及其深层原因

第一，社会背景。目前人口增长率呈现连年下降的趋势，人口老龄化日益严重，未来我们将面临社会劳动力不足的问题，因此，人工智能的发展成为必然趋势。

第二，文化背景。在第四次科技革命的引领下，科技飞速发展，并融入人们的日常生活，人们在享受科技成果带来便利的同时，也在不断创新与改造。新时代的学生沐浴在科技光辉下，传统的教育模式已不适合新时期的青少年，而语文、数学等传统教育学科已不能满足人们日益增长的社会需求，因此，机器人教育融入学校常规课堂教学的时机已经成熟。

二、我国小学机器人教育现状调查

（一）机器人教学在目前存在诸多问题与困难

机器人课程作为教学内容步入校园是中国教育领域的一次伟大尝试。目前，机器人教学处于教育初级阶段，教育研究尚不完善，课程体系框架并不严谨，各省各地教育发展并不平衡，机器人教育推广也仅局限于部分地区，教育费用也导致机器人教育目前仅能局限于部分家庭[2]。但就数年来全国各地机器人课程开展及不同规模、种类的机器人竞赛结果来看，机器人教育教学很有深入研究并推广的价值。教育部为鼓励中小学生机器人教学的开展，颁布了若干条例，将支持机器人科技的创新与应用作为学习的重点项目，很多重点高校也向机器人教学研究“抛出橄榄枝”，出台了很多机器人创新竞赛加分政策，但由于传统教育观念还未完全向新型教育理念转型，因此其受众面不广，还存在一定局限性。但随着科技的不断发展，机器人教育依然存在巨大潜力。

（二）机器人竞赛大大推进其教育领域的发展

竞赛使机器人教育行业进入民众视野，人们开始了解其教育意义与深远影响力。随着机器人竞赛项目的正规化、标准化，其内容在规则、设计、评分等方面较开始时有了巨大的提升与改善，如今的机器人竞赛项目更富有时代特色的创新性与挑战性。机器人竞赛的意义不仅在于拓宽民众的认识层次，而且为所有热爱机器人活动的学生提供了交流合作的平台。这一平台能够培养学生各方面的综合素质，增强其求知欲望，夯实科技知识基础。

三、机器人教育对小学生成长的影响

机器人教育在多方面、多层次对教育及学生成长产生深远的影响，具有长期性、多样性、有效性、潜移默化等特点。

（一）从心理方面影响，促使学生兴趣的养成

科技日益发展，当今社会的学生从小便感受到科技的力量，传统的物质文化已很难对新时期的学生产生吸引力。而学生需要的精神力量也早已不再是老一辈人的认知，这也是很多人感叹“不懂现在孩子在想什么”的原因。而机器人这一技术的出现完美地填补了这一空区——机器人运动过程一遍一遍重复在学生脑海中，引发学生的好奇感和求知欲，充实其精神世界，使学生近距离感受科技魅力，奠定科学知识基础。

（二）从生理方面影响，遵循学生身心发展规律

学生成长是一个循序渐进的过程，任何拔苗助长的行为皆不可取，这是教育的循序渐进原则，机器人课程教学也应遵循此原则。例如，我们熟知的乐高教育这一科技品牌，经过长期实践我们把不同的教育套件运用在不同的年龄阶段进行教学实践探究。1～2年级学生学习LEGO科学工程与动力机械课程，科学机器套件由各种套件零件组成（如梁、销、轴、轮胎、马达、传导线等），课程内容指向生活中的科学规律，让学生在拼装零件的过程中发现问题，并能通过动手实践揭示原理，解决问题；3～4年级学生利用WEDO套件初步接触传感器和编程，搭建作品结合马达模仿真实事物的运动过程，反映运动原理，如起吊机、跷跷板、小车等，通过改变参数配置，发现影响运动速度、方向、距离等因素，体验程序设计改变生活的过程；5～6年级学生应普及LEGO EV3程序编程，这一编程着重于学生智力、想象力、创造力的开发，程序也更加复杂，方式更加多样，其创造的机器人应用面更加广泛，择优的学生还可以参加各种技能竞赛，从而为培养创新性人才奠定基础。

（三）意志品质的锻炼，在课程中促使学生综合素质的不断提升

第一，竞争意识。有人的地方就有社会，有社会的地方便有竞争，优胜劣汰是亘古不变的丛林法则。机器人竞赛便为此提供了合适的契机，其在竞赛中能培养学生的竞争意识与危机感，在日常学习生活中也可以发挥积极的鞭策作用[3]。

第二，合作能力。社会需要竞争，但成功却需要合作。一个人的力量是渺小的，而通过合作，人们能互帮互助、取长补短。机器人的创造与应用同样不是一个人的工作。在2018年12月份上海举行的能力风暴世界锦标赛中，组委会一改单人比赛单人评分的机制，采取小组合作的比赛方式，重在锻炼学生之间的磨合能力，促进其交流，培养学生的协作能力与团队精神，从而取得“1+1＞2”的效果。

第三，思维品质。独立思考，科学严谨，精益求精，在新时代背景下，学科核心素养中反复强调优良的思维品质。思维将伴随学生的一生发展，优良的思维品质尤为重要。在机器人教学实践中，相关工作者应避免“轻实践，重理论”的情况，加强学生实战的经验，让学生通过合作学习与队友相互依存、相互帮助，在思维的碰撞中寻找解决问题的突破口，让培养具有综合素养的学生成为机器人教育阵地的根本目标。同时，机器人教学还培养了学生独立思考、分析问题的能力。程序设计会运用到假设、实践、运行、排查、优化等内容，过程枯燥乏味、机械，但又具有挑战性，能磨炼学生的耐挫、细心、严谨等思维品质。当学生运用所学知识系统化地思考问题、发现问题并解决问题时，自信心油然而生。总之，机器人教学在培养学生形成独立自主的人格方面起到了强有力的助推作用，小学生优良的思维品质也为科技的发展需求奠定了基础。

第四，创新能力。新时代将是科技的时代，同样也是需要不断创新的时代。创新是科技的第一生产力，只有不断创新才能满足日益增长的社会需求。传统的学科教育体系日益完善，又因知识性、严谨性等特点很难挖掘和锻炼学生的创新能力。而机器人课堂则可以弥补这一缺陷，其没有固定的要求，没有固定的内容，学生只需掌握机器人的工作原理，便可以根据自己的喜好、想象进行创造，从而以小学为平台，培养大批适应未来科技发展的创新型人才。

四、机器人教育亟待解决的“三化”问题

（一）教学体系规范化

在机器人教育现状中我们已分析过，目前来说，我国机器人教育仍处于初级阶段。因此，我们的首要任务是将机器人教学纳入国家课程体系，做好规划，构建机器人教学课堂框架，制订教学目标，完善教学过程，加强学科建设，深入进行教育教学研究探讨。

（二）教学模式常规化

将传统的教学模式与新兴学科知识相结合，遵循“学生为主，教师为辅”的教学原则，能够培养学生独立学习、自主思考的能力，使教师成为学生的引领者、解惑者，学生成为学习领域的探索者、创造者；避免出现“教师讲，学生学；教师不讲，学生不学”的消极情况，而这一情况是目前机器人教育的普遍现象。

（三）师资力量扩充化

机器人教育教学作为我国教育教学的一种重要尝试，缺乏丰富的经验作为指导，同样缺乏经验丰富的教师，因此在教育教学中存在一定的困难。学校应支持机器人课程的开展，提供设备、资金等硬软件设施，同样需要注重师资力量的培养，加强教师思想建设。机器人不仅是专业教师的事情，它涉及多方领域，是全体教师共同的责任。

结 语

机器人教育教学成为当前教育领域的发展趋势与研究方向，其意义不仅在于使学生掌握科技知识，而且在培养学生综合素质、锻炼自身品质等方面也有着积极的推动作用，能使科技知识理念得到进一步普及。新时期发展下，人工智能已悄然融入我们的生活，这说明整个社会正朝向智能化发展，学生必须紧跟时代的步伐，具备应对科技发展的理念与不断创新的能力，成为未来的引领者。