建·研·创：小学“机器人教育”普及的实践研究

夏云燕

摘要：为贯彻落实国务院《新一代人工智能发展规划》，更好地促进机器人和人工智能技术与教育教学的融合，作者所在学校对“组织联动：建协作式组织，助学校顶层协同”“课程联动：研分层式课程，助学生普及学习”“研修联动：创落地式研修，助教师专业成长”等路径展开探索，进行了小学“机器人教育”普及的实践。

关键词：三式三助;机器人教育;普及;路径

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）04-0089-04

近年来，为贯彻落实国务院《新一代人工智能发展规划》，更好地促进机器人和人工智能技术与教育教学的融合，机器人教育受到了广泛关注和高度重视。在一线的基础教育领域，竞赛模式、社团模式等依然占据绝对的主导地位，普及性的机器人教育亟待发展。机器人教育在培养学生问题解决能力及创新能力、提升学生整体的信息素养方面具有不可替代的作用和优势，那么如何让更多的学生享受到优质的机器人教育呢？笔者所在学校基于机器人教学现状、机器人课程特点等对小学“机器人教育”普及路径展开探索，如图1所示。

● 组织联动：建协作式组织，助学校顶层协同

笔者所在学校依托嘉兴市中小学教育机器人协作组，通过建协作组、顾问团、辅导团的组织联动助学校顶层协同，促进“机器人教育”协同研讨、引领和发展（如图2）。

1.建协作组，协同研讨

2019年6月，市小学教育机器人协作组在省教育技术中心、市教育装备与信息中心、市教育学院有关领导的共同见证下成立市机器人示范建设校协作组。共有来自市内的17所机器人特色学校加入了协作组，笔者所在学校作为牵头单位根据协作组工作计划，组织各项机器人专题研讨活动，有效促进了协作组成员单位的协同研讨。

2.建顾问团，协同引领

“机器人教育”的普及需要专家的专业引领，专家顾问团由三部分构成（如图3）。一是装备顾问，“机器人教育”的开展和普及离不开装备战线的支持。因此，由各县市装备条线负责人等组成的装备顾问，为学校提供装备专业指导，为机器人教育教学的开展提供了装备保障。二是教研顾问，聘请人工智能及机器人教育方面的专家，如市区各级教研员、课程专家等，跟进课堂教学、课题研究、专题研讨等，重在把脉机器人教育教学发展方向，指导形成有影响力的成果。三是技术顾问，机器人专业性较强，需要专业人员进行技术支撑，学校根据开展的机器人项目引进技术支持，对学校开展的机器人项目给予有针对性的技术支持，以此确保“机器人教育”的顺利开展。

3.建輔导团，协同发展

来自全市教育机器人特色学校的机器人教育教学的教师，走在了机器人教学的前列，他们往往都在机器人教学方面有一技之长。将有兴趣、有能力、有担当的教师组成一个教育机器人教师辅导团，能发挥领头羊的作用，不断加强和优化“头部效应”，将机器人教育向更为广阔的空间辐射。辅导团的建立也能很好地促进机器人教育教学的协同发展。例如，2019年，省教育厅国际部向很多学校赠送了软银机器人，对于全新的设备和教学，各校教师组成的专项辅导团共同学习、研究、探讨，更快地助力机器人在学校教育中的推进和普及。

● 课程联动：研分层式课程，助学生普及学习

笔者所在学校于2004年就成立了机器人工作室，是浙江省最早开始机器人教育教学研究的学校之一。经过十多年的发展，学校的机器人教育教学模式不断创新。从虚拟到实体，从竞赛到课堂，从精英到普及，学校通过拓展课、公益课等多形式、多层次的机器人“1+X”课程体系构建，助力学生机器人普及学习（如图4）。

1.研课堂教学，夯实基础

核心素养的落实途径是学科教学，学科核心素养的落实在于课堂教学，课堂教学目标以学生素养发展为核心。课堂教学是开展机器人教育教学的主阵地，教师根据学校特色通过教材校本化、评价多元化等方式，助推学生机器人普及学习。

（1）教材校本化

2020年，浙江省小学信息技术新修订教材中增加了机器人内容的比重，教师根据信息技术课程从关注工具特征到关注学科本体的内容转向和从应用行为到学科思维的价值转向，将信息技术教材中的机器人板块内容校本化，使学生在机器人教育教学中解决问题能力得到全面发展。

例如，在新修订的信息技术五上第三单元趣味编程单元教学中，用软银机器人的RoboBlocks平台开展教学，不仅可以让学生了解编程的一般过程与方法，还能通过编写简单的程序，激发学生学习计算机程序设计的兴趣，提升解决问题的能力。又如，在《角色对话》一课中，通过小组合作与Pepper对话，不仅让学生深刻感受顺序结构程序编写的方法，还能通过与Pepper机器人的对话，加深学生的编程体验。再如，在六下第二单元与机器人零距离中，在学习STEM项目“机器人迷宫”时，通过情境导入、设计迷宫、制作迷宫、测试编程、小组展示等环节开展项目学习，让学生在跨学科融合中，运用多学科知识，全面提升问题解决能力。

（2）评价多元化

什么样的课是好课？什么样的学习是好的学习？什么样的课程是好的课程？丰富的机器人活动，需要多元精准的评价对机器人教育方向进行引领，客观公正的评价标准可以让教师更好地对机器人教育进行正确的定位和把握。评价主体、评价方式、评价内容等的调整和完善，可以更好地促进“机器人教育”的开展。例如，在“Pepper党史宣讲员”项目中，学生通过程序编写实现Pepper机器人声情并茂地进行演讲，作为助讲的学生如何配合机器人进行党史的宣讲则成为重要的评价内容。又如，针对活动类的机器人项目学习，活动的参与度等就成为评价的标准之一。

2.研拓展教学，张扬个性

机器人课程的多样化，可以更好地满足学生的个性化需求，笔者所在学校按年级分别开设了虚拟机器人、乐高EV3机器人、空中机器人（无人机）、IER智能挑战机器人等社团课程，由学生自主选择参加，让学生在多元的机器人课程学习中充分张扬个性。

例如，《IER智能挑战机器人》课程对学生的动手能力，空间想象能力，创造性思维，分析问题、解决问题能力的培养有独特的作用;而《走进Pepper机器人》更是带领学生走进精彩的人工智能世界，探索创造人类的智慧未来。

3.研公益教学，共享成果

机器人已经渗透在学生生活的方方面面，將优秀资源引入到学校的机器人公益教学中，可以使“机器人教育”得到更为有效的发展。例如，带领机器人工作室成员到技师学院工业机器人实训基地，开展“走近机器人 筑梦新未来”机器人研学活动，通过参观、观摩、课程体验等活动帮助学生开启人工智能探索之门。

学校依托之江汇教育广场开发了“走进Pepper”等课程的同步课程，供来自省内的学生自主选择学习，累计共有近6000人次关注，有几百名学生报名参加学习。软银机器人、乐高EV3等机器人体验也在区域“名师有约”活动中广泛开展并深受学生喜爱。

● 研修联动：创落地式研修，助教师专业成长

笔者所在学校创新学校原有的教学研究形态，通过自主式、抱团式、主题式等丰富的研修活动，确保教师随着机器人教育的开展，助推教师个人专业成长（如图5）。

1.创自主式研修，助个人成长

基于机器人课堂教学的开展，机器人教学的教师们积极开展教育教学研究，促进教师专业成长。学校围绕“1+N”机器人教学课程体系，推动学校机器人教学，推进机器人教学普及，让更多的学生有兴趣，有能力，有创新。

在实际教学实践中初步形成了机器人教学的四大策略：①情境创设，全局统筹，完善学生计算思维的系统性;②实践体验，存简求异，强化学生计算思维的灵活性;③启发引导，发现问题，拓展学生计算思维的深刻性;④合理算法，优化程序，提升学生计算思维的独创性。

机器人教育教学研究活动的开展，促进了课堂的有效性发展，不仅帮助学生获得良好的学习体验，更促进了教师的专业成长。

2.创抱团式研修，助团队融合

各机器人示范建设校开展的项目不尽相同，所以很多学校是在孤军奋战，教师们在机器人教学中所获得的经验没有办法分享，碰到的困难也没有途径解决。针对不少学校都引进了基于互联网的虚拟机器人教育和创新设计平台——iRobotQ 3D的现状，多所学校对虚拟机器人的课程定位、核心目标以及发展预定方向及教学策略、教学方法等展开共同研讨，以期更好地促进iRobotQ 3D虚拟机器人教学顺利地开展。

机器人教学的教师都有一些相同的特点，如很多机器人项目负责教师都是科学教师出身，他们的动手能力特别强，他们都认识到机器人教学不仅能全面培养学生的动手能力、合作能力、综合运用知识的能力、创造能力以及克服困难的能力，还可以考验和锤炼他们承受挫折、挑战自我的能力。因此，教师们在区域合作的前提下，对机器人教学如何开展进行了探讨，也在课程开展、学生竞赛方面取得了很好的成绩。抱团式研修，有效促进了团队融合。

3.创主题式研修，助区域发展

各机器人示范校虽然开展的机器人特色项目不同，但很多项目的开设与推进却有着共通性，因此开展有针对性的专题式研修活动，可以有效助推机器人教学的发展。

专家引领式。在机器人教学实践过程中，邀请专家顾问团成员做教育教学科研、课程建设开发、校本教材编写等专题讲座与指导，为机器人教育教学普及保驾护航。

网络研讨式。负责机器人教育的教师基本上都是自学成才，他们往往在某一个或几个领域比较专业，但目前随着机器人项目的不断引进和推动，机器人教育对教师们提出了更高的要求，也无形中增加了教师的压力，网络为教师们创设共同进步的平台，教师可以通过QQ、微信、钉钉等多元平台，开展网络研讨。

实地观摩式。笔者所在学校周边有很多高新企业，这些企业有很多资源可以供教师学习和利用，将优秀资源引入到学校的机器人教学中可以有效促进学校机器人教学的发展。

三式三助小学“机器人教育”普及路径的探索，有效地提升了学生解决问题的能力，使学生核心素养得以形成，凸显了学科的育人价值。笔者所在学校立足机器人教育，开发了丰富的机器人教育教学资源，构建了多元的机器人课程体系，助力学生自主学习、分层学习、个性化学习，丰富优化了学生机器人学习的方式与体验。在机器人学习体验过程中，学生的思维能力、创新能力、解决问题能力等综合素养得到全面提升。

参考文献：

[1]赵晓慧.基于项目式学习的小学机器人课程设计研究[D].西安：陕西师范大学，2018.

[2]李呈玉，李开荣.对小学机器人教育教学现状的反思[J].中国教育技术装备，2016.

[3]薛奇秀.例谈初中机器人大班教学的有效实施策略[J].中国信息技术教育，2021（10）：51-52.

本文系2021年浙江省教育信息化专项课题“三式三助：区域联动推进中小学‘机器人教育’普及的路径研究”（课题编号：2021ETC024）的阶段性成果。