如何利用机器人教育挖掘学生的创新潜能

摘 要：机器人教育是以创客教育为核心理念的一种教育方式，既有利于学生的全面发展，也有利于创新创业教育的实施。当前，我国各级教育都在探索机器人教育理念和方法，提出了多种教育思路，将机器人教育定义为未来教育的“新希望”。本文对机器人教育进行分析研究，提出机器人教育与挖掘学生创新潜能的适配性，同时结合相关教学案例，探索利用机器人教育挖掘学生创新潜能的具体措施，旨在促进我国创新创业人才培养。

关键词：机器人教育；创新潜能；适配性；良好方式

作者简介：刘战爽（1977—），男，广西壮族自治区河池市金城江区第三小学。

大力推动教育改革依然是新时期我国教育发展的重点工作。新时期的教育改革工作将以立德树人为核心目标，以培养创新创业人才为基础目标。制定的这两个目标，代表我国对人才培养的新期盼。近几年来，我国教育领域一直在探索新型教育教学模式，以机器人教育为首的新型教育方式逐渐推广试用，在挖掘学生创新潜能、拓展学生思维方面起到重要作用，给我国教育发展以及人才培养带来新的希望。在未来，利用机器人教育培养创新创业人才将是一条有效的道路，对我国社会发展具有重要意义。

一、机器人教育分析

（一）机器人教育理念

机器人教育是一种新型的教育方式，建立在机器人技术基础及其理念之上。在实施教育教学的过程中，可以利用机器人设计、机器人组装、机器人编程以及机器人运行进行全面教育。

机器人教育的核心内涵是利用机器人的创造创新过程实施教育，从而起到培养学生学习兴趣、锻炼学生综合能力、培养学生核心素养的作用。

（二）机器人教育模式分析

机器人是集成性技术，将传感技术、网络技术、计算机技术集成应用于机器人，使机器人具有智能学习、自主完成各项任务的功能，将其应用于教育领域是一种大胆的尝试，是教育史上的一次变革，同时也是社会发展的必然要求。当前，机器人教育分为多种模式，包括机器人学科教育、机器人辅助教育、机器人管理教育、机器人主持教育等。机器人在不同的教育模式中扮演不同的角色，起到不同的教育作用。机器人教育十分新颖，有利于激发学生的学习兴趣，同时也能够在利用机器人的过程中，使学生养成良好的学习习惯，提升学习效率。实际上，无论采用何种机器人教育模式，都需要强调教育教学的本质和原则，通过机器人的参与来促进教学效果的提高，而不是完全依赖机器人来实现教学目标。

（三）小学机器人教育研究

在人工智能技术发展的背景下，机器人作为现代科技领域的尖端技术之一，教育工作者更应该明确科技和人工智能技术的重要性，从教育发展的角度落实人工智能化技术发展战略。

当前，我国小学人工智能机器人课程设计研究已经到了关键阶段。在教育教学的过程中，教师应始终坚持人工智能教育理念。教材中将人工智能教育分为多个主题，包括“初次相识”“感知世界”“智慧非凡”“大显身手”等。初级课程能使学生初步了解机器人，开阔学生的眼界，帮助学生对新时期智能化技术和机器人形成良好的理解，培养学生对新科技的兴趣，促进教育教学优化升级，为日后机器人教育教学的发展打好基础。

二、机器人教育与挖掘学生创新潜能的适配性

机器人教育已经成为现代教育教学的重要方式之一。通过对机器人教育的全面分析可知，机器人教育具有创新性、综合性、开放性、发展性以及实践性等特点。而其特点就是该教学理念和模式能够与挖掘学生创新潜能适配的根本原因。

第一，机器人教育具有创新性特点，该特点与挖掘创新潜能不谋而合。教师在教育教学的过程中，要以创新能力培养、创新元素挖掘为目标。现代机器人教学从教学设计、教学模式、教学方法等多个方面进行创新，同时在各项教学环节中融入创新性知识，挖掘和培养学生的创新潜能。

第二，机器人教育具有综合性特点。机器人教育的根本目的不是研究机器人，而是了解机器人，运用其能力全面开发技术。另外，从教学内容来看，机器人教育也需要完成传感器、编程语言、LOGO语言教学，使学生全面掌握新技术。而学生在全面掌握知识的情况下，自身已经具备创新基础，其创新潜能很容易被挖掘。

第三，机器人教育具有开放性特点。如果说传统的教育教学方式过于固化，导致学生的创新意识受到限制，那机器人教育正是利用其开放性特点打开学生的“创新之门”。在开展机器人教育教学的过程中，教学模式呈现多样化特点。教师在教学过程中更注重学生的自主学习和“手脑”结合，以拓宽学生的知识面，使学生的学习更加灵活、自由。

第四，机器人教育具有发展性特点。机器人教育发展的源动力就是创新。教育创新推动教育发展，机器人创新使机器人得到了广泛应用。而其具有的发展性特点将会引领课堂走向更好的发展，帮助学生形成创新理念及创新思维。

第五，机器人教育具有实践性特点，此特点是挖掘创新潜能的关键。创新不仅需要思维创新，更需要动手落实，否则将是一种“空想”。机器人教育与传统教育的最大区别在于强调培养学生的动手能力，使学生自主完成活动、自主锻炼、自主学习，掌握将思维转化为实践的能力。

三、利用机器人教育挖掘学生创新潜能的良好方式

利用机器人教育挖掘学生的创新潜能是我国新人才培养的重要要求。机器人教育在挖掘学生创新潜能方面具有先天性优势。因此，在开展机器人教育教学的过程中，应该明确教育教学目标，借助机器人创新教育方向，激发学生的创新潜能。以下是利用机器人教育挖掘学生创新潜能的良好方式。

（一）利用机器人学科教育挖掘學生的创新潜能

当前，我国教育体系已经明确机器人学科教育的重要性，并且正在创建机器人学科教育模式。如，我国高校建立机器人相关专业，小学等基础教育也设置机器人课程。因此，教师可以利用学科教育挖掘学生的创新潜能。

1.在课程内容设置中挖掘创新潜能

机器人学科教育将创新元素融入课程知识当中，使学生在学习课程知识的过程中，了解创新，激发创新意识，积累创新知识，促进创新潜能的挖掘。各阶段机器人学科教育都需要增加创新知识，以培养学生的创新意识和能力。

例如，《小学机器人普及教材》中已经增加机器人新领域的知识内容，除了基础组成、语言以及现代社会应用方面的知识，还涉及仿生机器人、语音交互机器人、虚拟现实机器人、机器学习以及创意机器人等相关课程知识。以上知识内容都是机器人发展的新方向，将以上知识内容讲述给学生，能使学生了解机器人知识，知道机器人依然在不斷发展，创新是机器人发展、社会发展的源动力，从而激发学生的创新创业意识。课程内容的完善有助于学生积累机器人的相关知识，并不断学习虚拟现实、语言交互等新知识，进而自主选择创新方向、创新发展道路。

人工智能已经纳入中学义务教育信息科技课程体系中。在人工智能教育课程中，将引用系统体验、信息安全教育列为重点内容。在教学过程中，教师可以将互联网教育引入人工智能及机器人教育教学中，也可以采用数字设备、人工智能机器人进行辅助教学。如，在小学信息科技课程中，在教学“设计数字产品”这一内容时，教师利用机器人储存相关数据资料，并让学生利用智能机器人进行计算机科技学习，以提升学习效果。

2.利用课程活动设计挖掘创新潜能

利用实践与挖掘创新潜能之间的关系实施教育，更多地开展机器人教育及其相关实践活动，有利于挖掘学生的创新潜能，同时，此种挖掘方式更加直接。部分活动甚至可以直接激活学生的思维，因为很多时候，创新就在“一念之间”。学生在实践过程中不断探索，在解决实践产生的问题的过程中，不断形成新的思路，并有效解决问题。

机器人竞赛等实践活动有助于挖掘学生的创新潜能，促进机器人教育教学发展，保证课程活动设计达到最佳效果，进而提升机器人创新教育质量。设计的竞赛模式必须公平公正，同时，要具有机器人教学亮点以及机器人相关知识和技能创新亮点。这些“亮点”是激发学生创新潜能的关键因素。在竞赛的驱动下，学生的研发热情、创新潜能将会得到最大程度的激发，这对学生创新教育的开展具有非常重要的意义［1］。

例如，举办小学智能机器人创新知识竞赛就是挖掘学生创新潜能的良好方式。由唐山市教育局主办的唐山市“新禾杯”中小学教育机器人竞赛暨创客大赛在唐山科技馆举行。来自唐山市16个县（市、区）的256支队伍390名学生同台竞技，共飨科技盛宴。本届赛事分设智能机器人赛和创意智造两大项目。其中，智能机器人赛包括“超级轨迹赛-星际联盟”“GAR火星移民-文明迁徙”“机器人创意设计赛”“KOOV专项赛-空间站奇遇”等9个项目。各参赛代表队认真准备、刻苦钻研、勇于创新，优秀作品精彩纷呈，展示了科技创新教育成果。据悉，目前唐山市已有322所中小学建设了机器人活动教室，开设了机器人教学课程，有697所中小学开设了编程课程，将机器人教学活动纳入课后延时服务项目，丰富了学生活动内容［2］。

（二）利用机器人辅助创新教育

教师可以根据机器人教育理念，利用机器人开展创新教育，从而实现教育升级。利用机器人开展教育或者教育管理是一种新型教育方式，有利于保证教学良好开展，同时，在利用机器人教育的过程中，要以培养学生的创新意识和挖掘学生的创新潜能为目标［3］。

机器人可以辅助教育和管理活动的开展。具体来说，就是以机器人为教学工具，利用其智能性、开放性辅助教育的开展。如，利用机器人建设实验课程，以机器人作为教学的重点工具，打破传统教育理念的束缚，升级机器人教育教学。机器人辅助教育具有一定的趣味性，能够吸引学生参与到课程学习当中，并且有利于激发学生的创新意识。学生在接受机器人的相关教育的过程中，容易产生新的想法，进而促进创新思维能力的发展。

例如，为了顺应当代教育改革的需要，改变以知识传授为中心的传统教学方式，激发学生探索科学世界的兴趣，河南省郑州市郑东新区心怡路小学机器人教学全面走进学生课堂［4］。机器人课堂教学以现实世界的问题为出发点，让学生自己动手完成他们感兴趣的并且和他们的生活相关的项目，去发现问题，再动手解决问题，从而更好地学习知识。心怡路小学聘请机器人专业技术人员为学生教学。他们让学生通过触摸来感知和了解新科技，从做中学、学中思，培养学生的观察能力、想象能力、语言表达能力、管理自身情感的能力。中高年级的学生不满足于简单的触摸，他们更喜欢自己动手写编程，将玩与学相结合，主动讨论不同编程带来的崭新世界［5］。

结语

开设机器人教育课程或者利用机器人辅助创新教育对挖掘学生的创新思维和潜能都具有一定的作用。而本文重点介绍机器人教育课程，主要原因是机器人辅助教学的局限性比较大，成本以及技术问题比较突出。但是，在未来，相信机器人教育将会得到全面应用，进而促进学生创新思维以及潜能的开发。

［参考文献］

彭来桂.融合STEAM教育和科创教育激发学生创新潜能［J］.大众心理学，2021（11）：18-20.

侯浩翔，张先义，王旦.教育机器人可以提升学生创造力吗？：基于48项实验与准实验研究的Meta分析［J］.华东师范大学学报（教育科学版），2022，40（3）：99-111.

赫玉红.真材“拾”料 上演“机器人”的精彩：《机器人来了》教学中培养学生创意实践能力的探索［J］.少儿美术，2022（8）：11-12.

屈小博，吕佳宁.机器人应用对企业生产率和创新的效应［J］.学术探索，2022（8）：90-99.

孙先亮.厚植创新拔尖人才素质的根基：高中阶段学生创新素质培养的思考［J］.教育家，2022（43）：19-20.