关于在中学开展机器人教育的思考与分析

来源 :中学课程辅导·教师教育(上、下) | 被引量 : 0次 | 上传用户:wolfzhu
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  摘要:机器人教育是当今社会开展信息技术教育的一个有效的载体,机器人的教育主要目的是培养学生们的创新精神和实践能力。随着信息化教育的逐步推进,机器人教育越来越受到广大师生的关注。本文就在中学阶段开展机器人教育的基础上,分析了机器人教育的教学现状和未来可能面临的问题。
  关键词:中学;机器人;教育;思考
  中图分类号:G633.67文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)16-013-1
  随着近些年来各种机器人竞赛、活动的蓬勃发展,机器人相关教育引起了众多教育人的关注,许多条件良好的中学采取多样的方式尝试了机器人教育,对于机器人教学来说是十分有益的活动和探索,并且院校也在相关方面积累了十分丰富的经验,但是机器人教育对于各院校来说仍然处于萌芽阶段,本文通过简单的分析希望能在机器人教育方面为中小学提供可参考的经验。
  一、把握中学机器人教育内涵
  机器人教育是指以机器人为主要教学内容或教学工具而开展的教与学活动,这些活动是在具体实践的过程中逐步完成的。机器人教育涉及到计算机、数学、物理、电子、机械、通信、传感技术、自动化技术和软件编程等多个技术领域,学生在掌握基本技术知识、程序构造的基础上,紧密联系生活实际,通过计算机和网络平台进行创新设计,探索机器人的组织构造和实践应用,从而培养自身的创新素养、知识与技能、思维与方法等。
  二、加强教师机器人教育专业的学习
  相比传统的信息技术课程来说,机器人教育对于中学教师们的教学要求更高,不仅仅体现在教师自身对机器人知识的掌握情况,还体现在教师们选取的教学方法上。更为重要的是,机器人课程是一门更加综合性的课程,在教学过程中需要容纳电子技术、工程、数学和科学等领域的知识,为学生们在日后的创新创业提供良好的启蒙征地。因此,需要教师们自身素质极高,具有一定的创新创意和整合能力,相比传统的信息技术课程更富有挑战性。一些对于信息技术的专业教师也需要加强自身素养,因为在专业知识的学习中,教师们并没有学习机器人方面的专业培养与训练,在从事中学机器人技术的教学时,也没有经过专业的岗前培训,只能通过自学来获得计算机教育的必备技能,因此开设机器人教育的院校必须要协助教师们强化自身素质。一方面,呼吁计算机专业的师范高校加强机器人这一方面的教育,改进教学内容,满足学生未来的就业需要,另一方面,需要各个地区的基层教育部门联合机器人研究单位、开设机器人教育的院校,携起手来,为培育祖国栋梁机器人方面的教学内容打好坚实基础,为机器人课程的开设和教学打好坚实稳定的师资基础。
  三、选定中学机器人教育模式
  在现阶段的机器人教育中,各个中学一般采取三种教学模式。第一种是开设机器人的技术课程。在机器人教学过程中,由于器材及场地的局限,通常需要学生统筹安排、就地取材、精心设计,这极大地挖掘了学生的想象力与创造力。当基础知识学完后,学生为达到某个目的,如:设计一个更好的程序、做一个与众不同的机器人、在课堂比赛中战胜别人取得好成绩等,这就需要学生做出不断地尝试,大胆地投入新元素,这就产生了创新意识。如果能够付诸行动并实现,这就体现了创新能力。第二种是课外活动,这种教学模式类似于长期开设的综合实践活动。例如,定期举办机器人展览、机器人表演,并充分利用校园电视台、校园网、宣传栏、主题班会加强机器人宣传,不仅可以普及机器人知识,还可以激发学生们的学习兴趣;第三种是机器人比赛,机器人比赛是一项很好的科技创新活动,内容包括灭火、足球、FLL等多个项目。这些比赛不仅主题有趣,更重要的是设计方案的开放性,参赛者可以用不同的方法达到同一个目标,这就能很好地培养参赛者的创新意识和创新能力。机器人比赛融科普性、趣味性、观赏性和竞争性为一体,通过完成比赛项目,使参赛者初步学会从科学技术的角度提出日常生活中的实际问题,激发其学习兴趣,引导他们积极探索未知领域。
  四、采用适用于本地学生的学习方式
  机器人学习有三种:一是探究性学习。机器人学习其实就是探究性学习,每一节课学生们都会根据课堂任务自己进行创新性探究,以确保能完成任务。在机器人课上,教师可以通过设计具有挑战性的主题来引导学生进行探究、思考,让他们在组装、调试机器人的过程中获取知识,发现不同的解决方案,使他们的自主学习能力、动手能力和创新能力得到很好的发挥。二是任务驱动。在机器人教学中,采用任务驱动的方法,可以很好地激励学生积极思考,开拓创新。每节课开始,教师就应该告诉他们这节课要完成的任务。有了明確的任务,学生就会想方设法为完成任务而努力;有了任务,学生在潜意识里就会调动自己所有的能量,为完成任务而努力,这样就容易成功,容易产生创新的火花。三是小组合作。机器人教学过程中,由于时间的限制,一个人往往不能好好地完成任务,所以采用小组合作的方式,不仅有利于任务的完成,也有利于创新的产生。学生以小组为单位进行创新设计、搭建机器人、编写程序、实验调试、研究反思等,每个小组内部又根据具体任务进行责任分工。这种教学方法任务明确,灵活自主,操作性强。在小组合作的过程中,他们已经有效地构建了知识系统,并创造性地应用于实践活动,而且通过相互的探讨与合作,往往更容易碰撞出创新的火花。
  机器人教育这一平台,为我们提供了丰富的创新空间,它已不再停留在实验室,而是融入到了学生的学习和生活中。我们教师要引导他们通过动手和实践获得实际经验,培养他们的综合运用能力、创新能力和团队精神,为他们的终身发展奠基。
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