李洪濤

摘 要：在當(dāng)今人工智能大力發(fā)展的背景下，機(jī)器人智能編程教育進(jìn)入中小學(xué)課程教育已經(jīng)成為大勢所趨?！稒C(jī)器人快樂學(xué)》是開封市第二師范附屬小學(xué)開發(fā)的一套基于樂高9898機(jī)器人套裝的機(jī)器人校本課程，教學(xué)內(nèi)容涵蓋4～6年級，課題組通過近兩年的開發(fā)實(shí)施，取得了預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：人工智能;機(jī)器人;校本課程

20世紀(jì)以來，伴隨著人工智能的大熱潮，機(jī)器人教育受到了全世界國家的重視。中國也在不斷出臺政策，推動機(jī)器人教育的發(fā)展和普及。2017年7月20日，國務(wù)院發(fā)布了《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃中明確指出了人工智能已成為國際競爭的新焦點(diǎn)，應(yīng)逐步開展全民智能教育項目，在中小學(xué)階段設(shè)置人工智能相關(guān)課程、逐步推廣編程教育、建設(shè)人工智能科學(xué)，培育復(fù)合型人才，形成我國人工智能的人才高地。開封市第二師范附屬小學(xué)自2013年開始開發(fā)實(shí)施機(jī)器人校本課程，隨著機(jī)器人套裝的升級換代，我校開發(fā)實(shí)施新一代機(jī)器人校本課程提上日程。我們成立了機(jī)器人校本課程開發(fā)實(shí)施課題小組，通過兩年來的開發(fā)實(shí)施，取得了較好的效果。

一、編寫實(shí)施了《機(jī)器人校本課程綱要》和《機(jī)器人科學(xué)》校本課程

兩年來，課題組通過多次的研討研究，編寫完成了《二師附小機(jī)器人校本課程綱要》和《機(jī)器人科學(xué)》校本課程6本，并在學(xué)校四、五、六年級同時開課實(shí)施，學(xué)校新建專業(yè)機(jī)器人教室1個，配備9898教學(xué)機(jī)器人共32套，采用每周一課時進(jìn)行教學(xué)。

二、通過機(jī)器人課程實(shí)施，探索出適合小學(xué)生的機(jī)器人教學(xué)和評價模式

通過一年多的機(jī)器人課程實(shí)施研究，我們探究出了適用于機(jī)器人教學(xué)的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)模式，即：任務(wù)設(shè)計、任務(wù)分析、自主探究、反饋評價。

第一環(huán)節(jié)是任務(wù)設(shè)計。任務(wù)設(shè)計即根據(jù)機(jī)器人的特點(diǎn)設(shè)計相應(yīng)的教學(xué)任務(wù)。任務(wù)的設(shè)計應(yīng)注意學(xué)生知識和能力結(jié)構(gòu)的層次連貫性、任務(wù)完成的難易度、指向性等。

第二環(huán)節(jié)為任務(wù)分析。任務(wù)分析是教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)。每次教學(xué)時，任務(wù)都要被分解成軟硬件設(shè)計、拼裝及測試步驟，規(guī)劃解決任務(wù)的步驟和軟硬件設(shè)計，以方便學(xué)生更好地完成任務(wù)。

第三環(huán)節(jié)為自主探究。在自主探究的過程中，學(xué)生按照事先的規(guī)劃進(jìn)行機(jī)器人軟硬件的拼裝和編程，嘗試完成任務(wù)，如果在任務(wù)完成過程中遇到問題，學(xué)生還要嘗試找到問題的原因并解決遇到的問題。

第四環(huán)節(jié)是反饋評價。學(xué)生完成任務(wù)后，要對任務(wù)完成過程、效果做出反饋評價，讓學(xué)生認(rèn)識到自身的不足，調(diào)整自己的行為，改變學(xué)習(xí)策略，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，主動參與達(dá)成任務(wù)，矯正不良的心理狀態(tài)。

三、機(jī)器人校本課程實(shí)施有助于學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)

創(chuàng)新素養(yǎng)是指一個人平日里創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的養(yǎng)成和修養(yǎng)，即學(xué)生在日常學(xué)習(xí)和生活中養(yǎng)成的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。機(jī)器人課程的實(shí)施，可以發(fā)現(xiàn)機(jī)器人課程能有效提升學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的各個維度。

1.機(jī)器人課程有利于學(xué)生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

創(chuàng)新意識是創(chuàng)造的前提和關(guān)鍵。我們在機(jī)器人課程的實(shí)施過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)器人的教學(xué)與制作過程，是鍛煉學(xué)生意志、培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新意識的過程。在機(jī)器人教學(xué)中，學(xué)生必須自己親手設(shè)計與制作機(jī)器人，自己決定在組裝機(jī)器人的過程中需要用到哪些零部件。在計算機(jī)上設(shè)計相關(guān)程序，然后再不斷地進(jìn)行試驗，不斷修改相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)效果。在這個過程中，學(xué)生的創(chuàng)新意識得到了很好的鍛煉和培養(yǎng)。

2.機(jī)器人課程有利于學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

我們開發(fā)的機(jī)器人教育課程采用模塊化設(shè)計，可以依據(jù)學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計搭建不同的作品，擁有無窮的創(chuàng)新設(shè)計。學(xué)生在機(jī)器人的設(shè)計、搭建、編程時，往往不止一種答案，孩子們在課堂上多角度思考問題，從不同角度設(shè)計機(jī)器人完成任務(wù)。往往在一節(jié)課上，孩子們可以搭建十余種不同外觀的作品，抑可以用不同的方法完成任務(wù)，學(xué)生的創(chuàng)新思維能很好地得到發(fā)展。

3.機(jī)器人課程有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

在機(jī)器人課程的實(shí)施過程中，從機(jī)器人的設(shè)計從方案制定到具體實(shí)施，全部過程由學(xué)生獨(dú)立完成，使學(xué)生的學(xué)習(xí)從被動轉(zhuǎn)向主動，獨(dú)立分析問題和解決問題，學(xué)生通過研究分析，可以用各種方式設(shè)計機(jī)器人，極大地發(fā)揮個人潛能。另外，在機(jī)器人課堂教學(xué)中，通過搭建可以很好地鍛煉學(xué)生的動手能力，空間想象與再現(xiàn)能力等，通過機(jī)器人大腦程序的編制，可以提高學(xué)生的抽象思維能力、邏輯思維能力和分析解決問題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力，提升了學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)水平。

通過本課題的研究和機(jī)器人課程在小學(xué)四、五、六年級的教學(xué)實(shí)施，為機(jī)器人進(jìn)課堂提供了可借鑒的案例和經(jīng)驗。本課題研究證明，機(jī)器人課程在學(xué)生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)中起到了十分重要的作用，通過機(jī)器人課程的開發(fā)實(shí)施，學(xué)生的創(chuàng)新素養(yǎng)水平有了顯著提升。機(jī)器人教育對于培養(yǎng)和提高學(xué)生的信息素養(yǎng)、綜合能力、創(chuàng)新素養(yǎng)具有較好的效果，本課題的研究成果具有良好的推廣應(yīng)用前景和價值。

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