红兴隆管理局第一高级中学 王伟宁 黑龙江双鸭山155811
摘要:机器人教育已进入部分中小学校园,本文论述了在中小学开展机器人教育具有促进教育方式变革,培养学生综合能力,有效激发学习兴趣和动机,培养学生团队协作能力,扩大知识面,转换思维方式等重要的意义。同时还论述了机器人教育常见的几个误区和目前中小学机器人教育进入中小学校园有待解决的实际问题。
关键词:机器人教育 中小学
随着人工智能的发展,机器人教育将进一步在中小学普及为新时代培养新型的科技人才作铺垫。相比较机器人教育与传统基本学科的学习,内容更为丰富,可以将计算机、网络、电子、光学、机械等多个学科有机结合起来,能够全面培养学生的创新精神和综合实践能力。
一、在中小学开展机器人教育具有重要的意义。
一是机器人教育能促进教育方式的变革,培养学生的综合能力。学生作为教学中心,教师作为指导者为学生提供学习资源和建议,所以学生必须自己去学习构建知识体系,针对问题提出自己的解决方案。如中小学阶段机器人教育课程形式主要为通过设计、搭建、编程、运行机器人,来学习机械原理、工程结构、电子传感器、程序设计等内容,每节课为学生设计不同的搭建主题,图形化编程为主,用项目制的方式进行教学,学生通过完成一个又一个的任务来学习跨学科的知识内容。这种学习方式,提高了学生解决问题的能力,锻炼了学生的理工科思维,有效的培养了学生的动手能力和创新思维能力。
二是机器人教育能有效激发学生的学习兴趣和学习动机。“寓教于乐”是我们教育追求的目标。学习兴趣是学生学习最重要的内驱动力。如中小学阶段机器人教育课程形式更多地融入了创新性项目的设计和竞赛项目。这种学习形式,能够让学生被周围环境感染,在竞赛中学生的不服输精神能激发了他们的学习斗志从而产生更强的学习兴趣和学习动机。
三是机器人教育能培养学生的团队协作能力。机器人教育大多是以学习小组的形式开始,需要学习小组团结协作,在学习过程中小组成员会相互帮助、相互包容,使学生学会怎样与他人有效沟通与交流,让学生认识到团队的力量,提高自己的团队协作能力。
四是机器人教育能扩大知识面,转换思维方式。学生在制作机器人的过程中解决实际问题,会涉及到一些如模拟电路、力学、机器人编程等方面知识,这样不仅对数学、物理、计算机学科的教学起到促进作用,而且也为学生扩大加深了科学知识,提高了学生计算机思维。
二、机器人教育常见的的几个误区
一是认为女孩不适合学机器人。
大部分家长发现喜欢积木喜欢机器人的多是男孩,也普遍认为男孩子更适合动手类和理工导向类课程,女孩子的空间结构感、逻辑思维不如男生,所以一些家里孩子是女孩的家长觉得不接受机器人教育也无所谓。其实不然,根据多元智能理论之父加德纳的观点,人都有智能强项和智能弱项之分,从教育角度说,孩子的某种智能,如空间智能、逻辑智能,只有进行不断地训练,才会变得更好。
二是孩子太小了不适合学机器人。一些家长认为机器人技术高深,低年级的孩子根本学不懂。其实不然,小学阶段的机器人课程属于最基础的课程,一般以机器人技术的知识点为基础,以机器人实验来促进孩子对内容的理解,以机器人的功能扩展来巩固所学知识,以参与设计机器人活动来培养相应能力,课程主要以培养孩子的创造力和创新思维的学习为主,通过直观观察,游戏化的方式开展教育。而孩子在小的时候恰恰是想象力和创造力最丰富的时候,这个阶段是接受新事物、养成好习惯的最好时期,所以学习机器人课程对孩子的创造力和想象力都有很好的帮助。
三是机器人课程就是游戏课,孩子容易着迷影响学习。一些家长认为中小学机器人课程就是孩子在学校一起上游戏课,组装现成的“积木”然后进行游戏比赛,孩子乐于这种游戏,容易着迷影响其他学科的学习。这种认知误区主要是家长对机器人课程不了解导致。机器人课程是一门跨学科综合性课程,在进行搭建时要用到物理知识,在进行实验时要用到数学等知识,对其他学科的学习具有积极促进作用。
三、机器人教育进入中小学校园有待解决的实际问题。
一是教育设备昂贵,需要大量的资金投入。机器人教育不同于文化课上课,只要有黑板或投影就能上课,机器人课程对教室环境、使用器材的要求比较高,没有器材往往无法上课。机器人教学课堂给学生大量的动手操作时间,学生把自己想法设计成一个可视的实物,把抽象变成具体,通过对机器人器材的设计、组装和调试,在这一过程中锻炼自己的逻辑思维与动手操作等能力,因此没有器材的课堂是无法授课的。而现在市场上的机器人教育设备多为千元有的甚至万元,一名学生配一盒器材,已很难,再加上设备更新的后续投入,因此如果需要机器人教育在中小学开展将需要大量的财力物力投入。
二是教师力量薄弱,急需技术培训。现在中小学校中开设的机器人课程多为信息技术教师兼任,虽然对编程知识不存在问题,但对机器人综合知识的储备往往不够深入。所以学校要投入资源,加强对机器人教师的培训力度。同时要求机器人教师要有较强的自学能力,能够利用课余时间不断自我充电,多动手操作实践,多主动思考,不断积累经验,这样才能在上课时做到深入浅出,用学生能够理解的语言去讲课。
三是教育资源不平衡,需要政策倾斜引导。随着各种机器人竞赛活动的风靡,机器人教育作为一种新时代的素质教育已引起很多学生家长和学校的关注。机器人竞赛虽不能在高考时加分,但因各名校的自主招生而开始备受欢迎,国内各种面向青少年开设的机器人教育已经不再是仅仅代表孩子兴趣的一项课程。因为目前在机器人教育资源和教育理念上城乡差距较大,所以需要政策倾斜引导,加大教育资源的投入,缩小城乡差距,让机器人教育进入中小学校园成为必修课。