何卓鍵

摘 要：國務(wù)院發(fā)布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，大力推進(jìn)中小學(xué)人工智能教育。機(jī)器人作為人工智能的主要載體，對(duì)我國中小學(xué)教育意義重大。隨著近些年來我國智能機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)器人教育也給我過中小學(xué)教育注入了新的活力，隨著時(shí)代的發(fā)展，機(jī)器人教育必將成為未來教育事業(yè)的發(fā)展方向，機(jī)器人教育將成為未來中小學(xué)師生培養(yǎng)自身能力以及綜合素質(zhì)的智能型平臺(tái)，同時(shí)由于機(jī)器人教育其本身的可操作性能夠有效促進(jìn)中小學(xué)生素質(zhì)教育的發(fā)展。本文淺要分析機(jī)器人的定義以及機(jī)器人教育的概念，以此為基礎(chǔ)對(duì)機(jī)器人在中小學(xué)教育事業(yè)中的作用進(jìn)行探索討論。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人；中小學(xué)教育；作用

現(xiàn)如今，在國外，特別是發(fā)達(dá)國家，機(jī)器人教育已經(jīng)成為了其教育部門重點(diǎn)關(guān)注的問題，截止到目前為止，機(jī)器人教育在世界上已經(jīng)有了二十多年的發(fā)展歷史，并且還在不斷摸索前進(jìn)的過程當(dāng)中。現(xiàn)如今在世界上主要支持機(jī)器人教育事業(yè)發(fā)展的理論基礎(chǔ)是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，該理論主要是采用機(jī)遇問題和項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式，在具體教學(xué)設(shè)計(jì)過程之中比較注重讓學(xué)生在實(shí)踐之中學(xué)習(xí)知識(shí)、掌握方法以及培養(yǎng)思維。而將機(jī)器人應(yīng)用到中小學(xué)教育之中則是通過以機(jī)器人教育平臺(tái)為基礎(chǔ)，為中小學(xué)生建設(shè)出一個(gè)四維空間，讓學(xué)生能夠?qū)⒊橄蟮闹R(shí)以及概念在這個(gè)抽象空間之中進(jìn)行構(gòu)建，在這個(gè)編程以及調(diào)試的過程之中，學(xué)生能夠在掌握知識(shí)的同時(shí)獲得技術(shù)，并且還能使中小學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)以及創(chuàng)新能力等多方面的綜合素質(zhì)的道有效的加強(qiáng)。

一、機(jī)器人概念

現(xiàn)如今，人們對(duì)于機(jī)器人的定義有很多種，但從宏觀上來看，機(jī)器人就是一種用于執(zhí)行特定的功能，可以模仿人類的一些行為的由多重零部件組合而成的機(jī)器，機(jī)器人的特點(diǎn)主要有一下幾點(diǎn)：

可以使用反復(fù)編程的手段來控制機(jī)器人的活動(dòng)；機(jī)器人通過硬件和程序之間的配合，可以讓機(jī)器人擁有等同于人類的視覺、觸覺等方面的感覺判斷，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，但是機(jī)器人不具備獨(dú)立的人格；其擁有高度的靈活性，可以在一定程度上模仿人類的動(dòng)作。

除了上述的普通機(jī)器人之外，還有一種專門用于教育工作之中的教育機(jī)器人，教育機(jī)器人又被人們稱作教學(xué)機(jī)器人或是學(xué)習(xí)機(jī)器人。它是一種機(jī)器人教育工作開展實(shí)施的載體，主要是應(yīng)用于教學(xué)活動(dòng)之中，按照分類的形式可以將教學(xué)機(jī)器人細(xì)分為積木式和集成式兩種，按照形態(tài)的定義則可以將之細(xì)分為實(shí)體機(jī)器人和虛擬機(jī)器人兩種。教育機(jī)器與別的機(jī)器人之間最大區(qū)別就是其硬件成品化，同時(shí)它的編程也較為簡(jiǎn)單，相對(duì)來說更加容易學(xué)習(xí)操控[1]。

二、機(jī)器人教育的概念

機(jī)器人教育的概念在我國是由湖南師范大學(xué)的彭紹東教授第一個(gè)提出來的，彭教授指出機(jī)器人教育就是在教育的過程之中應(yīng)用機(jī)器人，優(yōu)化教育效果以及師生勞動(dòng)形式的理論和時(shí)間，從彭教授對(duì)機(jī)器人教育的定義我們可以看出：

（一）機(jī)器人教育的主要內(nèi)容可以從三個(gè)方面來理解它，第一個(gè)方面是支持機(jī)器人活動(dòng)開展的基礎(chǔ)理論，比如物理、機(jī)械、電子以及計(jì)算機(jī)等多方面的相關(guān)內(nèi)容，第二個(gè)則是機(jī)器人的專業(yè)理論，第三個(gè)方面是支持機(jī)器人活動(dòng)開展的其他學(xué)科的知識(shí)。

（二）機(jī)器人教育所涉及的領(lǐng)域主要有兩方面，分別是理論方面和實(shí)踐方面。理論方面具體指的是機(jī)器人教育自身具備的理論基礎(chǔ)以及機(jī)器人教育在進(jìn)行具體的時(shí)間之后形成的一種獨(dú)立的理論體系以及方法體系，實(shí)踐方面具體之二則是基于機(jī)器人平臺(tái)所開展的一切教育活動(dòng)。

（三）機(jī)器人教育的最終目的就是通過使用機(jī)器人來進(jìn)行相關(guān)教學(xué)操作來提高教學(xué)效果。就是通過利用機(jī)器人平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)使用最少的時(shí)間以及最少的資源獲得最好的教學(xué)效果的目的，提高教學(xué)效率的同時(shí)[2]，還可以有效降低老師的工作量。

三、機(jī)器人教育的特點(diǎn)

機(jī)器人給中小學(xué)教育事業(yè)提供了一個(gè)綜合性的教育平臺(tái)，對(duì)于中小學(xué)生來說機(jī)器人既是一種高科技的益智玩具，同時(shí)也是一種承載基礎(chǔ)教育的載體。而機(jī)器人教育模式則是通過在教學(xué)思想理論的指導(dǎo)下建立起來的一個(gè)具有相當(dāng)?shù)目刹僮餍砸约拜^為穩(wěn)定的教學(xué)活動(dòng)的框架和程序。同時(shí)它還是一個(gè)位于經(jīng)驗(yàn)和理論之間的一種可操作性較強(qiáng)的簡(jiǎn)化的知識(shí)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)。機(jī)器人教育模式作為一種教學(xué)活動(dòng)的框架，要注意把握好整個(gè)課程之中的整體性以及各個(gè)元素之間的關(guān)系，同時(shí)作為一個(gè)教學(xué)活動(dòng)的程序其學(xué)要具備較強(qiáng)的可操作性以及有序性。在中小學(xué)教育工作之中的機(jī)器人教育具體有以下幾種特點(diǎn)：

（一）教育性

通過機(jī)器人的平臺(tái)，可以讓中小學(xué)生學(xué)習(xí)到如物理、電子以及計(jì)算機(jī)等多方面的知識(shí)，擴(kuò)大了自身的知識(shí)面，同時(shí)在具體的機(jī)器人教育過程當(dāng)中，還能夠培養(yǎng)出中小學(xué)生的良好的思維方法，除此之外還能夠鍛煉出學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

（二）娛樂性

中小學(xué)教育之中的機(jī)器人教育的教學(xué)宗旨就是培養(yǎng)出中小學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識(shí)以及創(chuàng)新意識(shí)等多方面的綜合素質(zhì)，因此機(jī)器人教育主要是通過創(chuàng)建出一個(gè)真實(shí)具體的教學(xué)情境，讓學(xué)生通過這個(gè)教學(xué)情境主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題并將之解決，同時(shí)為了加強(qiáng)課堂趣味性，激發(fā)出中小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，因此機(jī)器人教育所設(shè)計(jì)的機(jī)器人項(xiàng)目大多數(shù)都是圍繞著學(xué)生的實(shí)際生活，娛樂性比較高。

（三）游戲性

機(jī)器人教育之中的教學(xué)活動(dòng)大多數(shù)都是以實(shí)踐為主，同時(shí)為了加強(qiáng)課堂趣味性，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，機(jī)器人教育之中的實(shí)踐過程會(huì)開展很多具有游戲性的比賽，然學(xué)生在一個(gè)輕松地學(xué)習(xí)氛圍下學(xué)習(xí)，有效鍛煉了自身各方面的綜合素質(zhì)[3]。

（四）學(xué)科綜合性

除了以上幾點(diǎn)之外，機(jī)器人教育還擁有者較強(qiáng)的學(xué)科綜合性，這是因?yàn)闄C(jī)器人本身的學(xué)科交叉性的特點(diǎn)以及機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛的原因造成的。

四、機(jī)器人在中小學(xué)教育上的應(yīng)用意義

通過將機(jī)器人應(yīng)用到中小學(xué)教育之中對(duì)于中小學(xué)生來說具有著非常重要的意義，具體可以歸納總結(jié)為以下幾個(gè)方面：

（一）培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力endprint

在機(jī)器人教育課程當(dāng)中，學(xué)生是作為學(xué)習(xí)主體存在的，而教師則作為一個(gè)輔導(dǎo)者，這就要求學(xué)生必須自己學(xué)習(xí)知識(shí)，構(gòu)建出自身的知識(shí)體系，并自己解決學(xué)習(xí)之中出現(xiàn)的問題，借此可以培養(yǎng)出學(xué)生的動(dòng)手能力以及創(chuàng)新思維能力等多方面的綜合素質(zhì)，除此之外，機(jī)器人教育還能有效培養(yǎng)出中小學(xué)生的時(shí)間管理能力、資源分配能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、信息采集能力、系統(tǒng)分析能力以及設(shè)計(jì)工程等多方面的能力[4]。

（二）激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在機(jī)器人教學(xué)之中，會(huì)在實(shí)踐活動(dòng)之中開展許多具有游戲性的比賽，有效激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)營(yíng)造出一個(gè)良好的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，借此激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)的斗志以及平波精神，有效將強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率以及課堂的教學(xué)效果。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

在機(jī)器人教育之中，主要是通過讓學(xué)生組成小組來進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)，因此機(jī)器人教育實(shí)際上是一個(gè)團(tuán)體學(xué)習(xí)的過程，通過機(jī)器人教育可以讓中小學(xué)生在實(shí)踐鍛煉的過程當(dāng)中有效提高自己的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

（四）擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，轉(zhuǎn)換思維方式

在進(jìn)行機(jī)器人教育的過程當(dāng)中[5]，中小學(xué)生可以通過制作機(jī)器人的過程學(xué)習(xí)到模擬電路以及力學(xué)等方面的只是，不禁有效提高了學(xué)生的物理知識(shí)水平和計(jì)算機(jī)知識(shí)水平，同時(shí)還讓學(xué)生在為機(jī)器人進(jìn)行擴(kuò)充接口的過程之中學(xué)習(xí)到了數(shù)字電路的只是；在給機(jī)器人編寫程序的過程當(dāng)中學(xué)會(huì)了計(jì)算機(jī)編程語言等專業(yè)知識(shí)，同時(shí)有效鍛煉了自身的邏輯判斷思維以及系統(tǒng)思維等方面的能力。

（五）加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)的了解

通過機(jī)器人教育可以有效培養(yǎng)出學(xué)生對(duì)于智能機(jī)器人學(xué)術(shù)的興趣，使其產(chǎn)生繼續(xù)學(xué)習(xí)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)的欲望。同時(shí)中小學(xué)生通過掌握智能機(jī)器人下載程序的方法，還能夠?qū)χ悄軝C(jī)器人之中傳感器以及驅(qū)動(dòng)裝置的作用了若指掌，提高其對(duì)于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)語言的興趣。此外，通過給智能機(jī)器人編程還可以鍛煉學(xué)生的邏輯判斷思維能力以及系統(tǒng)思維能力，有效提高學(xué)生分析問題的能力以及解決問題的能力[6]。中小學(xué)生通過完成課程教學(xué)任務(wù)以及模擬項(xiàng)目，可以對(duì)智能機(jī)器人的擴(kuò)充接口的方式以及方法進(jìn)行了解和掌握，并在進(jìn)行實(shí)踐的過程當(dāng)中學(xué)習(xí)到關(guān)于單片機(jī)以及數(shù)字電路的知識(shí)。在組裝機(jī)器人的過程之中學(xué)生動(dòng)手能力、寫作能力以及創(chuàng)造能力都能得到有效的鍛煉。

結(jié)束語

通過將機(jī)器人應(yīng)用到中小學(xué)教育之中，可以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、激發(fā)出學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，轉(zhuǎn)換思維方式以及加強(qiáng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，有效加強(qiáng)了中小學(xué)教育工作的教學(xué)效果，同時(shí)增強(qiáng)了中小學(xué)生多方面的綜合能力，為中小學(xué)生的未來打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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