●李維明

在中小學(xué)信息技術(shù)課程中， 如何有效地引入機(jī)器人載體以促進(jìn)信息技術(shù)教育、教學(xué)的創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的操作實(shí)踐能力，提高創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展， 這是中小學(xué)信息技術(shù)課程建設(shè)實(shí)踐中需要研究的重要課題。

一、實(shí)踐研究的做法

（一）注重平臺建設(shè)，打好研究基礎(chǔ)

在中小學(xué)信息技術(shù)課程中引入機(jī)器人載體的研究需要兩個(gè)平臺的支撐： 一是教材， 二是機(jī)器人器材。前者是信息技術(shù)課程的要素，后者是開展實(shí)踐研究活動(dòng)的載體，缺一不可。

為此， 首先對我國部分省市現(xiàn)行義務(wù)教育階段《信息技術(shù)》教材進(jìn)行了查閱分類，以了解目前國內(nèi)機(jī)器人進(jìn)入義務(wù)教育階段信息技術(shù)課程的現(xiàn)狀。 這包括：義務(wù)教育階段《信息技術(shù)》教材中有關(guān)機(jī)器人內(nèi)容分布，內(nèi)容的詳略，涉及的機(jī)器人品牌型號等。同時(shí)，對所涉及的機(jī)器人進(jìn)行比較，確定其教育教學(xué)性能，經(jīng)濟(jì)性等，最終確定了適合我省義務(wù)教育階段開展機(jī)器人教育教學(xué)活動(dòng)可選用的機(jī)器人品牌型號。 這一階段的研究成果也被我省義務(wù)教育階段課程改革實(shí)驗(yàn)教材《信息技術(shù)》修訂組吸收，形成了適應(yīng)本省教學(xué)需求的機(jī)器人教學(xué)教材， 也為本課題研究的開展提供了范本。

在此基礎(chǔ)上， 向義務(wù)教育階段課程改革實(shí)驗(yàn)教材《信息技術(shù)》所涉及的機(jī)器人公司尋求支持，得到了智慧天下公司、 四川天平教學(xué)儀器公司的鼎力相助，為20 個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)校各捐贈(zèng)了25 套“智慧天下機(jī)器人套件”，為實(shí)踐研究工作開展打下了良好物質(zhì)基礎(chǔ)。

（二）申報(bào)省級課題，推動(dòng)實(shí)踐研究

為更好地推動(dòng)中小學(xué)信息技術(shù)課程中引入機(jī)器人載體的實(shí)踐研究，2011 年申報(bào)了四川省教育廳普教科研資助金項(xiàng)目：《中小學(xué)信息技術(shù)課程中以機(jī)器人為載體的創(chuàng)新教育研究》（批準(zhǔn)文號為： 川教函[2011]632 號）， 并設(shè)置了21 個(gè)子課題研究學(xué)校，目的是通過子課題的研究，取得一手研究資料，提供研究實(shí)例，以支持實(shí)踐研究的成果。

二、實(shí)踐研究的效果及影響

（一）實(shí)驗(yàn)學(xué)校信息技術(shù)課程教學(xué)得以優(yōu)化

智能機(jī)器人技術(shù)融合了造型技術(shù)、機(jī)械、電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟件、硬件和人工智能等眾多先進(jìn)技術(shù)， 充分地體現(xiàn)了當(dāng)代信息技術(shù)多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，是綜合知識和技術(shù)的結(jié)晶。機(jī)器人活動(dòng)不僅主題有趣，富有挑戰(zhàn)性，更重要的是其問題解決方案是開放性的，學(xué)生可以用不同的方法達(dá)到同一個(gè)目標(biāo)，因而智能機(jī)器人活動(dòng)能激發(fā)學(xué)生充分發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的開放性思維，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

（二）實(shí)驗(yàn)學(xué)校教師創(chuàng)新意識增強(qiáng)

1.教師的教學(xué)觀念得以更新

參研教師通過自學(xué)、參培、研討等形式提高了理論認(rèn)識；對教材、教法的研討、課堂教學(xué)的設(shè)計(jì)、反思，教學(xué)效果的總結(jié)中教師的業(yè)務(wù)水平得到提升；教師將“課堂交給了學(xué)生”，通過生動(dòng)、直觀、有趣的實(shí)際情境，激發(fā)學(xué)生興趣和參與熱情，促使學(xué)生主動(dòng)探究，充分發(fā)揮學(xué)生能動(dòng)性和創(chuàng)造性，而教師只是課堂組織者。 這樣一來，老師的觀念得到了轉(zhuǎn)變。

2.提高了教師的綜合能力

在活動(dòng)開展及課題研究過程中， 課題組老師通過自己設(shè)計(jì)活動(dòng)、組織活動(dòng)、了解收集活動(dòng)資料、整理分析、歸納總結(jié)、撰寫經(jīng)驗(yàn)文章及研究報(bào)告等，一步步學(xué)會了教學(xué)研究，提升了研究能力，促進(jìn)老師向一個(gè)創(chuàng)新型、研究型、專家型教師發(fā)展。

（三）實(shí)驗(yàn)學(xué)校學(xué)生創(chuàng)新能力明顯提升

中小學(xué)信息技術(shù)課程中引入機(jī)器人載體的實(shí)踐研究，其最終目標(biāo)還是落實(shí)到對人的培養(yǎng)上，通過實(shí)踐研究，學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力是否有效提高，實(shí)驗(yàn)學(xué)校對實(shí)驗(yàn)班和參照班進(jìn)行了 《威廉斯創(chuàng)造性傾向量表》測試，結(jié)果表明：經(jīng)過機(jī)器人教學(xué)實(shí)驗(yàn)的班級，其冒險(xiǎn)性，好奇性、想象力和挑戰(zhàn)性等四項(xiàng)指標(biāo)明顯高于對比班。

（四）以機(jī)器人為載體的教育、教學(xué)影響廣泛

實(shí)驗(yàn)學(xué)校通過實(shí)踐研究，產(chǎn)生強(qiáng)大的社會效應(yīng)。如內(nèi)江十小的機(jī)器人教育是該校特色教育之一，從2006 年至今多次榮獲省、 全國機(jī)器人比賽一等獎(jiǎng)，在省、市都有較高的聲譽(yù)。 四川教育電視臺于2013年1 月專門就此進(jìn)行了采訪，從管理、教學(xué)、學(xué)生學(xué)習(xí)、 課外活動(dòng)等多方面介紹該校在機(jī)器人教育教學(xué)方面的經(jīng)驗(yàn)，社會反響強(qiáng)烈。

又如自貢市大安區(qū)回龍中心校等實(shí)驗(yàn)學(xué)校也被多家網(wǎng)絡(luò)及報(bào)刊媒體進(jìn)行宣傳報(bào)道， 提高了學(xué)校知名度。

三、問題及建議

（一）機(jī)器人引入課堂的制約因素

1.器材

從教學(xué)理念來說， 現(xiàn)在使用機(jī)器人產(chǎn)品與目前的教育潮流相符合，有利于同學(xué)們動(dòng)手能力的培養(yǎng)。機(jī)器人的搭建空間很大，能充分發(fā)揮學(xué)生的想象力。整個(gè)機(jī)器人平臺符合中小學(xué)生的年齡特點(diǎn)， 有利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

但機(jī)器人套件成本較高、損耗較大，直接影響了機(jī)器人在常規(guī)教學(xué)中的應(yīng)用。 同時(shí)機(jī)器人本身的質(zhì)量問題需進(jìn)一步提升， 在面向全體學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)時(shí)， 如何對學(xué)生和器材進(jìn)行科學(xué)有效的管理才能方便實(shí)施教學(xué)等問題需要思考。

2.上課環(huán)境

開展機(jī)器人創(chuàng)新教育要面向全體學(xué)生， 學(xué)校首先需要購置大批機(jī)器人設(shè)備，電腦設(shè)備，還需要標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室以及一些機(jī)器人文化背景的設(shè)置。上課環(huán)境的配置需要學(xué)校投入一定的資金和場地。這對多數(shù)學(xué)校來說，經(jīng)濟(jì)支撐能力是不足的。

3.教師水平

機(jī)器人知識涵蓋的范圍很廣，涉及機(jī)械、電子、運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、控制理論、傳感檢測、計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科，老師對這些學(xué)科的基礎(chǔ)了解很有必要。 同時(shí)，因?yàn)闄C(jī)器人對程序的要求很高，對機(jī)器人語言、程序設(shè)計(jì)等方面，應(yīng)該有深入的學(xué)習(xí)，掌握好這方面的知識和能力。在教學(xué)活動(dòng)中，不可避免的會有機(jī)器人器材的損壞，因此，對簡單的電子電路維修，對一些維修器具的使用，教師也需要有所了解和掌握。只有教師本身具備了足夠的與機(jī)器人有關(guān)的知識， 才能夠保證教學(xué)活動(dòng)的正常進(jìn)行。

4.教學(xué)大綱要求

教育部2000 年頒布的《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》沒有機(jī)器人教育的內(nèi)容，目前，各省只能根據(jù)自己的實(shí)際情況，編寫教材。“機(jī)器人教育”進(jìn)入中小學(xué)課堂是一項(xiàng)新內(nèi)容， 各地所使用的教材版本不一樣，可供參考的案例、課堂實(shí)錄及相關(guān)研究成果很少。因此，修訂全國課程標(biāo)準(zhǔn)，明確教學(xué)目標(biāo)，有利于機(jī)器人引入課堂的推廣。

（二）進(jìn)一步深入開展研究的建議

1.系統(tǒng)的教師培訓(xùn)

義務(wù)教育階段機(jī)器人教育需要教師不僅掌握信息技術(shù)知識，還需要了解數(shù)字電路，機(jī)器人組裝等多種知識， 針對許多信息技術(shù)教師不了解機(jī)器人模塊教育，不能很好的指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。建議對義務(wù)教育階段的信息技術(shù)教師開展系統(tǒng)的機(jī)器人教育培訓(xùn)。

2.統(tǒng)一的器材配備

由于機(jī)器人套件費(fèi)用較高， 學(xué)校自主配置比較困難， 建議將機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室納入中小學(xué)教學(xué)儀器配備目錄，統(tǒng)一為所有中小學(xué)配備機(jī)器人套件，電腦設(shè)備，以利課堂教學(xué)的開展。

3.教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的引入

機(jī)器人教育進(jìn)入課堂已成必然， 越來越多的省份將機(jī)器人教育納入中小學(xué)課程，《中小學(xué)信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要（試行）》未將機(jī)器人教育納入其中，建議教育部修訂綱要，制定標(biāo)準(zhǔn)，并將教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)引入機(jī)器人教育的內(nèi)容，利于機(jī)器人教育的推進(jìn)。