李洪濤

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

關鍵詞：人工智能;機器人;校本課程

20世紀以來，伴隨著人工智能的大熱潮，機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，推動機器人教育的發(fā)展和普及。2017年7月20日，國務院發(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，應逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程、逐步推廣編程教育、建設人工智能科學，培育復合型人才，形成我國人工智能的人才高地。開封市第二師范附屬小學自2013年開始開發(fā)實施機器人校本課程，隨著機器人套裝的升級換代，我校開發(fā)實施新一代機器人校本課程提上日程。我們成立了機器人校本課程開發(fā)實施課題小組，通過兩年來的開發(fā)實施，取得了較好的效果。

一、編寫實施了《機器人校本課程綱要》和《機器人科學》校本課程

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

二、通過機器人課程實施，探索出適合小學生的機器人教學和評價模式

通過一年多的機器人課程實施研究，我們探究出了適用于機器人教學的任務驅(qū)動教學模式，即：任務設計、任務分析、自主探究、反饋評價。

第一環(huán)節(jié)是任務設計。任務設計即根據(jù)機器人的特點設計相應的教學任務。任務的設計應注意學生知識和能力結(jié)構(gòu)的層次連貫性、任務完成的難易度、指向性等。

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

第三環(huán)節(jié)為自主探究。在自主探究的過程中，學生按照事先的規(guī)劃進行機器人軟硬件的拼裝和編程，嘗試完成任務，如果在任務完成過程中遇到問題，學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。學生完成任務后，要對任務完成過程、效果做出反饋評價，讓學生認識到自身的不足，調(diào)整自己的行為，改變學習策略，改進學習方法，主動參與達成任務，矯正不良的心理狀態(tài)。

三、機器人校本課程實施有助于學生創(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)，即學生在日常學習和生活中養(yǎng)成的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。機器人課程的實施，可以發(fā)現(xiàn)機器人課程能有效提升學生創(chuàng)新素養(yǎng)的各個維度。

1.機器人課程有利于學生創(chuàng)新意識的培養(yǎng)

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

2.機器人課程有利于學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)

我們開發(fā)的機器人教育課程采用模塊化設計，可以依據(jù)學生的創(chuàng)意設計搭建不同的作品，擁有無窮的創(chuàng)新設計。學生在機器人的設計、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，從不同角度設計機器人完成任務。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，學生的創(chuàng)新思維能很好地得到發(fā)展。

3.機器人課程有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

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

通過本課題的研究和機器人課程在小學四、五、六年級的教學實施，為機器人進課堂提供了可借鑒的案例和經(jīng)驗。本課題研究證明，機器人課程在學生創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)中起到了十分重要的作用，通過機器人課程的開發(fā)實施，學生的創(chuàng)新素養(yǎng)水平有了顯著提升。機器人教育對于培養(yǎng)和提高學生的信息素養(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用前景和價值。

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