李士龍 俞秋明

摘 要：隨著人工智能的發(fā)展，機(jī)器人教育已成為眾多學(xué)校開(kāi)展創(chuàng)客教育的重要內(nèi)容，現(xiàn)行課程下小學(xué)機(jī)器人教育缺乏行之有效的課程支撐，校外培訓(xùn)中各種課程良莠不齊。從小學(xué)階段的教育實(shí)踐出發(fā)，以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”模式為主要教學(xué)方法，探討小學(xué)機(jī)器人教育校本課程開(kāi)發(fā)的基本思路和開(kāi)發(fā)策略。

關(guān)鍵詞：任務(wù)驅(qū)動(dòng);機(jī)器人;校本課程

科技飛速發(fā)展的今天，人工智能已越來(lái)越緊密地融入生活，在STEAM思潮影響下，各地的創(chuàng)客教育成雨后春筍之勢(shì)。在現(xiàn)階段的小學(xué)創(chuàng)客教育活動(dòng)中，機(jī)器人教育有極為重要的地位和作用，一方面其能夠依靠自身的實(shí)踐性、開(kāi)放性特點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí);另一方面其會(huì)隨著教學(xué)活動(dòng)的逐步深入而表現(xiàn)出較強(qiáng)的前瞻性，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)思維、能力的同步發(fā)展。將機(jī)器人教育提上日程，已成為教育發(fā)展的必然需求。南陵縣許鎮(zhèn)鎮(zhèn)中心小學(xué)結(jié)合農(nóng)村學(xué)校實(shí)際，開(kāi)展了機(jī)器人創(chuàng)客教育，成立了課程開(kāi)發(fā)課題組，對(duì)農(nóng)村小學(xué)機(jī)器人教學(xué)校本課程的開(kāi)發(fā)進(jìn)行了探索和研究，取得了較好的效果。

一、開(kāi)發(fā)小學(xué)機(jī)器人教育校本課程的基本思路

相較于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，機(jī)器人教育依靠其與生俱來(lái)的創(chuàng)新性、實(shí)踐性引導(dǎo)學(xué)生，能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中逐步培養(yǎng)自身的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識(shí)。但在當(dāng)前的課程建設(shè)中，機(jī)器人教育并沒(méi)有作為獨(dú)立的板塊納入當(dāng)前的中小學(xué)課程體系當(dāng)中，在現(xiàn)有的小學(xué)信息技術(shù)課程中僅有少量涉及，興趣教育的占比較高，能力教育的應(yīng)用價(jià)值不大。但是，隨著社會(huì)上機(jī)器人興趣培訓(xùn)、競(jìng)賽活動(dòng)等逐步興起，機(jī)器人教育活動(dòng)的娛樂(lè)性正在逐步上漲，教育活動(dòng)的實(shí)踐意義并未得到充分的體現(xiàn)，這與缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的機(jī)器人教育課程有莫大的關(guān)系。

機(jī)器人校本課程的開(kāi)發(fā)則為機(jī)器人教育的發(fā)展帶來(lái)了新的靈感。一方面校本課程的開(kāi)展形式符合機(jī)器人教育的相關(guān)要求，學(xué)?？衫眉扔械慕虒W(xué)資源實(shí)現(xiàn)教學(xué)活動(dòng)的個(gè)性化、開(kāi)放化發(fā)展;另一方面學(xué)校與教師可將學(xué)生歸納為一個(gè)有機(jī)發(fā)展的整體，依靠教學(xué)理論對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，在展現(xiàn)機(jī)器人教育應(yīng)用價(jià)值的同時(shí)，完成智慧啟蒙和能力培養(yǎng)任務(wù)。

機(jī)器人教育校本課程的開(kāi)發(fā)思路應(yīng)圍繞學(xué)生的信息技術(shù)核心素養(yǎng)，從知識(shí)、技能、情感態(tài)度三個(gè)維度展開(kāi)，在“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”理念指導(dǎo)下，技能、知識(shí)、情感態(tài)度三方面所包含的教學(xué)內(nèi)容都應(yīng)得到創(chuàng)新：技能的教育目標(biāo)不僅要以硬件知識(shí)、軟件知識(shí)的學(xué)習(xí)為主，更要糅合編程、原理、實(shí)踐等綜合知識(shí)，使學(xué)生獲得知識(shí)與技能的同步發(fā)展;知識(shí)教育應(yīng)包含較大的時(shí)空跨度，包含機(jī)器人的發(fā)展歷史、應(yīng)用方向、基本原理等內(nèi)容，破除學(xué)生對(duì)機(jī)器人的神秘感，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用打下基礎(chǔ);在情感態(tài)度教學(xué)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將機(jī)器人教育定義為

“現(xiàn)代科技、生活與學(xué)習(xí)相結(jié)合的產(chǎn)物”，正確認(rèn)知科技、人工智能在生活中所發(fā)揮的作用，以及當(dāng)下機(jī)器人課程學(xué)習(xí)的意義。

值得一提的是，小學(xué)生的知識(shí)積累水平與技能學(xué)習(xí)能力的發(fā)展速度比較緩慢，機(jī)器人、智能化等抽象概念并不利于小學(xué)生的知識(shí)理解。在機(jī)器人教育校本課程開(kāi)發(fā)中，教學(xué)計(jì)劃應(yīng)適當(dāng)偏向技能、情感兩大維度，充分調(diào)動(dòng)小學(xué)生探究未知世界的積極性，以“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”模式開(kāi)展教學(xué)，將抽象的機(jī)器人原理、結(jié)構(gòu)、思維具體化為各種實(shí)踐性任務(wù)，與諸如WER機(jī)器人大賽項(xiàng)目任務(wù)相結(jié)合，盡可能提升學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

二、基于“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的小學(xué)機(jī)器人教育校本課程開(kāi)發(fā)策略

1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法與協(xié)作學(xué)習(xí)

在機(jī)器人教育課程設(shè)立環(huán)節(jié)，應(yīng)積極探究校本課程與國(guó)家課程的有機(jī)融合，全面培養(yǎng)學(xué)生的能力、思維與意識(shí)。在校本課程開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)，教師可積極利用機(jī)器人教育的創(chuàng)新性和實(shí)踐性培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，進(jìn)而全面提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，為后續(xù)教材的引入、教學(xué)活動(dòng)的引入打下良好的基礎(chǔ)?；跈C(jī)器人教育的基本特征，教學(xué)活動(dòng)中需要根據(jù)教學(xué)任務(wù)的相關(guān)要求合理應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法，要大膽提高學(xué)習(xí)任務(wù)、教學(xué)互動(dòng)在教學(xué)活動(dòng)中的出現(xiàn)頻率，以任務(wù)目標(biāo)、任務(wù)分析、任務(wù)完成為核心，要求學(xué)生利用小組協(xié)作、頭腦風(fēng)暴等方式完成對(duì)應(yīng)的活動(dòng)任務(wù)，并通過(guò)對(duì)活動(dòng)目標(biāo)、活動(dòng)過(guò)程、活動(dòng)結(jié)果的分析培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)獲取能力、創(chuàng)新能力以及協(xié)作意識(shí)，

使信息素養(yǎng)與技能教育融入教學(xué)實(shí)踐中。

在建立了完備的教學(xué)體系之后，教師可遵循“舉一反三”的教學(xué)理念，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性：教師給出教學(xué)問(wèn)題，由學(xué)生進(jìn)行分析、模仿、討論、探究，進(jìn)而提升機(jī)器人教育的實(shí)效性。在分析環(huán)節(jié)，教師引導(dǎo)學(xué)生分析活動(dòng)任務(wù)的特點(diǎn)、解決思路，并搜索解決問(wèn)題需要用到的知識(shí)和技能，了解哪些是已經(jīng)掌握的、哪些是需要探究的。在模仿環(huán)節(jié)，教師向?qū)W生演示機(jī)器人的運(yùn)作特點(diǎn)，由學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整理記錄，并將協(xié)作學(xué)習(xí)導(dǎo)入教學(xué)板塊中，為后續(xù)的交流活動(dòng)提供支持。在討論環(huán)節(jié)，學(xué)生應(yīng)積極主動(dòng)地發(fā)起互動(dòng)，對(duì)當(dāng)前的展示活動(dòng)進(jìn)行討論、假設(shè)，并根據(jù)小組成員的演示進(jìn)行評(píng)價(jià)。在任務(wù)的拓展環(huán)節(jié)，全體成員共同發(fā)揮，掌握教學(xué)板塊中的理論知識(shí)與實(shí)踐技能。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法幫助學(xué)生掌握“要做什么”“應(yīng)該怎么做”的學(xué)習(xí)目標(biāo)，教師應(yīng)幫助學(xué)生打破自我封閉的學(xué)習(xí)環(huán)境，為其能力發(fā)展、技能發(fā)展提供更多支持。

2.校本教材的設(shè)計(jì)

校本教材的設(shè)計(jì)應(yīng)從知識(shí)學(xué)習(xí)、技能培訓(xùn)、能力拓展等角度出發(fā)，建立完備的機(jī)器人教育課程體系，展現(xiàn)校本教材的應(yīng)用與教育價(jià)值。機(jī)器人教育校本教材應(yīng)包含機(jī)器人的基本組成結(jié)構(gòu)、機(jī)器人的運(yùn)行原理、機(jī)器人的編程、活動(dòng)任務(wù)的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)方法等內(nèi)容。在引導(dǎo)學(xué)生解決活動(dòng)任務(wù)的同時(shí)，從知識(shí)、技能、思維、情感等多個(gè)角度培養(yǎng)學(xué)生的能力。

教材設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，不僅要求學(xué)生認(rèn)知，更要求學(xué)生應(yīng)用。為了將教學(xué)理論融入教學(xué)實(shí)踐中，在教學(xué)工作中，可將教材內(nèi)容分割為硬件、軟件、能力培養(yǎng)三大板塊，并將相應(yīng)的教學(xué)知識(shí)融入對(duì)應(yīng)的教學(xué)理念中，依靠任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法培養(yǎng)學(xué)生的思維意識(shí)。硬件技能的訓(xùn)練應(yīng)以機(jī)器人的組裝、功能機(jī)械的裝配設(shè)計(jì)為主，旨在鍛煉學(xué)生的實(shí)際操作能力;軟件技能模塊中，應(yīng)加入程序設(shè)計(jì)、傳感器的應(yīng)用、活動(dòng)任務(wù)的編程解決等教學(xué)內(nèi)容，幫助學(xué)生更全面地了解機(jī)器人的運(yùn)行原理;在能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)，教師可圍繞創(chuàng)意設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力等內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生的思維意識(shí)。

教材的設(shè)計(jì)應(yīng)遵循由淺入深、循序漸進(jìn)的教育原

則，在引入教材的初級(jí)階段，應(yīng)結(jié)合生活中人工智能的應(yīng)用實(shí)際，幫助學(xué)生掌握機(jī)器人的發(fā)展歷史、應(yīng)用價(jià)值等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。隨著教學(xué)活動(dòng)的逐步深入，教材則可導(dǎo)入機(jī)器人的組裝、功能機(jī)械的裝配以及編程命令應(yīng)用等板塊，為后續(xù)的編程研發(fā)、技能訓(xùn)練活動(dòng)打下基礎(chǔ)。整個(gè)課程體系的設(shè)計(jì)，遵照認(rèn)識(shí)機(jī)器人、使用機(jī)器人、研發(fā)機(jī)器人三大板塊相互配合，落實(shí)校本教材設(shè)計(jì)活動(dòng)，使教材內(nèi)容真正成為學(xué)生發(fā)展的平臺(tái)。

3.課程資源的建設(shè)

機(jī)器人教育的合理推行能夠培養(yǎng)學(xué)生良好的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力，并使學(xué)生在開(kāi)放的環(huán)境中不斷獲得新的技能知識(shí)。但在當(dāng)前的教學(xué)活動(dòng)中，依靠演示、講授等方法展開(kāi)的教學(xué)方式的應(yīng)用價(jià)值較低，學(xué)生的參與意識(shí)較差，而在導(dǎo)入操作性較強(qiáng)的“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”教學(xué)模式之后，學(xué)生能夠在探究、互動(dòng)的過(guò)程中反復(fù)錘煉個(gè)人技能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)能力與水平的同步提升。

在“頭腦風(fēng)暴”與“任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法”的同步推動(dòng)下，教師可利用教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)任務(wù)明確約束學(xué)生，使其在“做”的背景下完成“學(xué)”的構(gòu)建，同步落實(shí)知識(shí)與技能的雙向表達(dá)，依靠教師引導(dǎo)、學(xué)生探究的教學(xué)方式完成早期的教學(xué)工作，從而逐步激發(fā)學(xué)生的求知欲望，使其養(yǎng)成勇于探索、開(kāi)拓進(jìn)取的創(chuàng)新精神。

在當(dāng)前的機(jī)器人教育教學(xué)環(huán)節(jié)，課程資源的建設(shè)與應(yīng)用至關(guān)重要，除利用校本教材、教案等內(nèi)容外，還應(yīng)開(kāi)發(fā)建設(shè)教學(xué)網(wǎng)站、學(xué)習(xí)空間、微視頻等教學(xué)資源，開(kāi)展展示及競(jìng)賽活動(dòng)，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間和空間，還可依靠學(xué)生與家長(zhǎng)的意見(jiàn)對(duì)相關(guān)教學(xué)資源進(jìn)行修正。在課程資源建設(shè)及應(yīng)用的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法優(yōu)化教學(xué)效果，豐富課程資源，完善課程體系。

三、結(jié)語(yǔ)

從當(dāng)前的教學(xué)活動(dòng)來(lái)看，小學(xué)機(jī)器人教育校本課程開(kāi)展所面臨的挑戰(zhàn)比較復(fù)雜，當(dāng)務(wù)之急是要在“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”模式下開(kāi)發(fā)出切實(shí)可行的校本課程內(nèi)容和教學(xué)方

法，在課程的實(shí)踐中從能力、思維等角度入手，發(fā)展學(xué)生的能力。課程開(kāi)發(fā)的任務(wù)比較繁重，不僅要關(guān)注教材的開(kāi)發(fā)，更要注意教學(xué)資源的建設(shè)和應(yīng)用。作為人工智能發(fā)展的重要方向，機(jī)器人教育校本課程是學(xué)校課程體系的重要內(nèi)容，是學(xué)生未來(lái)發(fā)展的基石。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬士博.基于STEAM理念的小學(xué)機(jī)器人校本課程的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究[D].深圳：深圳大學(xué)，2018.

[2]黃嬌應(yīng).小學(xué)機(jī)器人課程的開(kāi)發(fā)與實(shí)施方法研究[J].福建電腦，2019，35（10）：44-45.

[3]王軍.項(xiàng)目化學(xué)習(xí)下的小學(xué)機(jī)器人校本課程創(chuàng)新實(shí)踐研究[J].中小學(xué)電教（教學(xué)），2020（9）：27-28.

[4]李洪濤.人工智能背景下小學(xué)機(jī)器人校本課程的開(kāi)發(fā)研究[J].新課程（小學(xué)），2019（10）：153.