摘要:比尔•盖茨曾预言“机器人即将重复个人电脑崛起的道路。点燃机器人普及的导火索",这场革命必将与个人电脑一样,彻底改变这个时代的生活方式。”目前,各省、市的许多学校都开展了机器人教育活动,但县镇及农村学校,对于机器人的教学还是一片空白。本文分析阐述了小学机器人教学的意义,城镇小学机器人教学所面临的问题以及解决的方法和途径。
关键词:机器人;信息技术;机器人教学;虚拟机器人
一、机器人教学已经进入小学课堂
我们知道,智能机器人教学是一门综合学科,它涉及机械、电子、力学、控制、传感器技术、计算机软硬件技术和人工智能等多种先进技术,是一门理论与应用相结合的课程。我们甚至可以这样说,到目前为止还没有哪一种技术平台比智能机器人更具有如此的综合性。智能机器人的教学必将给信息技术的课程增加新的活力,智能机器人教学会成为培养小学生综合信息素养和能力的优秀平台。
信息技术课堂教学改革特别强调注重对学生学习经验的培养,注重学生体验、感悟和实践的过程,注重学生个性的健康发展和对学生的创新精神、实践能力的培养,智能机器人教学非常有利于贯彻这一理念。国内、外机器人教学实验证明,机器人教学不仅活动主题有趣,更重要的是其问题解决方案是开放性的,学生可以用不同的方法达到同一个目标,因而智能机器人教学活动能激发学生充分发挥想象力、创造力,有利于培养学生的开放性思维。在机器人教学中,学生通过动手实践获取知识。他们就像真正的工程师一样,针对项目主题进行研究、策划、设计、组装和测试。他们以小组为单位,使用积木、传感器、马达及齿轮等组建设计自己的机器人,并为机器人编写程序,让它完成自己想让它做的事情。孩子们通过主动探索、动手实践,亲身体验抽象的理论如何变成了触手可及的答案,享受成功的兴奋。在活动中,学生不仅可以学到有关机械、电子、计算机等技术知识,还可以培养多方面的能力和素养,如与人沟通合作的能力,合理分配、利用时间的能力,对他人尊重、毅力与自信心的树立。而且,在学习、设计和搭建机器人的过程中,同学们能够最大限度的提高自己的创新能力!同时在和其他同学的合作过程中,又培养了同学们的团队协作精神。学习为机器人编程序的过程是学生赋予机器人移动、转弯、避障、避碰、说话、听话、观察等人类行为功能的过程。在学习的过程中,学生经常会感受到失败的强烈遗憾和成功的巨大喜悦,对遗憾和喜悦的感受必然形成学习的动力和兴趣。学生会经常获得成功的喜悦,会建立成功的信心,从而对学习程序产生浓厚的兴趣。因此,我认为智能机器人将会与计算机一起成为小学信息技术教学的工具和载体,承担起信息技术教学的任务。正是因为智能机器人有很多的优点,因此教学部明确提出将机器人纳入小学信息技术教学课程。近几年随着信息技术教学课程与教材改革的深入,我省使用的安徽省教学科学研究院编著的电子工业出版社出版的《小学信息技术》教材中已经连续几年增设了《我的机器人朋友》这一章节。因此,我们城镇小学的开展机器人教学活动势在必行,且要根据新课改和大纲要求把教学任务落到实处。
二、城镇小学机器人教学所面临的问题
既然机器人教学有这么多的好处,那么为什么我们国家的大部分城镇小学都没有开设相关课程呢?我认为,阻碍机器人进入课堂的原因有以下几点:
首先是资金问题,这点也是最主要的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们大家都知道,对一般的城镇小学来说,机器人在目前还属于奢侈品,常见的机器人动辄几千元甚至上万,如果机器人进课堂的话,每个班以50名同学算,每2-4人一组,就需要约20套,光这笔费用就需近十万元,还不包括电池、专用机房和场地等配套设施。因此。可以说,开展机器人教学的门槛还是比较高的。就以亳州市的机器人活动为例,据统计目前我市机器人方面还是一片空白。由此可见这个原因是阻止机器人教学进入课堂的最大障碍。
第二个原因是师资问题。由于我国目前专业师资匮乏的基本国情,同时机器人教学在我国又刚刚起步,所以师资严重匮乏。一方面,我国目前还没有专门培养机器人教学课程教师的专业;另一方面,机器人教学课程教师要具备多学科知识背景,具备启发学生创新思维的能力,对教师有着较高的要求。
其他还有很多因素会阻碍机器人进入课堂,如学校校长的重视程度、机器人器材的选择和管理等等。
三、城镇小学落实机器人课程的途径和方法
1、从机器人的生产厂家入手,努力降低机器人的售价。现在的机器人价格还比较贵,价格一般是成千上万一套。而实际上据我所知,机器人的成本是比较低的,因为机器人的主芯片无非也就是一个单片机,这种芯片在市场的售价也就每片几十元钱,加上开发成本、外部电路、传感器和配套软件可能也只要几百元钱。如果机器人能够大规模的进入课堂,那么由于销量的提高,每套机器人的售价将会大幅度降低,这样就会使更多的学校加入到这项活动中来,从而逐步步入良性循环。因此,我认为作为机器人公司一定要有超前的眼光,他们的首要任务是努力将价格低质量好的机器人推上市场。这一点非常关键。
2、教学部门应该加大对信息技术老师的培训力度。我认为除了举办一些有机器人竞赛人员主讲的培训外,有关的主管部门,应该组织一些中立的,高水平的培训班或省市一些名校的参观学习,来培训小学信息技术的骨干教师。
3、从开展机器人竞赛入手。截止目前,我市还未举办过青少年机器人竞赛。通过举办机器人比赛,为我市的学生提供了一个充分展示创造力的舞台,有利于激发青少年开发、研制高科技的兴趣与爱好,这对我市全面普及、推广机器人教学奠定良好基础。
4、探究机器人教学模式。相对于仿真机器人教学活动的困难,虚拟机器人教学具有投入成本少、开展容易、有利于环保等很多优势。对于初期开展机器人进入课堂是一大利器。这里特别推荐萝卜圈3D虚拟机器人软件,大家可以尝试一下。
智能机器人是信息技术发展的前沿领域,是一门具有高度综合性、创新实践性的学科,蕴含着极其丰富的教学资源,智能机器人在小学的普及推广,对教学观念的改变,对推进教学创新,对提高学生的综合素质都有积极的促进作用。培养学生创新精神、创新意识、创新思维、创新方法和技巧,是学生主体性得到真正体现。与此同时,也培养了学生与他人友好相处、容纳他人观点的心理品质,使学生全面、健康地发展。
尽管机器人教学尚处于起步摸索阶段,面临很多考验和挑战,但是机器人教学的意义和功能已经逐渐被各界认可,机器人教学的的形式和载体也在不断地开拓和发展,机器人教学受科技发展的影响,其创新性、实践性、发展性非常强,对学生的技能教学、科技的社会化都具有重要的意义,会在教学内容和教学形式等方面给我们带来更多的惊喜与期待。相信我国小学机器人教学在今后的日子里会更趋活跃,将有一个很大的飞跃,希望机器人教学这一缕素质教学的阳光能充分散发它的光芒。
参考文献
[1]郭健.学信息技术教学开展机器人教学的意义分析
[2]杨琳.谈中小学智能机器人教学.
论文作者:汤亮
论文发表刊物:《知识-力量》4中
论文发表时间:2018/9/18
标签:机器人论文; 信息技术论文; 小学论文; 学生论文; 智能论文; 课堂论文; 城镇论文; 《知识-力量》4中论文;