6个作用告诉你机器人教学在中小学素质教育中的重要性

机器人教学是利用机器人开展的创新教学活动。智能机器人是一种全新的信息技术综合教学平台,涉及到信息技术的大部分内容,可以让学生更全面、深入地接触信息技术。智能机器人还是一种开放性的教育平台。学生可以充分发挥想象力去设计、实现自己的创意,提升信息素养。智能机器人走进中小学信息技术课堂,不但给信息技术课的教学内容增添了新的素材,也为信息技术课的教学模式和教学方法提供了创新的舞台。

6个作用告诉你机器人教学在中小学素质教育中的重要性

中小学机器人教学是一门以创新教育理论为指导,以培养学生的创新思维、科学品质、探索精神、实践能力为目标的学科。机器人教学的目标与素质教育中学生智能素质的培养目标是不谋而合的。将智能机器人引进课堂教学,让学生在掌握其基本知识、基本技术、基本构造、基本程序、应用效能的基础上,紧密联系生活实际,通过计算机和网络平台协作进行创新设计,探索机器人的组织构造和实践应用,从而培养学生的信息素养、知识与技能、思维与方法。

由于智能机器人的教学以创新实践活动为主,涉及到计算机、通信技术、网络技术、传感技术、自动化技术、人工智能等多个学科和技术领域。因此智能机器人既是一个学科、一门课程,更是开展素质教育的重要载体。智能机器人技术是涉及机械、电子、计算机、人工智能等多种技术实践性学科,是一个国家科技发展水平和国民经济现代化、信息化的重要标志,是世界强国重点发展的高尖端技术,也是世界公认的打开21世纪大门的钥匙。

6个作用告诉你机器人教学在中小学素质教育中的重要性

因此,在中小学开展智能机器人教学,有利于培养中小学生运用信息技术的意识,有利于探索教育改革和人才培养的新途径、新方法,有利于推进我国素质教育的进程,培养更多的高素质人才。同时智能机器人知识和技术的普及,将促进我国智能机器人事业的发展和专业人才的培养,逐步形成新兴的智能机器人产业。可以说.机器人教育为我们实施素质教育提供了一个具有可操作性的实践平台。由于中小学素质教育在提高社会公众科学素养上具有基础性和根本性的作用,所以机器人教学将对中小学素质教育的实施以及我国的教育教学改革产生深远的影响,甚至对我们的社会发展也会产生重大的影响。

智能机器人作为面向中小学生学习、实验、研究开发和能力培养的平台,能使学生轻松愉快地学习多方面的知识和技术,培养和锻炼学生的实践能力。

6个作用告诉你机器人教学在中小学素质教育中的重要性

机器人教学的总体目标主要是了解机器人的概念、硬件结构、功能及应用状况等知识。培养学生对人工智能技术的兴趣,能进行机器人程序设计与编写,能自主开发机器人软件,提高逻辑思维能力、分析问题和解决问题的能力,能拼装多种具有实用功能的机器人。积极参加机器人竞赛等各种课外活动.培养学生的动手能力、合作能力和创造能力。

机器人教学的主要作用具体如下:

(1)培养学生的逻辑思维能力。编写机器人程序是机器人教学的内容之一。学生在了解机器人的功能、结构和工作原理的基础上,根据机器人需要完成的任务来编写程序。如果输入具有严密逻辑结构的指令,机器人就会按照指令运动。因此,学生必须将自己的设想,通过清晰的程序步骤加以实现。一个目标的实现,一般有多种途径和方法,可以通过不断尝试,逐渐领悟,寻找最佳方案。可见,机器人程序设计为基础教育提供了一种培养学生逻辑思维能力的新方法。

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(2)培养学生分析问题和解决问题的能力。学生在根据要求或自己的设想编写机器人的各种控制程序时,设计思路可能不同,但编写的程序需要学生亲自检验。当机器人的行为达不到预期效果时,学生要学会分析原因,并考虑解决问题的办法,不断对程序进行修改、调试和优化。直至达到预期的效果。学生在编写程序的过程中,通过不断地尝试错误,分析出错原因,提出解决问题的办法,从而提高了分析问题和解决问题的能力。

(3)培养学生的综合实践能力。机器人教学是一个手脑结合,实际动手操作的过程。目前教育机器人的品牌十分繁杂,大多自成体系,缺少规范,并且互不兼容,开放度低。对于不能满足要求的机器人,需要学生自己动手进行必要的改装或加工。在对机器人进行改装加工的过程中,需要运用数学、物理、化学、材料等方面的知识,学生除了动手改装机器人外。还要动脑思考怎样改装才能达到要求。这个过程锻炼了学生设计能力和加工能力,提高了学生的综合实践能力。

(4)培养学生的创新能力。培养学生的创新精神和创新能力是中小学素质教育的一个重要内容.也是开展机器人教学的一个重要目标。实现创新的目标,首先要了解机器人的基本理论知识、相关的技术,即培养学生学习机器人的兴趣;其次在实践中应善于发现问题并解决问题。学完基础知识后,学生为设计和制造各具特色的机器人,需要解决可能出现的问题,这就产生了创新意识。如果学生动手实践并最终达到目的.就体现了学生的创新能力。如果在教学中能调动学生的积极性并充分发挥他们的想象力,学生的成品可能是教师们所不能及的.这正是素质教育所期望的。

6个作用告诉你机器人教学在中小学素质教育中的重要性

(5)培养学生的团队合作能力。机器人教学大多是以小组形式开展的,机器人的学习、竞赛实际上是一个团体学习的过程。它要求学习者团结合作,包容小组其他成员的缺点和不足,能够与他人进行有效的沟通与交流。学生可以通过独立看书、自己钻研解决机器人的问题,如一段程序、一个零件或模块、一个设想好的模型等。但在多数情况下,学生受到个人条件、环境、能力的制约,要独立完成是有困难的。学生可以通过与同学交流,向家长、老师、朋友等多方面寻求解决的方案,自然而然地开展合作。学生在实践中培养自己的团队合作能力,可为将来进入社会并获得成功打下坚实的基础。

(6)培养求真务实的精神。在机器人教学中.学生必须按照要求设计程序,认真编写每一条语句,设置相关的参数,机器人才能完成预定的动作。这就要求学生求真务实,不能投机取巧。机器人从设计程序至调试是一个严谨的过程,哪怕写错一个英文字母、一个标点符号、或者设置的参数有偏差,都会影响调试结果。

6个作用告诉你机器人教学在中小学素质教育中的重要性

虽然机器人教学对于提高中小学生的素质具有重要的作用,但在我国的多数中小学,机器人教学作为一门课程,尚处于起步探索阶段。未能普及.没能引起教育部门的足够重视。许多学校只是以课外活动、兴趣班、培训班的形式开展机器人教学。其主要原因:一是资金缺乏。由于智能机器人的价格昂贵。普及机器人教学需要大笔的资金投入;二是现行教育体制的制约。虽然各级教育部门都倡导素质教育。机器人教学可以提高学生的综合素质。但应试教育仍然占主导地位。不论是学校领导、教师,还是学生家长,都不会全力支持和完全接受机器人教学,而都以高考升学率为教学目标。教师不敢突破传统的教学模式,大多数家长也不愿意让也自己的孩子参加机器人教学活动。不过通过我们的不懈努力,已经有50余所学校在教学中引入了机器人课程,我们做了一个改变孩子教育现状的伟大事业,我们会不懈努力向前。

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天大在职研究生