机器人教育是个很有意思的问题。因为仿佛它是一种很专精的教育,只和机器人有关。但实际上并非如此。它的主要意义在于让学生通过制作机器人而学以致用,让他们能够理解自己所学的知识是有用途的,是有意义的。这不但激发了学生动手制作和学习理工知识的热情,而且很好的解答了很多学生和家长都有的“学这么多乱七八糟的有什么用,买菜又用不到”的疑惑,自然也就让学生更愿意去学习知识。

通过机器人的学习活动,让学生了解掌握传感器知识,结构的搭建方法,各种部件的控制方法;引导学生逐渐形成编程的思想,掌握机器人的程序设计方法;在计算机上编写程序,然后通过计算机和机器人的通讯技术,将程序下载到机器人的微处理器上,通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进。这里面涵盖了计算机知识、数学知识、物理知识、结构学知识等,这种多学科的综合性、合作性学习,极大地激发了学生的学习兴趣,有效地培养了学生的创新能力和综合素质能力。所以我认为在中小学开展机器人教育有着重要的意义。
一、有利于激发学生的兴趣和参与热情
电脑机器人制作在很大程度上需要学生自己动手搭建出机器人模型。通过各种乐高积木的组合,可以搭建出各种车、房屋、动物等实体的模型,千变万化。有时候还需要结合其他材料,需要学生自己设计、组建,老师只充当引导者角色,实际的操作由学生完成。在反复调试验证的过程中,学生往往要拆装机器人很多次,在很大程度上体验了科学工作者的艰辛,并理解了机器结构的奥妙,从而手也变得灵巧起来。
机器人教育课程与传统的以知识传授和技能培养为目标的课程不同,机器人项目的设计、制作、调试具有实践性强、探索性强和综合性强的特点,因此,每次活动都以学生为中心,以问题为驱动;学生自己设计、组建,促使学生主动进行探究式学习,充分发挥学生的主动性和创造性,让学生提出自己的想法,并主动去探索、去研究、去观察、去发现、去搭建、去编程,然后再反复调试验证,最后在小组的共同合作下成功地完成老师所给任务,让机器人在试验场地上胜利地完成各项挑战任务。在反复调试验证的过程中,学生的动手能力也得到了锻炼。

二、有利于培养学生良好的观察、思考习惯和认真、细心的工作态度
敏锐的观察能力对于每个人来说,都是不可缺少的能力素质。而独立思考是一个人进行创新活动的前提,也是素质教育的目标之一。这些都需要通过后天的实践逐渐培养起来。
机器人活动要有认真、细心的工作态度,这是容不得半点马虎的,而且一丁点的误差都有可能导致任务的失败。即便你各方面都很出色,也不可能每次都获得成功,红外线的影响、光线的变化、电量的消耗、机器人每次放置的位置等等都会影响你最后的结果。例如:我们学生在重庆参加全国青少年机器人大赛上,比赛前做准备工作时不够细心,过于信赖新电池的质量,没有把新开封的电池进行一次全面的电量检测,碰巧这次所买的新电池里面有两个电池是没有电的,导致机器人在比赛中控制失灵,最后很遗憾与冠军头衔擦肩而过。这个不应该出现的失误让老师和学生都得到了一次很好的教训。在不断的失败中,学生懂得了如何保持平和的心态,仔细观察,积极思考,发现问题所在,吸取教训。总之,勤于观察、善于思考的人才能拥有充满希望的未来之路。

三、有利于培养学生的团队意识和合作精神
在传统课堂上,学生很少有合作行为,生生之间鲜有合作互动行为出现,且他们大部分时间是被动地听老师讲课。而机器人制作活动涉及的知识很广泛,许多活动学生不可能一个人完成整个任务,必须要有多名同学的协作。并在协作的过程中相互探索、发现有用的信息,然后和其他成员共享。例如:《FLL机器人工程挑战赛》项目是一项队制比赛,队伍可由6~12名9~16岁的学生组成。每年在全球范围内统一发布一个前沿科技热点课题,包括场地赛机器人设计、课题研究答辩和表演赛等几个子任务,要求学生在八至十周内完成。要想在这么短的时间内很好地完成各项任务,必须充分调动学生的学习积极性,也需要小组全体成员的共同努力,我们开展这项课题的方法就是:将“大任务”分拆为多个“子任务”再分配给每位组员,使每个学生既要对自己所负责的部分全力以赴的学习和研究,又要依靠小组其他同学的帮助完成最终的作品,让小组学生之间形成互相帮助、互相支持的团队合作氛围。通过这种小组合作的形式进行机器人技术的学习与研究,有利于激发学生内在的自我意识、合作意识;让学生通过团队活动,不仅提高自身的科学素养,还能在尊重他人中懂得自尊,在合作交往中懂得自信,在学习机器人技术的过程中享受到团队合作的乐趣。

因此,在中小学开展智能机器人教育,开发机器人文化的教育功能和发掘智能机器人的教育价值,对推进教育创新,促进教育改革和教育现代化,对创造型、研究型、专家型教师队伍的形成,对提高中小学生的创新和实践能力,同时对我国机器人事业的发展、人才高地的建设,具有重要的现实意义和战略意义。
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