對新形勢下中小學(xué)機(jī)器人教育意義的思考

1、對新形勢下中小學(xué)機(jī)器人教育意義的思考國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)(以下簡稱綱要)的頒布施行，是中國教育改革的又一浪潮。在這樣的背景下，在中國剛剛興起的機(jī)器人教育又被賦予了新的教育意義。一、使創(chuàng)新教育理論與創(chuàng)新教育實(shí)踐有機(jī)結(jié)合在國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020)中明確提出了創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)模式，并且在綱要中曾40多次提到“創(chuàng)新”一詞，可見國家對創(chuàng)新教育和教育創(chuàng)新的重視。21世紀(jì)，特別是近幾年，國際形勢的變化，又賦予了創(chuàng)新教育一些新的含義，創(chuàng)新教育不能僅僅停留在對創(chuàng)新思維、創(chuàng)新品質(zhì)、創(chuàng)新能力等的培養(yǎng)上，創(chuàng)新教育的理論與實(shí)踐的結(jié)合，及創(chuàng)新成果的保護(hù)，也應(yīng)

2、該成為創(chuàng)新教育的重要組成部分。機(jī)器人教育，正為創(chuàng)新教育理論與創(chuàng)新教育實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合以及創(chuàng)新成果的保護(hù)提供了有效的平臺。學(xué)生在機(jī)器人教育的理論階段不僅可以學(xué)習(xí)到機(jī)器人本學(xué)科的一些基本知識，在教學(xué)過程中教師還要有傾向性的將創(chuàng)新教育理論滲透到教育的各個(gè)環(huán)節(jié)。特別是對學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)、創(chuàng)新品質(zhì)的養(yǎng)成和創(chuàng)造技法的培養(yǎng)等方面的理論教育。機(jī)器人教育的實(shí)踐階段就是把所學(xué)到的創(chuàng)新教育理論與創(chuàng)新教育實(shí)踐結(jié)合的階段，一方面，學(xué)生可以運(yùn)用理論課上學(xué)到的創(chuàng)新教育的相關(guān)理論指導(dǎo)自己的實(shí)踐，另一方面，在實(shí)踐中也加深了對理論的理解，使學(xué)生的創(chuàng)新教育理論與實(shí)踐相互促進(jìn)共同發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新理論與實(shí)踐相結(jié)合，也使學(xué)生感覺到學(xué)

3、習(xí)理論的重要性。學(xué)生通過自己或同組同學(xué)的共同努力研制出的機(jī)器人，是他們個(gè)人或集體智慧的結(jié)晶，所以在創(chuàng)新教育的過程中，教師要有意識的培養(yǎng)學(xué)生對自己創(chuàng)新成果的保護(hù)意識，滲透相關(guān)的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)方面的教育，也有利于鼓勵(lì)學(xué)生去大膽地參加創(chuàng)新教育實(shí)踐活動(dòng)。二、對學(xué)生工程意識培養(yǎng)的意義和作用關(guān)于機(jī)器人教育中對學(xué)生工程意識培養(yǎng)的意義和作用的研究，最早的是華東師范大學(xué)的王榮良先生，王榮良先生在分析了我國機(jī)器人教育的現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，闡述了工程意識培養(yǎng)的教育價(jià)值以及在中小學(xué)開展機(jī)器人教育對學(xué)生工程思維培養(yǎng)的作用。王先生從中小學(xué)生教育出發(fā)，把工程意識分為：整體意識、效率意識、改革意識、標(biāo)準(zhǔn)化意識、以人為本的意識五個(gè)方面

4、。中小學(xué)的機(jī)器人教育，在機(jī)器人的搭建過程中要求學(xué)生對機(jī)器人有一個(gè)整體的認(rèn)識，了解機(jī)器人是怎樣由各個(gè)模塊組合而成一個(gè)整體的。并且在搭建過程中，如何調(diào)整各個(gè)模塊的位置使得機(jī)器人的工作效率最優(yōu)化，也是對學(xué)生一種能力的培養(yǎng)。在機(jī)器人的調(diào)試過程中運(yùn)用控制反饋的思想，學(xué)生能通過反復(fù)測試，分析現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題，提出修改方案及時(shí)調(diào)整，使機(jī)器人表現(xiàn)出最佳狀態(tài)。在機(jī)器人的組建、編程過程中，學(xué)生用的大多數(shù)都是標(biāo)準(zhǔn)化的組件、芯片和程序，所以對學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)化意識也有一定促進(jìn)作用。機(jī)器人教育是一種綜合性、實(shí)踐性很強(qiáng)的教育形式，機(jī)器人教育不僅可以使學(xué)生學(xué)習(xí)到機(jī)器人的相關(guān)知識，也以一種獨(dú)特的方式培養(yǎng)了學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的能力。

5、三、對學(xué)生“21世紀(jì)技能”培養(yǎng)的意義和作用隨著就業(yè)市場的變化，未來社會(huì)對就業(yè)人員的能力也提出了新的要求。在這樣的背景下，2007年美國教育界提出了教育“供需一致”的改革方向，并規(guī)定了21世紀(jì)公民應(yīng)必備的技能。適應(yīng)能力、多種交流能力、非公式化的問題解決能力、自我管理及自我發(fā)展能力、系統(tǒng)化的思維能力被稱為“21世紀(jì)技能”的組成部分，關(guān)于各個(gè)組成部分的具體內(nèi)容，以及“21世紀(jì)技能”對我國教育的啟示等已有文章闡述，這里不再贅述。第一，適應(yīng)能力被定義為“能夠應(yīng)對新的、非常規(guī)的、迅速變化的工作條件或工作環(huán)境的能力”。機(jī)器人教育對于大多數(shù)學(xué)生來說還是新鮮事物，并且機(jī)器人的教育打破了以往學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，它是在

6、一個(gè)新的環(huán)境中，以一種新的學(xué)習(xí)方式對一個(gè)新事物進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程。所以，機(jī)器人教育以它自身具有的鮮明特點(diǎn)，在潛移默化中達(dá)到了對學(xué)生適應(yīng)能力培養(yǎng)的目的。第二，多種交流能力被定義為“處理和解釋其他人發(fā)出的文字和非文字的信息并能夠作出適當(dāng)回應(yīng)的能力”。機(jī)器人教育不是單一的老師講學(xué)生聽的傳統(tǒng)教學(xué)過程，機(jī)器人教育是教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間合作學(xué)習(xí)的過程，在學(xué)生自己動(dòng)手組建機(jī)器人的過程中，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生要進(jìn)行廣泛的交流，學(xué)生要把自己的設(shè)計(jì)思想與同組同學(xué)、老師一同分享，以找出最適合的設(shè)計(jì)方案。機(jī)器人教育這種特殊的教育過程，對學(xué)生的多種交流能力的培養(yǎng)也有一定作用。第三，非公式化的問題解決能力被定義為“可

7、以利用專家型思維方式來審視寬泛的信息，察覺規(guī)律并篩選信息來剖析問題的能力”。機(jī)器人的設(shè)計(jì)過程也是學(xué)生嘗試錯(cuò)誤的過程。在設(shè)計(jì)過程中學(xué)生要不斷地克服錯(cuò)誤的思維，借助元認(rèn)知能力，判斷解決問題的策略是否有效。通過自己的創(chuàng)造性來獲得以往并不知曉的解決方案、整合表面看上去并無關(guān)聯(lián)的信息。第四，自我管理及自我發(fā)展能力被定義為“在遠(yuǎn)距離條件下、在虛擬團(tuán)隊(duì)中主動(dòng)工作，自我動(dòng)員和自我監(jiān)控的能力?！睓C(jī)器人教育是以團(tuán)隊(duì)為單位的學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程。在基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過程中學(xué)生會(huì)不斷被動(dòng)員和動(dòng)員他人，監(jiān)控自己和監(jiān)控他人以至于能盡快的完成任務(wù)。第五，系統(tǒng)化的思維能力被定義為“能夠理解整個(gè)系統(tǒng)如何運(yùn)轉(zhuǎn)的能力”。在機(jī)器人的設(shè)計(jì)過程中，不僅要對機(jī)器人的各個(gè)部件的功能及產(chǎn)生的效果有一定了解，而且對于機(jī)器人這一個(gè)整體來說，學(xué)生要知道在機(jī)器人這個(gè)系統(tǒng)中，它是如何運(yùn)行的，以及在運(yùn)行過程中各個(gè)組成部分起到的作用，只有學(xué)生真正懂得了這些，才能迅速的成功設(shè)計(jì)出機(jī)器人來。有科學(xué)教育家認(rèn)為，發(fā)展學(xué)生“21世紀(jì)技能”不是開設(shè)一門獨(dú)立的課程就能完成的，而是應(yīng)該融入科學(xué)課程，在學(xué)習(xí)科學(xué)知識的同時(shí)獲得對他們今后至關(guān)重要的技能。在機(jī)器人教育的全過程中，并不一定能完全的發(fā)展學(xué)生的各個(gè)技能，而且只通過機(jī)器人教育也不可能培養(yǎng)出完全具備“21世紀(jì)技能”適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要的人才，它只是為培養(yǎng)學(xué)生具備“21世紀(jì)技能