中小学机器人教学模式初探.pdf

在中小学阶段推广人工智能和机器人教育，是当前教育领域的一个重要议题。《新一代人工智能发展规划》明确提出要在中小学设置人工智能相关课程，逐步推广编程教育。随着机器人技术的不断发展，机器人教育已经开始融入课堂教学，这对教师的教学实践提出了新的挑战。本文将详细探讨中小学机器人教学模式，包括教学活动的设计、教学案例的设计以及对教学实践的反思与评价。 本文提到的教学活动概述是围绕“三个阶段、七个环节”的“三段七环”模式来设计的。这一模式包含的三个阶段分别是准备阶段、学习阶段和延伸阶段。在准备阶段，教师需要引导学生进入活动状态，并发现问题。在学习阶段，学生需要自主或合作地分析和解决问题，并进行创新实践。在延伸阶段，教师鼓励学生反思与交流，确保学生能够做到真实践和真体验。 在具体实施过程中，教师活动包括引导学生体验人形机器人的奇妙，组织合作学习，并在活动中向学生展示如何通过软件随机遴选座位，选择组长和组员。此外，教师还要帮助学生明确任务，通过巡视了解学生完成的状态和程度，并在活动设计的实验初期对教学方法进行调整。 学生在教学活动中的角色是通过合作探究来完成具体任务。以“人形机器人走路”为例，学生要学习如何设置机器人的初始位置，分析机器人走路失败的原因，并通过反复调试最终让机器人完成走路任务。在这个过程中，学生需要自主操作，培养解决问题的能力，并在实践中加深对机器人工作原理的理解。 在教学案例设计方面，本研究设计了一个以“三段七环”为基础的课程。课程分为多个环节，包括“热场”环节，其目的在于引导学生边研究边操作；“围观”环节，旨在通过观察学习活动过程来收集信息；“实践”环节，要求学生动手实践；以及“展评”环节，通过展示成果并进行评价。 文章最后对教学案例进行了反思。作者提出，新的教学方法并不一定在任何环境下都能有效实施。教师在设计教学活动时应更加细致，要考虑到学生的学习方式和习惯，并且在活动开始前要明确任务，确保学生能够有目的地参与实践活动。同时，教师也需要根据课堂实际情况及时调整教学方法，确保教学活动的逻辑性和连贯性。 文章强调了机器人教学的实践性，鼓励学生在实践中勇于探索，以提升他们的观察、分析和解决问题的能力。通过教师的引导和微课的支持，学生能够更好地理解人形机器人走路背后的原理，并且能够通过微课自主学习相关的技能。 在机器人教育发展的反思与评价中，本研究提出“三段七环”教学活动设计模式经过实践验证具有一定的成效。教师在教学过程中不仅要细致地设计教学活动，而且需要密切关注学生的学习进度和体验，以便及时调整教学方法，使每个学生都能获得良好的学习效果。 中小学机器人教学模式的初探强调了将机器人技术融入课堂，通过实践活动来提升学生的综合素质。这不仅要求教师设计合理、有趣的教学活动，还要求教师在教学中持续观察、评价和调整教学方法。通过这样的教学实践，可以逐步培养学生的创新意识和解决问题的能力，为他们未来在人工智能领域的学习和发展打下坚实的基础。