机器人文件

基于STEM工程设计理念下的机器人教育实践与研究

成都市龙江路小学分校邓艺

内容提要：

本文通过分析科技创新教育在国际国内教育中的地位和作用，进一步阐明了在新形势下，在科技、信息技术高速发展的今天，智能机器人教育走进中小学课堂已成必然。智能机器人教育已成为全面培养学生科学、信息素养，提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。

文中用具体教学内容和案例说明了成都市龙江路小学分校是如何基于STEM工程设计教育思想实施智能机器人教学实践的。

正文：

一、科技创新教育在国际国内教育中的地位和作用

1、新形势下国际间的竞争实质上是科技实力的竞争

从17世纪科学技术教育课程在西方确立后，逐渐在欧美的学校课程中占有重要地位。英国教育家斯宾塞说，科学教育、技术教育对学生来说作用是巨大的，“天才和科学结了婚”才能在科技上和培养人才上“取得最好的结果”。因此，许多国家增设了科技课，强化了科技课。各国有识之士都充分地认识到，创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力，国际间的竞争最重要的是科技的竞争，是科学创新的竞争。随着21世纪到来，将对人的创新精神和创新能力不断提出更高更新的要求。

2、国际间科技的竞争归结于人才、教育和竞争

进入21世纪后，世界各国之间日益激烈的经济、科技竞争最后归结于人才、教育的竞争。当今科学技术突飞猛进和知识经济迅速兴起，党中央、国务院提出“科学兴国”和“可持续发展”的教育战略目标。随着我国经济的不断增强，国际地位日益提高，但这些年来我国经济的发展或多或少得益于丰富地自然资源，甚至是以牺牲环境和浪费资源为代价。众所周知，科技是第一生产力,可创造大量的物质财富。而一个国家和民族的科技水平的提高，科技人才的竞争，归根结底还是教育的竞争!因此，重视和提高学校科学教育，全面提高学生整体素质，培养和提高学生创新精神和能力，是全面实施素质教育的重要方面，是关系到能否落

实政府实施科教兴国战略和人才强国战略的关键。

3、科技教育是全面提升学生素质，培养和提高学生创

新精神和能力的重要方面

早在联合国教科文组织国际教育发展委员会的著名报告“《学会生存——教育世界的今天和明天》”中就明确指出：“如果所谓的普通教育要真正成为普通的教育，那就必须发展技术教育”。从上个世纪九十年代开始，美国、加拿大、澳大利亚、以色列、南非等国的学者就着力于STEM教育项目（Science Technology Engineering and Mathematics Education），即科学、技术、工程、数学教育项目，强化以技术应用和工程设计为基础的多学科的融合。工程技术、工程思维、工程文化、工程设计等工程要素的教育价值也日益被发掘，工程技术的内容开始出现在技术教育的学科内容结构中。在美国，STEM教育被认为是一个发达国家的核心技术支柱。法国也非常重视工程技术的普及教育，并把工程项目设计列入中小学学生综合学习和实践的内容之一。

面对经济、科技这一没有硝烟的战场，我国启动了“新一轮教育振兴行动计划”，教育界专家提出：应把培养学生创新精神、实践能力作为实施素质教育的重点。

二、智能机器人将成为培养中小学生创新精神和综合实践

能力，提高综合素质的智能平台

随着智能技术的发展，智能机器人教育走进中小学校已经成为必然趋势，并受到广大师生的热切追捧。智能机器人与计算机一起成为信息技术、科学教育的工具，承载起科技教育的任务，并为学校科技教育注入了新的活力。有超前意识

的教育工作者已清楚的看到，智能机器人将成为培养中小学生创新精神和综合实践能力，提高综合素质的智能平台。在这样的形势下，我省将LOGO语言和机器人教学纳入小学信息技术教学内容，无疑具有教育前瞻性。

1、智能机器人技术隶属于信息技术

我们知道，信息技术的基本内容包括：感测技术、通信技术、智能技术和控制技术，其中智能技术又处于四种技术的核心地位，而智能机器人的核心技术，恰恰是人工智能技术，因此，智能机器人技术隶属于信息技术。

2、智能机器人是科学、信息技术发展的综合体现，是中小学科学技术课程的良好载体

随着教育改革，以计算机作为信息技术教育的惟一工具，已不能满足培养学生的创新精神和综合实践能力的需要。据预测，21世纪中期，人类社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代。将智能机器人的基础知识和基本技能教学，纳入小学的信息技术教育，承载信息技术教学任务，不仅能充实信息技术教学的内容，也使我们对小学信息技术教育有了一个新的认识，更全面的体现了信息教育的内涵。

比如，实物机器人在地板上走正方形，肯定比海龟在屏幕上走正方形更有趣。

一堆散积木，按自己的想象可以拼成“打蛋机”，并且在程序的控制下，还真的搅动起来了，带给同学的是成功的喜悦。

3、智能机器人是全面培养学生科学、信息素养，提高其创新精神和综合实践能力的良好平台

随着我国基础教育新一轮课程改革，发展学生的创新精神和实践能力为重点的素质教育，成为我国当前基础教育改革与发展的重要使命。而智能机器人技术融合了造型技术、机械、电子、传感器、计算机软件、硬件和人工智能等众多先进技术，充分地体现了当代信息技术多个领域的先进技术，是综合知识和技术的结晶。

机器人活动不仅主题有趣，富有挑战性，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。

比如，光电传感器的原理以前是中学才有的内容，在小学通过“自动光控路灯”、“报晓机器人”等一系列活动，他们会很好的理解光电传感器的原理。

总之，智能机器人的教学必将给学校科学、信息教育带来新的活力，成为全面培养学生信息素质，提高其创新精神和综合实践能力的良好平台。

4、智能机器人教育进入中小学课堂是发展的必然，顺应了国际潮流

科技活动特别注重学生体验、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。日本、美国等一些发达国家，高度重视机器人教育对高科技社会的作用和影响，已在信息技术课与课外科技活动中开设了有关机器人的教学内容。我国北京、上海以及沿海发达地区已将机器人教育推向课堂。新的《国家九年义务教育课程综合实践活动指导纲要》也已将机器人教