缩略图

人工智能和高中机器人课程的融合

作者

何思源

辽宁省凤城市第一中学

关键字:人工智能教育 机器人课程 学校课程 融合

一、我理解的人工智能教育

AI 教育是人工智能文化与教育的结合,基于学生兴趣,以项目学习的方式,使用数字化工具,倡导造物,鼓励分享,培养跨学科解决问题能力、团队协作能力和创新能力的一种素质教育。

对于学生而言,人工智能教育不是某方面知识的应用,而是要实现培养学生创新能力的体系建设,让创新教育落到实处,它既是学生个性发展的内在需求,也是时代发展的大势所趋。我们所倡导的人工智能教育,是培育学生提出问题、研究问题、解决问题、动手制作的综合能力,初步融合了科学研究、技术制作、艺术创作的全过程,能够培养学生的主动探索精神、批判性思维能力、自主创新能力、合作研究能力、语言表达能力、艺术创作能力等。

其次,作为人工智能教育的平台,人工智能空间是要为创客创新应用的实现提供有力的帮助和支持,而不是简单完成一个专业人才的培训。同时,大家的团队合作,在交流中进行智慧的碰撞,得到大家的智慧结晶最终变成创新的理论成果,然后在思维的空间里,将创意变成现实。

最后,AI 教育的目标:让学生从内心体会创新与分享的快乐,进而形成健康的人格,成就一个幸福的人生。

二、高中目前开展机器人教育的现状分析

机器人融合了机械制造、电子技术、传感器、无线通讯、声音识别、图像处理和人工智能等领域的先进技术,代表着现代高新技术发展的前沿。目前智能机器人已逐渐进入到我们日常生活的各个人作为一种教学工具,应用于高中生的课外科技活动或技术课堂教学中,日本的 MohamedHamada 等在计算理论的相关课程中,利用乐高 EV3 机器人进行游戏化教学,学习者通过图形化编程将程序输入到机器人后,通过观察机器人的运动来学习计算理论的知识。美国的 CarlosA.Jara 等则针对自动化与机器人技术课程,采用“边学边做”的模式,从虚拟机器人到实体机器人,为学生提供了机器人理论知识和实践课程。近年来,我国也逐步开始在中小学推广机器人教育,我国的机器人教育主要包括机器人竞赛和机器人教学。

中国科学技术协会自2001 年开始举办第一届全国青少年机器人竞赛;教育部、中央电化教育馆自2004 年也把电脑机器人竞赛项目列入到全国中小学电脑作品制作活动中;2003年4月教育部正式颁布《普通高中技术课程标准(实验)》,首次在高中“信息技术”“通用技术”课程中分别设立了“人工智能初步”“简易机器人制作”选修模块;教育部制订的《普通高中物理课程标准( 实验)》出提出“收集资料,了解机器人在生产、生活中的应用”的要求。由此可见,国家对机器人教育的重视程度,把培养高素质的智能机器人研究人才已纳入国家“人才储备计划”。在中小学开展机器人教育活动有助于培养学生的动手实践能力、科学探究能力、空间想象能力、创新思维能力、综合应用能力和团结协作能力,能够提升学生的信息科技素养。因此,中小学机器人教育对推进素质教育、培养创新型人才、提高中小学生的科技素质具有重要的现实意义。但是,现阶段研究人员把注意力都集中在机器人竞赛上面,而机器人教育理论的研究较匮乏,最终导致机器人教学缺乏有效的理论指导,难以深入到课堂。缺乏科学规划与教学设计,教学过程缺乏教育理念支持。

三、人工智能教育与高中机器人教学的融合

AI 的兴起在当前的教育教学中也逐渐得到广泛的应用,高中学生的创新学习要充分选择一种适宜的教学方法才能更好的促进学生的进步,高中的机器人课程教学以竞赛为主,会涉及到一些编程知识的应用,人工智能教育中的 3D技术也是当前应用比较广泛的一种技术,这种技术的学习可以有效地提升学生的学习兴趣,使学生能够积极投入到机器人课程的学习中。

在高中机器人的教学当中,要探索相关的教学方法,可以有效的促进学生的学习兴趣,传统的机器人课堂教学中,比较注重对理论知识的学习,理论知识的学习也会多与实际操作,这样会影响到学习效果。例如,可以充分利用人工智能教育带来的便利,通过在线教育,实现教师与学生之间的互动,使得高中学生可以随时进行沟通交流,学习相关的知识,同时,教师应该设计相关的教学方法,要贴近学生的生活实际,培养学生的兴趣爱好和解决实际生活中的一些问题。

“学习即智造” 是人工智能式的课堂呈现方式,学生在这种“有创意,能设计,敢动手,乐分享”的状态下学习机器人的相关知识,有效提升了学生的学习兴趣,打开学生广阔的思维空间,在交流中进行思维的碰撞,从中得到启发,让学生感受到学有所用的快乐。

人工智能技术为高中机器人课堂带来了新的发展机遇。课上,教师合理运用 AI 技术不仅有助于提升课堂教学效果,还能通过个性化学习和智能辅导激发学生的学习兴趣和潜力,促进他们在科技创新领域的深入探索和成长。展望未来,学校应更加重视在机器人教育中融入人工智能教学,帮助学生建立对人工智能技术的基础理解并掌握初步应用能力,为其未来发展奠定坚实的基础。

参考文献:

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[2] 何凤芹 . 基于计算思维的高中信息技术人工智能教学策略 [J]. 中小学电教 ( 下 ), 2023(5): 1-3.

[3] 陈鹏. 人工智能时代高中信息技术智慧课堂的构建与优化[J]. 人民教育,2025(02):80.