農村小學如何開展機器人教學

谷政

【摘 要】 目前機器人技術已走進我國大部分的省市中小學信息技術課程，機器人競賽也已成為我國青少年活動的第一品牌，機器人教育也隨之被學校、家長以及社會認可和推崇，特別是在培養學生的創新能力和科技素養方面展現了它獨有的特性。

【關鍵詞】 科技；創新；機器人；信息素養

隨著創新科技的發展，機器人這一科學技術的前沿領域也得到飛速發展，大多教授預言，本世紀將是機器人的時代。在農村小學中進行機器人教學，不僅可以普及信息技術，提高學生科學素養，同時也可培養開發學生的動手能力、創新意識，讓學生在玩中學，在學中玩。

目前機器人技術已走進我國大部分的省市中小學信息技術課程，機器人競賽也已成為我國青少年活動的第一品牌，機器人教育也隨之被學校、家長以及社會認可和推崇，特別是在培養學生的創新能力和科技素養方面展現了它獨有的特性。但因為經費、教師、場地等緣故，目前僅有少數學校開展了電腦機器人課程，而且也僅限于幾個班或者少數年級，全面普及機器人教育的學校數量很少，絕大多數是以課外興趣小組、學科整合等方式存在，這樣就局限了機器人教育在農村小學教育中所發揮的特性和價值。如何讓農村學生玩轉機器人是值得所有教師思考的問題。本人從參加機器人世錦賽，通過參加樂高、紫光、創諾機器人的比賽讓農村學生擺脫課本的束縛，讓其有足夠的空間去想象、動手、以及處理好與伙伴協調的關系。從一個省機器人輔導員到競賽裁判員及我們學生取得的成績，談談農村小學如何開展機器人教學：

一、激發興趣，寓教于樂

農村小學機器人的教學與信息技術課教學有很大的不同，涉及軟、硬件的知識較多，每一樣機器人都掌握的可能性不大。而不同年齡的學生對機器人的認識程度也不同，他們的思考方式、學習風格、學習需求也不一樣。

目前我國小學生機器人項目只有五家大的廠家，而且程序塊都是相通的。紫光機器人進入小學課堂教學，可探索的空間很大，學生很容易掌握。所以在教學小學紫光機器人時，任務設計不要過大，先用一些小的任務激發起學生的學習興趣，形成需要和動機。激發強烈的學習興趣情況下，共同發展，享受成功的喜悅，鼓勵他們合作學習，讓學生在玩中掌握程序的奧秘。同時小學階段中不應對一些科學原理作深究，任務設計中可隱藏，為將來中學教育作鋪墊只要點到即止。在編程上難度也不宜過高，教師可讓學生在輕松活潑的學習中知道什么是程序，什么叫判斷，計算機程序是如何工作的，如何編一個程序讓機器人服從指揮。也可以教師將編好的程序讓學生模擬學習，參考運用，這樣學生也能很快上手。并且提供一些比賽場地給學生實踐，讓農村學生真正玩轉機器人。

二、因地制宜，全員參與

農村小學開設機器人課要考慮學生人多，機房地方小的特點，應因地制宜，建設適合自己學校的機器人教室。設計的任務可在小范圍內實施，例如在地上：也可安排在教室后面的場地，可以根據設計項目改變地面顏色，添加標志，添加障礙物，增加擋板等，只要靈活運用就能達到一個場地多種用途。例如：利用完成“8字循環”的任務，利用比賽場地縮小，直接用熱敏紙噴墨制作出黑線的場地，當然沒有條件的農村學?？梢杂煤谀z布貼出軌跡進行光感的訓練。如果教室空間比較大，可以考慮機房場地一體型，計算機沿墻壁擺放，用教室中間作為場地，這樣學生的活動空間比較大，便于管理。

如果機房小，學生多，有空房間的學?？梢钥紤]場地分離型，用現有的機房講課學習，在鄰近的房間安排實驗場地。

三、萌生靈感，合作交流

學生在動手制作機器人過程中，由于要考慮是農村孩子，平時家里基本沒有機器人，那需要激發孩子們的靈感，并不是讓學生按照老師或者圖紙的樣品依葫蘆畫瓢，那樣也不算是玩轉機器人，需要激發孩子們強烈的好奇心和旺盛的求知欲，能驅使學生主動思考，從而提出獨創性思想。通過任務中的人為設置，激發學生驚奇，疑問等思維活動，誘導他們有選擇地、主動頻繁地去觀察和研究要完成任務。通過多種款型虛擬機器人的學習，激發學生產生好奇心和求知欲。在機器人學習中，合作學習也是一種非常好的學習方式。如何處理好其中的關系也是我們任務設計的目標。在這期間，不但要求同學間配合默契，還需要他們在合作中交流心得，最終完成設計目標。

四、教材設定，志向長遠

根據我校取得成績以及農村學生自身發展規律，小學低年級機器人教學應以動手搭建一些物品，比如：wedo；中年級可選擇些簡單的機械、動力機械并簡單的學習機器人編程，比如：創諾、紫光機器人；高年級通過機器人編程的學習可適當選擇項目挑戰，如變廢為寶，綠色城市等。根據本人機器人教學經驗以及我校校本教材開設的情況建議如下：

1.機器人技術之搭建結構。一、二年級學生雖然已經具有一定的抽象概括能力，但思維水平總的來說仍是非常低的，教材設定主要目標是讓學生有個搭建結構的概念，比如：汽車制作、起重器的運轉、會叫的獅子、球門運動員及美麗的房子等。

2.機器人技術之簡單機械。從三、四年級開始，學生進入少年期，此時會出現一種強烈要求獨立和擺脫控制的欲望，學習需要拿出真本事。教材設置的目標是研究簡單機械組合，介紹舵機、馬達、杠桿運用原理和技巧。

3.機器人技術之編程入門。在五、六年級階段，小學信息技術有紫光機器人的課時學習，如果將這些語言的學習和機器人編程結合起來，學生不光學得有興趣而且學得很輕松。比如：《曲線走圓》、《直行》等，通過學生一遍一遍地修改程序，一遍遍調試，真是寓教于樂。

只有讓農村學生都參與進來，孩子們在動手積極構建事物時，就能發揮自己的潛能，在學中玩，在玩中學，這樣不僅培養學生對自動化、智能化的興趣，還能提高學生的信息素養，為孩子的未來發展打下堅實創新基礎。

【參考文獻】

[1]周雪.初中機器人教學中的合作活動設計[D].華東師范大學2008年

[2]付慶科.中小學機器人教學的網絡學習支持環境研究[D].華南師范大學

[3]孫永勝.論初中學生科技創新能力的培養[D].華中師范大學2012年

[4]邱雅番.項目教學法應用于基于機器人的通用技術教學的研究[D].福建師范大學2012年