中小學(xué)機器人教學(xué)中的問題與對策

孫　濤　程麗萍　吳海林

[摘要]隨著機器人走進中小學(xué)信息技術(shù)課堂，越來越多的問題和困惑出現(xiàn)在教學(xué)實踐中，例如怎樣正確處理教材、如何搞好課堂教學(xué)、如何提升學(xué)生創(chuàng)新能力、如果處理為競賽而教學(xué)等等一系列問題，如果這些問題不能正確的處理，給教師的教與學(xué)生的學(xué)都會帶來一定的負面效應(yīng)。通過對問題的發(fā)現(xiàn)、思考，并試圖通過一些途徑來解決教學(xué)中存在的問題。

[關(guān)鍵詞]智能機器人 教學(xué) 問題 對策

中圖分類號：G76文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0520161－01

一、如何正確處理教材

中小學(xué)機器人教育是一門新興學(xué)科，因而課程資源的開發(fā)和使用、教學(xué)目標(biāo)的制定都是個全新課題。如何正確處理教材，是擺在我們教師面前的首要問題?，F(xiàn)今市場上的機器人的種類繁多，機器人教材大多是依據(jù)不同機器人廠家的機型來編寫的，而很多學(xué)校都有幾種不同廠家生產(chǎn)的機器人，這就給我們教材的選擇和使用帶來了一定的難度。在選擇教材時，要統(tǒng)一教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)自己學(xué)校的情況，盡可能選用對機器人品牌、程序設(shè)計語言沒有限制的教材；使用教材時，對教材進行二次開發(fā)，從教材中挑選合適的材料，進行修改和加工，將其轉(zhuǎn)化為適合自己學(xué)生的材料。

中小學(xué)機器人課難上，很大程度上是對機器人教學(xué)目標(biāo)不好把握，我們究竟想讓學(xué)生學(xué)到什么程度？將學(xué)生培養(yǎng)成一個什么樣的人才？是機器人專家、競賽選手還是普及機器人知識。在《義務(wù)教育階段信息技術(shù)課程綱要》中，明確提出小學(xué)階段對學(xué)生的目標(biāo)是學(xué)會設(shè)計和制作簡易機器人，體驗“采集信息-處理信息-控制動作”的基本過程；而初中則是設(shè)計和制作機器人，以機器人為載體，體驗并初步學(xué)會通過程序設(shè)計解決問題的基本過程；高中更多側(cè)重是創(chuàng)新，設(shè)計和應(yīng)用機器人解決生活中一些問題。

二、如何搞好課堂教學(xué)

提高課堂教學(xué)質(zhì)量，優(yōu)化課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)，是每個教師都必須思考的問題。機器人課堂教學(xué)的形式通常有：課外興

趣小組、選修課、綜合實踐活動課、信息技術(shù)課等等，不管是哪種形式，我們是課堂的組織者，學(xué)生學(xué)習(xí)的幫助者、促進者。將課堂交給學(xué)生，教學(xué)中讓學(xué)生在“做中學(xué)”，以學(xué)生為中心，以任務(wù)為驅(qū)動，進行探究式學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性。

備好課是搞好機器人課堂教學(xué)的重要前提。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)環(huán)境，制定相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)，選取教學(xué)方法，設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)。教學(xué)方法可以采用基本教學(xué)方法，如集中講授法、實驗法、任務(wù)驅(qū)動法、演示法、小組競賽法等，在具體選用教學(xué)方法時，應(yīng)考慮教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對象，如學(xué)習(xí)機器人基礎(chǔ)知識時，對于小學(xué)生宜采用講解法；而對于中學(xué)生則可以提供相關(guān)的素材，以任務(wù)驅(qū)動法學(xué)習(xí)。不同教材對教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計有不同的特色，但基本上都是圍繞“提出任務(wù)-任務(wù)分析-互動學(xué)習(xí)-實踐操作-交流合作-拓展延伸”這一流程來進行的。如在教學(xué)《活動5巡邏機器人》一課時，先設(shè)計情境，提出任務(wù)“社區(qū)物業(yè)管理每天都派出保安巡邏，保衛(wèi)居民的安全，你能不能設(shè)計一個巡邏機器人？”，調(diào)動起學(xué)生參與的積極性及學(xué)習(xí)的熱情。在學(xué)生情緒高漲的時候，我又提出這樣的思考問題，“巡邏機器人應(yīng)該具備什么樣的能力？”，引出本課的學(xué)習(xí)重點灰度傳感器的使用，師生互動學(xué)習(xí)。接下來根據(jù)所學(xué)的知識進行實踐操作，即編寫巡邏報警程序，學(xué)生進行交流合作，最后教師進行拓展延伸，“在日常生活中，灰度傳感器還可以幫助我們解決哪些問題？”，引導(dǎo)學(xué)生進一步思考。

建立平等的師生關(guān)系和實時評價學(xué)生也是搞好課堂教學(xué)的必要條件。以信任、鼓勵的眼光看待學(xué)生，放手讓學(xué)生大膽去實踐，在出現(xiàn)問題或困難時，積極地幫助學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生解決問題。機器人教學(xué)評價要注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，評價方式不一定要采用常規(guī)的考試，可以從多角度進行評價，可以是一份設(shè)計報告，一個機器人實物，一個設(shè)想，還可以是學(xué)生活動過程中合作能力或精神，總之要多對學(xué)生多進行正面的、鼓勵性的評價。

三、如何在教學(xué)中提升學(xué)生的創(chuàng)新能力

培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人，是時代賦予教育的職責(zé)。事實證明，機器人教育是培養(yǎng)學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力一個優(yōu)秀載體，在教學(xué)實踐中通過提問、評價和總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，提出出解決問題的新方法，從而提升學(xué)生創(chuàng)新能力的發(fā)展。

1．通過“提問”誘導(dǎo)創(chuàng)新。“提問”是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的關(guān)鍵，從不同的角度提問，啟發(fā)學(xué)生思考問題的解決方法，誘導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新。同時要重視和引導(dǎo)學(xué)生的提問，站在他們的角度，理解問題的提出，從而挖掘問題的“閃光點”，鼓勵其對問題進行再創(chuàng)造，力求達到“標(biāo)新立異”的效果。如在學(xué)習(xí)完紅外傳感器后，教師提問“隨著汽車的普及，交通事故頻繁發(fā)生。假如讓你來設(shè)計汽車，你會做哪些改進？”，問題一提出就有很多同學(xué)建議說：“如果在汽車前方加上紅外線檢測裝置，當(dāng)檢測到前方有物體時就自動減速或者剎車，這樣就可以減少甚至避免交通事故的發(fā)生?！?. 通過“評價”鼓勵創(chuàng)新。在教學(xué)實踐中，及時對學(xué)生的表現(xiàn)進行評價，可以使他們獲得成就感，從而提高學(xué)生的自信心和學(xué)習(xí)機器人的興趣，進而達到鼓勵創(chuàng)新的目的。3．通過“總結(jié)”促進創(chuàng)新。在實踐過程中要及時總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，引導(dǎo)學(xué)生講述自己發(fā)現(xiàn)和存在的問題，讓大家進行質(zhì)疑、思考、討論、提煉新的問題，可以促進創(chuàng)新能力的進一步發(fā)展。

四、如何處理教學(xué)與競賽

在機器人競賽日趨白熱化的情況下，機器人的教學(xué)偏離了其原來方向，教學(xué)內(nèi)容變得以競賽為主，教學(xué)的對象變成“小眾化”，機器人教學(xué)越來越成為為機器人競賽而存在和發(fā)展。造成這種現(xiàn)象的原因有很多，如經(jīng)費投入少、重視成績、師資力量不夠等等，通過以下策略可以緩解和處理教學(xué)與競賽的矛盾：（1）加強投入，合理利用資源。配置實驗室時可將教學(xué)機器人和競賽機器人分開，合理配置硬件資源；另外還可以使用機器人模擬系統(tǒng)，完成機器人教學(xué)任務(wù)，以解決因資金的不足造成受眾“小眾化”。（2）加強機器人課程資源建設(shè)。機器人課程是一個全新的課程，課程內(nèi)容、教學(xué)方法、評價檢測等都很欠缺，加強課程資源建設(shè)可以促進教學(xué)和競賽的發(fā)展，使得教學(xué)與競賽相互依存，教學(xué)為競賽打下基礎(chǔ)，同時競賽促進教學(xué)的開展，實現(xiàn)雙贏。

總之，機器人的教學(xué)發(fā)展還處于初級階段，教材、教法、資源等都還不盡完善，還有許多問題需要我們?nèi)ヌ骄?，我們只有在教學(xué)實踐中不斷探索，不斷發(fā)現(xiàn)、思考和解決問題，優(yōu)化教學(xué)過程，使機器人教學(xué)為學(xué)生的全面發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。

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[4]彭紹東，論機器人教育[J].電化教育研究，2002,(6):3-7.

作者簡介：

孫濤，本科，中學(xué)一級教師，市骨干教師；程麗萍，中學(xué)一級教師，碩士，局優(yōu)秀教師；吳海林，小學(xué)高級教師，本科，區(qū)骨干教師。