“變形金剛”走進科學課堂——小學機器人校本課程建設探索

江蘇省南京市金陵中學河西分校 馬曉寅

21世紀高科技的集成體毫無疑問是智能機器人，它是科學、數學、力學、電子、機械、計算機、人工智能、通信等等的融合。目前，很多發(fā)達國家已經開始開展智能機器人比賽，以此促進創(chuàng)新教育。機器人教學的優(yōu)勢是既可以迅速傳播信息，也可以增強學生創(chuàng)新思維。提高學生的動手能力、協作能力、綜合素質等等。

一、小學機器人課程開展的重要性

1.小學機器人課程開展對小學生學習的重要性。

據美國著名研究專家托蘭斯結論：針對小學生群體進行創(chuàng)造教育，可以加快小學生創(chuàng)造力發(fā)展。這其中必然依賴科學教師的正確引導，逐步提高學生的創(chuàng)新和實踐能力。通常，處于小學階段的學生都具有極強的好奇心，喜歡動手，這時開展豐富多彩的機器人課程或比賽，可以使他們的動手能力、創(chuàng)造能力得到發(fā)展，養(yǎng)成較好的重理論、抓實踐的學習習慣。

2.小學機器人課程開展對開展科學技術教育的重要性。

前面已經提到過，智能機器人是尖端科技的集成體，它綜合了多種學科的發(fā)展成果，同時也覆蓋了科學技術多個領域，開展小學機器人課程也為小學科學技術課程注入新的活力，通過豐富、有趣的機器人課程引領學生進入一個充滿想象力的、激動人心的機器人世界，有效地克服科學技術教育的某些弊端。比如，過于強調軟件工具應用，缺失程序設計思維素質等。對科學技術教育的深入意義非凡。

二、小學機器人校本課程建設的意義

一個民族的進步取決于創(chuàng)新，它是國家發(fā)展源源不斷的動力。所以，我們應大力開展機器人教育，從娃娃抓起，培養(yǎng)出適應激烈競爭的、具有創(chuàng)造力的新型人才。

1.小學機器人校本課程建設有利于增加學生的科技創(chuàng)新興趣。

目前，教育學家研究的難題在于如何開發(fā)學生智力。機器人課程的建設能很好地解決這個難題。由于機器人設計面較廣，在學習過程中，必須學生積極配合，主動加入，一方面掌握了理論知識，一方面鍛煉了動手操作能力，使之對科學知識產生興趣，在循序漸進的過程中激發(fā)學生的創(chuàng)作欲、求知欲。

2.小學機器人校本課程建設有利于增強學生的科技創(chuàng)新意識。

任何創(chuàng)作的前提都是基于創(chuàng)作意識。只有具備比較完善的創(chuàng)作思維，才能創(chuàng)造出比較完美的作品，獲得較高的創(chuàng)作成果。小學機器人課程建設強調了自主式和開放式的重要性，使學生作為主體滲入到課程中來，充分滿足他們該年段的表現欲，激勵他們大膽猜想、發(fā)揮想象、鍛煉意志、培養(yǎng)堅強品質，逐步提高科技創(chuàng)新意識。

3.小學機器人校本課程建設有利于培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新能力。

機器人課程的特色在于變學生客體為主體，被動為主動，每項任務全程由學生自主動手獨立完成，這充分鍛煉了學生的獨立思考能力、解決問題能力。學生通過自主選擇材料，發(fā)揮自己的動手能力，運用不同的算法進行編程，逐步養(yǎng)成愛思考、愛動手、愛設疑、愛解疑的良好學習習慣，綜合培養(yǎng)了個人的設計能力、實踐操作能力，為創(chuàng)新教育打下堅實的基礎。

三、機器人教學實例

在學習科學課四年級下冊《運動的快慢》一課時，為了讓學生直觀地感受到物體運動速度的變化，我特地帶學生一起來到學校中學部的機器人室，結合科學課程進行了一次機器人教學，具體的流程如下：

1.將本班學生分成六個小組，設定1米無障礙的路程，學生計算得出機器人通過此路程需要行走的步數，輪流進行編程；

2.設定2米有障礙的路程，要求機器人必須繞過障礙物，走到終點，學生分別進行編程；

3.機器人行走比賽，把已經編程好的機器人放置場地進行行走比賽，要求機器人不能碰到障礙物，評判機器人達到終點時間最短，且繞過障礙物則取勝，并進行一二三等獎的頒發(fā)；

4.總結機器人比賽經驗，小組分別派代表發(fā)表總結意見。

在本次活動中我發(fā)現，同學們對這樣的上課形式非常感興趣，學習效率很高，自主探究的熱情也空前高漲。這為我今后在科學課程中適當地引入機器人教學增強了信心。我認為可以在研究物體運動、力等課程的時候加入一些適宜的機器人進行講解教學，這樣可以形象化地讓學生直觀感受研究的問題，便于學生更好地理解課堂內容。

本文通過研究科學課部分課程提出機器人教學策略，探索機器人教學模式，使理論充分結合實際。實踐證明，我們的努力是有成效的，為小學生科學素養(yǎng)貢獻自己的一份力量。我相信在我們教師的共同努力下，機器人教學必將成為科學課的一部分被納入常規(guī)教學，希望我國的機器人教育能走向世界前列。

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