農(nóng)村小學(xué)如何開展機(jī)器人教學(xué)

谷政

【摘 要】 目前機(jī)器人技術(shù)已走進(jìn)我國大部分的省市中小學(xué)信息技術(shù)課程，機(jī)器人競賽也已成為我國青少年活動的第一品牌，機(jī)器人教育也隨之被學(xué)校、家長以及社會認(rèn)可和推崇，特別是在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科技素養(yǎng)方面展現(xiàn)了它獨(dú)有的特性。

【關(guān)鍵詞】 科技；創(chuàng)新；機(jī)器人；信息素養(yǎng)

隨著創(chuàng)新科技的發(fā)展，機(jī)器人這一科學(xué)技術(shù)的前沿領(lǐng)域也得到飛速發(fā)展，大多教授預(yù)言，本世紀(jì)將是機(jī)器人的時代。在農(nóng)村小學(xué)中進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)，不僅可以普及信息技術(shù)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，同時也可培養(yǎng)開發(fā)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新意識，讓學(xué)生在玩中學(xué)，在學(xué)中玩。

目前機(jī)器人技術(shù)已走進(jìn)我國大部分的省市中小學(xué)信息技術(shù)課程，機(jī)器人競賽也已成為我國青少年活動的第一品牌，機(jī)器人教育也隨之被學(xué)校、家長以及社會認(rèn)可和推崇，特別是在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科技素養(yǎng)方面展現(xiàn)了它獨(dú)有的特性。但因為經(jīng)費(fèi)、教師、場地等緣故，目前僅有少數(shù)學(xué)校開展了電腦機(jī)器人課程，而且也僅限于幾個班或者少數(shù)年級，全面普及機(jī)器人教育的學(xué)校數(shù)量很少，絕大多數(shù)是以課外興趣小組、學(xué)科整合等方式存在，這樣就局限了機(jī)器人教育在農(nóng)村小學(xué)教育中所發(fā)揮的特性和價值。如何讓農(nóng)村學(xué)生玩轉(zhuǎn)機(jī)器人是值得所有教師思考的問題。本人從參加機(jī)器人世錦賽，通過參加樂高、紫光、創(chuàng)諾機(jī)器人的比賽讓農(nóng)村學(xué)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(xié)調(diào)的關(guān)系。從一個省機(jī)器人輔導(dǎo)員到競賽裁判員及我們學(xué)生取得的成績，談?wù)勣r(nóng)村小學(xué)如何開展機(jī)器人教學(xué)：

一、激發(fā)興趣，寓教于樂

農(nóng)村小學(xué)機(jī)器人的教學(xué)與信息技術(shù)課教學(xué)有很大的不同，涉及軟、硬件的知識較多，每一樣機(jī)器人都掌握的可能性不大。而不同年齡的學(xué)生對機(jī)器人的認(rèn)識程度也不同，他們的思考方式、學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)需求也不一樣。

目前我國小學(xué)生機(jī)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(jī)器人進(jìn)入小學(xué)課堂教學(xué)，可探索的空間很大，學(xué)生很容易掌握。所以在教學(xué)小學(xué)紫光機(jī)器人時，任務(wù)設(shè)計不要過大，先用一些小的任務(wù)激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，形成需要和動機(jī)。激發(fā)強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣情況下，共同發(fā)展，享受成功的喜悅，鼓勵他們合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生在玩中掌握程序的奧秘。同時小學(xué)階段中不應(yīng)對一些科學(xué)原理作深究，任務(wù)設(shè)計中可隱藏，為將來中學(xué)教育作鋪墊只要點(diǎn)到即止。在編程上難度也不宜過高，教師可讓學(xué)生在輕松活潑的學(xué)習(xí)中知道什么是程序，什么叫判斷，計算機(jī)程序是如何工作的，如何編一個程序讓機(jī)器人服從指揮。也可以教師將編好的程序讓學(xué)生模擬學(xué)習(xí)，參考運(yùn)用，這樣學(xué)生也能很快上手。并且提供一些比賽場地給學(xué)生實(shí)踐，讓農(nóng)村學(xué)生真正玩轉(zhuǎn)機(jī)器人。

二、因地制宜，全員參與

農(nóng)村小學(xué)開設(shè)機(jī)器人課要考慮學(xué)生人多，機(jī)房地方小的特點(diǎn)，應(yīng)因地制宜，建設(shè)適合自己學(xué)校的機(jī)器人教室。設(shè)計的任務(wù)可在小范圍內(nèi)實(shí)施，例如在地上：也可安排在教室后面的場地，可以根據(jù)設(shè)計項目改變地面顏色，添加標(biāo)志，添加障礙物，增加擋板等，只要靈活運(yùn)用就能達(dá)到一個場地多種用途。例如：利用完成“8字循環(huán)”的任務(wù)，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(dāng)然沒有條件的農(nóng)村學(xué)?？梢杂煤谀z布貼出軌跡進(jìn)行光感的訓(xùn)練。如果教室空間比較大，可以考慮機(jī)房場地一體型，計算機(jī)沿墻壁擺放，用教室中間作為場地，這樣學(xué)生的活動空間比較大，便于管理。

如果機(jī)房小，學(xué)生多，有空房間的學(xué)?？梢钥紤]場地分離型，用現(xiàn)有的機(jī)房講課學(xué)習(xí)，在鄰近的房間安排實(shí)驗場地。

三、萌生靈感，合作交流

學(xué)生在動手制作機(jī)器人過程中，由于要考慮是農(nóng)村孩子，平時家里基本沒有機(jī)器人，那需要激發(fā)孩子們的靈感，并不是讓學(xué)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(zhuǎn)機(jī)器人，需要激發(fā)孩子們強(qiáng)烈的好奇心和旺盛的求知欲，能驅(qū)使學(xué)生主動思考，從而提出獨(dú)創(chuàng)性思想。通過任務(wù)中的人為設(shè)置，激發(fā)學(xué)生驚奇，疑問等思維活動，誘導(dǎo)他們有選擇地、主動頻繁地去觀察和研究要完成任務(wù)。通過多種款型虛擬機(jī)器人的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生好奇心和求知欲。在機(jī)器人學(xué)習(xí)中，合作學(xué)習(xí)也是一種非常好的學(xué)習(xí)方式。如何處理好其中的關(guān)系也是我們?nèi)蝿?wù)設(shè)計的目標(biāo)。在這期間，不但要求同學(xué)間配合默契，還需要他們在合作中交流心得，最終完成設(shè)計目標(biāo)。

四、教材設(shè)定，志向長遠(yuǎn)

根據(jù)我校取得成績以及農(nóng)村學(xué)生自身發(fā)展規(guī)律，小學(xué)低年級機(jī)器人教學(xué)應(yīng)以動手搭建一些物品，比如：wedo；中年級可選擇些簡單的機(jī)械、動力機(jī)械并簡單的學(xué)習(xí)機(jī)器人編程，比如：創(chuàng)諾、紫光機(jī)器人；高年級通過機(jī)器人編程的學(xué)習(xí)可適當(dāng)選擇項目挑戰(zhàn)，如變廢為寶，綠色城市等。根據(jù)本人機(jī)器人教學(xué)經(jīng)驗以及我校校本教材開設(shè)的情況建議如下：

1.機(jī)器人技術(shù)之搭建結(jié)構(gòu)。一、二年級學(xué)生雖然已經(jīng)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(shè)定主要目標(biāo)是讓學(xué)生有個搭建結(jié)構(gòu)的概念，比如：汽車制作、起重器的運(yùn)轉(zhuǎn)、會叫的獅子、球門運(yùn)動員及美麗的房子等。

2.機(jī)器人技術(shù)之簡單機(jī)械。從三、四年級開始，學(xué)生進(jìn)入少年期，此時會出現(xiàn)一種強(qiáng)烈要求獨(dú)立和擺脫控制的欲望，學(xué)習(xí)需要拿出真本事。教材設(shè)置的目標(biāo)是研究簡單機(jī)械組合，介紹舵機(jī)、馬達(dá)、杠桿運(yùn)用原理和技巧。

3.機(jī)器人技術(shù)之編程入門。在五、六年級階段，小學(xué)信息技術(shù)有紫光機(jī)器人的課時學(xué)習(xí)，如果將這些語言的學(xué)習(xí)和機(jī)器人編程結(jié)合起來，學(xué)生不光學(xué)得有興趣而且學(xué)得很輕松。比如：《曲線走圓》、《直行》等，通過學(xué)生一遍一遍地修改程序，一遍遍調(diào)試，真是寓教于樂。

只有讓農(nóng)村學(xué)生都參與進(jìn)來，孩子們在動手積極構(gòu)建事物時，就能發(fā)揮自己的潛能，在學(xué)中玩，在玩中學(xué)，這樣不僅培養(yǎng)學(xué)生對自動化、智能化的興趣，還能提高學(xué)生的信息素養(yǎng)，為孩子的未來發(fā)展打下堅實(shí)創(chuàng)新基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]周雪.初中機(jī)器人教學(xué)中的合作活動設(shè)計[D].華東師范大學(xué)2008年

[2]付慶科.中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)支持環(huán)境研究[D].華南師范大學(xué)

[3]孫永勝.論初中學(xué)生科技創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[D].華中師范大學(xué)2012年

[4]邱雅番.項目教學(xué)法應(yīng)用于基于機(jī)器人的通用技術(shù)教學(xué)的研究[D].福建師范大學(xué)2012年