機(jī)器人教育分步走

山東省日照港中學(xué) 李棟

機(jī)器人的發(fā)明、研究及應(yīng)用實(shí)踐是以科學(xué)研究和社會(huì)生產(chǎn)為需求的，進(jìn)入教育行業(yè)是其領(lǐng)域的擴(kuò)大與發(fā)展。由于機(jī)器人涉及知識(shí)的廣泛性和技術(shù)的綜合性，使得它對(duì)教育而言具有更多的價(jià)值。

6歲到12歲是培養(yǎng)兒童抽象邏輯思維能力的關(guān)鍵時(shí)期。機(jī)器人工作依靠的是邏輯編程語言，所以機(jī)器人課程能很好地培養(yǎng)孩子的邏輯思維。

編程是以機(jī)器人為平臺(tái)的學(xué)習(xí)內(nèi)容之一，在編程過程中，學(xué)生要了解機(jī)器人的功能、結(jié)構(gòu)和工作原理及各種傳感器，用程序控制傳感器，使機(jī)器人感知外界的環(huán)境信息，并對(duì)感知的信息做出決策和響應(yīng)，以使機(jī)器人完成規(guī)定的任務(wù)。

孩子們可在機(jī)器人搭建和程序設(shè)計(jì)中體會(huì)到科學(xué)探索的樂趣，在動(dòng)手過程中提升分析、解決問題的能力。

根據(jù)各年齡段孩子成長發(fā)展的特點(diǎn)，我在機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐中通過分層次、分模塊、分階段，以不同的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)孩子的各項(xiàng)素質(zhì)和能力。

一、科技興趣階段

本階段一般起始于3歲，適合3歲～5歲的兒童。課程主要通過搭建家居、社區(qū)、城市交通以及動(dòng)物等主題模型，讓孩子在搭建過程中初步了解運(yùn)動(dòng)方式，學(xué)會(huì)基本的生活常識(shí)，養(yǎng)成良好的行為習(xí)慣，并通過搭建模型增強(qiáng)對(duì)世界的好奇心，培養(yǎng)動(dòng)手能力和想象能力。

二、科技啟蒙階段

針對(duì)4歲～6歲兒童，以建筑和交通工具為主題，通過搭建各種不同的主題模型，讓孩子學(xué)會(huì)如何構(gòu)建、認(rèn)知外部事物。在“做”中學(xué)會(huì)觀察，了解建筑的種類、基本結(jié)構(gòu)，初步了解交通工具的運(yùn)動(dòng)方式和工作原理。通過介紹、描述自己搭建的作品，提高語言組織和表達(dá)能力。

三、機(jī)器人入門階段

針對(duì)6歲～8歲兒童，以建筑與初級(jí)的機(jī)械模型為主題。通過搭建不同的建筑物，讓孩子了解建筑的結(jié)構(gòu)特征，如從簡單的平面結(jié)構(gòu)到復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，以及各個(gè)國家不同建筑的風(fēng)格、人文知識(shí)等。

孩子們通過制作相關(guān)的機(jī)械模型，了解杠桿、滑輪、齒輪、軸的用途，掌握初步的機(jī)械知識(shí)，同時(shí)利用簡單的物理知識(shí)發(fā)現(xiàn)、分析、解決現(xiàn)實(shí)中可能出現(xiàn)的問題，初步培養(yǎng)溝通、協(xié)作能力。

四、機(jī)器人基礎(chǔ)階段

針對(duì)7歲～9歲兒童，基于力學(xué)、機(jī)械、電磁等知識(shí)，通過系列模型制作、原理講解、現(xiàn)象演示、生活舉例、拓展探究等，充分了解和掌握與機(jī)器人有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。

這些知識(shí)與現(xiàn)行教育體系中的物理、科學(xué)、自然、數(shù)學(xué)邏輯等知識(shí)高度融合，學(xué)生可直接、形象、深刻地理解和掌握這些知識(shí)，初步培養(yǎng)自身的思維方式、學(xué)習(xí)習(xí)慣、分析問題、解決問題的能力，激發(fā)探索和創(chuàng)新的潛能。

五、機(jī)器人進(jìn)階階段

針對(duì)10歲～12歲兒童，本階段將為孩子們打開一扇通往人工智能的大門。孩子們不但要組裝機(jī)器人，還要編寫運(yùn)行程序，讓機(jī)器人具有思想，能夠按照編寫的程序運(yùn)動(dòng)或工作。另外，還要給機(jī)器人添加各種傳感器，編寫傳感器控制程序，讓機(jī)器人和周圍的環(huán)境相互“溝通”。為了控制機(jī)器人的動(dòng)作，還需學(xué)習(xí)控制機(jī)器人的舵機(jī)。

六、機(jī)器人提高階段

本階段以通過參加機(jī)器人競(jìng)賽提高能力和水平為主，適合在機(jī)器人學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出濃厚興趣和機(jī)器人技術(shù)特長的孩子。

機(jī)器人競(jìng)賽是多種機(jī)器人技術(shù)的綜合競(jìng)爭，涉及機(jī)器人機(jī)械、電子、傳感器、軟件控制等技術(shù)，所以本階段將是前期學(xué)習(xí)的深化和升華。課程緊扣機(jī)器人大賽項(xiàng)目，在廣度和深度上學(xué)習(xí)多種傳感器的控制、機(jī)器人混合編程以及人形機(jī)器人的控制技術(shù)。

本階段的最終目的是讓孩子通過參加國內(nèi)和國際的機(jī)器人競(jìng)賽，充分展示自身分析問題、解決問題的能力，以及探索創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。

作為增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，提升創(chuàng)新能力訓(xùn)練的有效工具，機(jī)器人在教育界逐漸得到認(rèn)同。機(jī)器人教育已經(jīng)成為呼聲很高的創(chuàng)新教育平臺(tái)，并且正在大踏步地走向基礎(chǔ)教育。

為使肩負(fù)未來社會(huì)重任的學(xué)生們能夠成長為具有創(chuàng)新能力的人才，我將在機(jī)器人教育中繼續(xù)探索。