小學(xué)機(jī)器人教學(xué)實(shí)踐與探索

汾陽(yáng)市禹門河小學(xué) 任應(yīng)斌 王一軍 薛 峰

習(xí)近平總書記指出“惟創(chuàng)新者進(jìn)，惟創(chuàng)新者強(qiáng)，惟創(chuàng)新者勝”。創(chuàng)新是新學(xué)生核心素養(yǎng)之核心。我校機(jī)器人教學(xué)以“提高學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來發(fā)展需求的基本素質(zhì)”為目標(biāo)，通過教師講授、輔導(dǎo)，學(xué)生組裝、編程學(xué)習(xí)等方式，讓學(xué)生掌握機(jī)械、結(jié)構(gòu)、、和信息科學(xué)的相關(guān)知識(shí)。學(xué)生研究機(jī)器人的過程是——發(fā)現(xiàn)問題溯源，辨析問題實(shí)質(zhì)、設(shè)計(jì)解決問題方案、默契團(tuán)隊(duì)協(xié)作，最后采用一定方式呈現(xiàn)解決問題的結(jié)果的過程。這是學(xué)習(xí)真正發(fā)生的過程，也是撬動(dòng)課堂改革的支點(diǎn)。通過知與行渾然一體的活動(dòng)，不僅激發(fā)了孩子們的科技意識(shí)和創(chuàng)新精神，更培養(yǎng)他們的動(dòng)手實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，使科技筑夢(mèng)的種子在孩子們心中萌芽成長(zhǎng)......

汾陽(yáng)市禹門河小學(xué)師生通過兩年多的實(shí)踐與探索，已初見成效：學(xué)校機(jī)器人社團(tuán)先后榮獲山西省第十七屆中小學(xué)生電腦制作活動(dòng)機(jī)器人競(jìng)賽小學(xué)組一等獎(jiǎng)、十八屆中小學(xué)生電腦制作活動(dòng)機(jī)器人競(jìng)賽小學(xué)組冠軍；2017年11月18日，一場(chǎng)屬于孩子的教育機(jī)器人嘉年華——世界教育機(jī)器人大賽（WER）2017 賽季世錦賽在上海舉行，學(xué)校機(jī)器人團(tuán)隊(duì)技?jí)喝盒圻b遙領(lǐng)先，一舉獲得WER 世錦賽積木教育機(jī)器人賽小學(xué)組冠軍。

寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。我校機(jī)器人教學(xué)工作以社團(tuán)點(diǎn)提升和普及面推廣兩個(gè)階段逐步實(shí)施。

一、機(jī)器人社團(tuán)教學(xué)模式

在我?！耙粚?dǎo)三習(xí)”教學(xué)模式引領(lǐng)下，機(jī)器人社團(tuán)以人為本積極探索任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在機(jī)器人教學(xué)中的應(yīng)用，基本建立以任務(wù)設(shè)計(jì)為關(guān)鍵，學(xué)生自主學(xué)習(xí)為基礎(chǔ)，探究合作為核心，展示交流為特征的新教學(xué)模式，充分體現(xiàn)自主、合作、探究、展示的新課堂教學(xué)改革理念。具體教學(xué)環(huán)節(jié)是：

1.創(chuàng)設(shè)情景

教師根據(jù)生活、生產(chǎn)情境編制一些任務(wù)模型。

2.確定任務(wù)

教師制定完成任務(wù)的規(guī)則、要求，演示操作過程。

3.自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)

學(xué)生根據(jù)任務(wù)模型、規(guī)則要求、所處位置進(jìn)行研究，首先學(xué)生根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、已有知識(shí)自主搭建完成任務(wù)所需的裝置，在搭建過程中每個(gè)成員要先發(fā)表自己的想法、做法，然后隊(duì)友之間討論交流，形成定案，然后再研究機(jī)器人如何走線，確定路線之后，分工完成搭建和編程，最后進(jìn)行機(jī)器人的調(diào)試，這還得需要不斷調(diào)試，試錯(cuò)。

4.展示交流

任務(wù)完成之后，小組成員要對(duì)他們的搭建，編程進(jìn)行展示，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)不同的小組他們的搭建和編程是不一樣的，這里面反映了學(xué)生的思維，空間想象，創(chuàng)造力，

5.效果評(píng)價(jià)

最后教師要對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、機(jī)器人的設(shè)制，完成任務(wù)的情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，指出成功與不足。

二、機(jī)器人普及教學(xué)

為了使更多的學(xué)生能夠適應(yīng)未來信息時(shí)代的要求，我校機(jī)器人教學(xué)將通過社團(tuán)“點(diǎn)”提升階段的實(shí)踐探索繼續(xù)延伸，通過普及“面”推廣讓機(jī)器人走進(jìn)更多孩子的心中。

2018年3月，我校積極推行《禹門河小學(xué)機(jī)器人創(chuàng)客教育普及項(xiàng)目教學(xué)綱要》，編寫了《小學(xué)教育機(jī)器人基礎(chǔ)搭建課程—初級(jí)教材》并在一年級(jí)全面開展機(jī)器人教學(xué)，這也為我校全面實(shí)施創(chuàng)客機(jī)器人教育奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.課程實(shí)施

（1）從2018年春季學(xué)期開始，我校在小學(xué)一年級(jí)開展機(jī)器人普及教學(xué)，課程安排每周一次，每次兩節(jié)連堂，真正做到科普教育遍地開花，全校普及。通過機(jī)器人普及教學(xué)，讓更多的學(xué)生都能認(rèn)識(shí)機(jī)器人，都會(huì)制作機(jī)器人，了解科技創(chuàng)新的奧秘，體驗(yàn)到智能化帶給我們生活的便利。通過在全校各年級(jí)開展科技普及課程，真正做到將我校建設(shè)成為科創(chuàng)校園、科普基地。

2.教學(xué)方法

根據(jù)本課程的特點(diǎn)，我們將機(jī)器人普及課程教學(xué)的方法統(tǒng)一為：任務(wù)驅(qū)動(dòng)、新知教授、實(shí)踐應(yīng)用。

（1）任務(wù)驅(qū)動(dòng)。教師根據(jù)每節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，合理地設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)。課時(shí)安排為每周兩節(jié)課，兩個(gè)課時(shí)已經(jīng)足夠?qū)W生完成一個(gè)作品的制作。學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，進(jìn)行問題分析、問題解決、小組討論等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，引起認(rèn)知沖突，以便引入新知。

（2）新知教授。學(xué)生將任務(wù)進(jìn)行仔細(xì)剖析，然后教師根據(jù)學(xué)生反映的問題，引出本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。由于機(jī)器人普及課程的特殊化，我們可以將每個(gè)新知（一般的傳感器的應(yīng)用）分為“是什么、有什么作用、怎么使用、應(yīng)用了哪些學(xué)科知識(shí)”幾個(gè)部分。學(xué)生通過以上幾個(gè)部分可以較為深入地認(rèn)識(shí)每一個(gè)固件，也可以擴(kuò)展學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)作。由淺入深、理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生能更多地將學(xué)習(xí)貼近生活，將生活的問題搬進(jìn)學(xué)習(xí)中來。

（3）實(shí)踐應(yīng)用。在一段時(shí)間的教學(xué)內(nèi)，積極組織學(xué)生進(jìn)行小組競(jìng)賽。教師應(yīng)設(shè)計(jì)與生活相關(guān)的主題，讓學(xué)生將生活與學(xué)習(xí)有效聯(lián)系起來，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生體會(huì)生活、觀察生活的目的，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、探索科學(xué)的精神。

3.評(píng)價(jià)方式

（1）評(píng)價(jià)主體多維化：改變單一評(píng)價(jià)主體的現(xiàn)狀，指導(dǎo)學(xué)生自評(píng)、互評(píng)。由于作品要求體現(xiàn)各個(gè)小組的創(chuàng)新性及與實(shí)際生活的相聯(lián)系性，因此我們還可以請(qǐng)學(xué)科以外的教師、學(xué)生甚至家長(zhǎng)對(duì)作品進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（2）評(píng)價(jià)內(nèi)容多元化：不僅評(píng)價(jià)課內(nèi)所學(xué)，還要評(píng)價(jià)課外的實(shí)踐；不僅評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容的理解掌握情況，還應(yīng)著重考查學(xué)生對(duì)生活中細(xì)節(jié)的把握程度和將理論與實(shí)際相聯(lián)系的能力。

（3）評(píng)價(jià)過程動(dòng)態(tài)化：評(píng)價(jià)不僅僅關(guān)心的是學(xué)生制作了多少作品、制作的作品創(chuàng)新性有多高，更應(yīng)注重學(xué)生發(fā)展的過程。在學(xué)習(xí)中建立機(jī)器人普及課程的學(xué)生學(xué)習(xí)工程冊(cè)，將學(xué)生分解問題、問題解決建議、提出和學(xué)生作品展示記錄下來，讓學(xué)生能力的提高建立在存量基礎(chǔ)之上，遵循循序漸進(jìn)的發(fā)展過程。

（4）評(píng)價(jià)形式多樣化：除了在課堂上進(jìn)行評(píng)價(jià)之外，還應(yīng)該組織學(xué)生進(jìn)行作品展示、參加競(jìng)賽。讓學(xué)生通過成績(jī)的獲得，感受到成功的喜悅。

未來，我們將通過組織和指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人相關(guān)軟硬件知識(shí),了解未來機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)，搭建中思考，合作中成長(zhǎng)，實(shí)踐探究中生成知識(shí)，讓信息化教育撬動(dòng)課堂教學(xué)改革，達(dá)到全面推進(jìn)素質(zhì)教育的目的，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)真正發(fā)生，努力成為未來機(jī)器人科技領(lǐng)域的開拓者和引領(lǐng)者。