王俊卿

“機(jī)器人教育要求學(xué)生要在對機(jī)器人的搭建和編程中學(xué)會創(chuàng)造性地思考問題，培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐能力?！保?］我國的機(jī)器人教育在取得許多成績的同時也存在一些問題，通過思考和分析，提出一些建議和解決策略，希望能為小學(xué)機(jī)器人教育的順利開展提供幫助。

一、機(jī)器人教育中存在的問題

我國學(xué)校眾多，機(jī)器人教育的發(fā)展參差不齊，存在的問題有:

第一，學(xué)校和社會對機(jī)器人比賽的重視度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)器人教育本身。過分看重機(jī)器人比賽成績，將比賽成績看得高于一切。機(jī)器人比賽的初衷是通過舉辦機(jī)器人比賽激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，從而鍛煉動手能力，提高創(chuàng)新能力和培養(yǎng)創(chuàng)新精神。然而，當(dāng)大家把比賽成績看得高于一切時，機(jī)器人比賽也就失去了它本身的意義。賽場上精彩的較量應(yīng)該是學(xué)生創(chuàng)新能力的體現(xiàn)，不能讓學(xué)生成為比賽的工具，競賽的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

第二，大家對機(jī)器人教育比較關(guān)注，但是依然將學(xué)生的主科學(xué)習(xí)成績看成重中之重。雖然部分學(xué)生家長已經(jīng)意識到不能讓學(xué)生死讀書，意識到課外活動對于拓展學(xué)生視野的重要性，但是，當(dāng)對學(xué)習(xí)與課外活動進(jìn)行選擇時，往往還是會選擇前者。對學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人教育、訓(xùn)練的時間少之又少，學(xué)生不能參加實(shí)踐，還談什么創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?

第三，機(jī)器人教育沒有融入正規(guī)的教育體系。機(jī)器人教育需要大筆的資金投入，不是所有的學(xué)校都能給予財力支持。在師資方面，現(xiàn)在的小學(xué)里一般沒有專職從事機(jī)器人教學(xué)的教師，教學(xué)內(nèi)容、教法全靠教師自己鉆研、探索。

二、對機(jī)器人教育的探討

機(jī)器人教育給學(xué)生提供了一個充分發(fā)揮想象力和解決問題的空間，在培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力方面展現(xiàn)出其獨(dú)有的特性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維能力、綜合應(yīng)用能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才、推進(jìn)素質(zhì)教育開辟了新途徑。在開展機(jī)器人教育過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):

(一)提高認(rèn)識，轉(zhuǎn)變觀念

雖然機(jī)器人教育在不少學(xué)校都已經(jīng)展開，但是，很多學(xué)校都把機(jī)器人教育作為課外興趣小組的活動內(nèi)容，或者只為參賽而設(shè)立，實(shí)際上機(jī)器人教育并沒有得到真正的普及。因此，機(jī)器人教育的發(fā)展需要教育主管部門和學(xué)校給予充分的關(guān)注、協(xié)調(diào)和引導(dǎo)。同時，教師要轉(zhuǎn)變觀念，要把機(jī)器人教育當(dāng)成是常規(guī)課程，在具體研究機(jī)器人教學(xué)時，可以采用新課程評價標(biāo)準(zhǔn)的三維目標(biāo)來確定機(jī)器人教育的價值和意義，讓每個教師都認(rèn)識到，機(jī)器人教育的引入，給學(xué)生帶來更寬廣的發(fā)展平臺，這是其他課程無法替代的。

(二)加強(qiáng)場地建設(shè)和對興趣小組的培養(yǎng)

為了推進(jìn)機(jī)器人教育的發(fā)展，學(xué)?？梢愿鶕?jù)具體情況建立機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，或者直接利用現(xiàn)有的電腦室來開展機(jī)器人課程。學(xué)校要重視機(jī)器人教育的發(fā)展，配備相應(yīng)的設(shè)備，為開展機(jī)器人教學(xué)提供條件。為了在全校范圍內(nèi)普及機(jī)器人教育，讓更多的學(xué)生掌握機(jī)器人技術(shù)，除了開展正常的教學(xué)外，還可以開設(shè)校本課程，成立課外興趣小組，通過多種途徑，形成全校學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人的熱潮，讓每個學(xué)生對機(jī)器人不再陌生。選拔一批對機(jī)器人感興趣、學(xué)習(xí)能力及動手能力強(qiáng)的學(xué)生，組成機(jī)器人培優(yōu)班。通過開展機(jī)器人教育活動，激起學(xué)生對科技的興趣，多動手、多動腦，培養(yǎng)他們的動手實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新能力，推動機(jī)器人教育的發(fā)展。

(三)優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)課程建設(shè)

機(jī)器人教育應(yīng)該與當(dāng)前的基礎(chǔ)教育課程改革相結(jié)合，機(jī)器人教育在學(xué)校的開展離不開課程的支持。在已開展機(jī)器人教育的學(xué)校中，大部分學(xué)校都是為了參賽而開課，使用的教材也不夠規(guī)范，沒有全國統(tǒng)一的課程標(biāo)準(zhǔn)，缺少課程與教學(xué)專家的參與和指導(dǎo)，教學(xué)缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性。同時，很多學(xué)校的機(jī)器人教學(xué)根本無法保證課時數(shù)，有時候利用課外時間進(jìn)行。因此，為了加快機(jī)器人教育發(fā)展，應(yīng)開設(shè)機(jī)器人課程及機(jī)器人校本課程，讓機(jī)器人教學(xué)與其他學(xué)科一樣，安排一定的課時數(shù)，配備專門的教室和設(shè)備，使用統(tǒng)一的教材，擁有統(tǒng)一的課程標(biāo)準(zhǔn)，在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行整合和優(yōu)化，從而促進(jìn)機(jī)器人課程建設(shè)。

開展形式。目前，絕大多數(shù)學(xué)校開展機(jī)器人教育多借助興趣小組的形式，實(shí)行的是一種小班教學(xué)模式，優(yōu)勢在于輔導(dǎo)教師能夠全面地照顧到參與學(xué)習(xí)的每一位學(xué)生。就目前學(xué)校條件而言，興趣小組是最佳的教育形式，它能在保證師生充分交流的前提下，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)造思維的發(fā)展。

學(xué)習(xí)內(nèi)容。目前，機(jī)器人項(xiàng)目主要包含F(xiàn)TC、BOTBALL、ROBORAVE、FLL 工程挑戰(zhàn)賽、WRO、機(jī)器人搬運(yùn)、機(jī)器人創(chuàng)意賽、多變彩虹燈、計(jì)時交通燈等，涉及到高中、初中、小學(xué)各個學(xué)段。小學(xué)階段主要涵蓋FLL工程挑戰(zhàn)賽、機(jī)器人創(chuàng)意賽、多變彩虹燈等，其中創(chuàng)意機(jī)器人項(xiàng)目是普及類的機(jī)器人科技種類，其操作簡易，成本相對較低，是適合各學(xué)校開展的種類。創(chuàng)意機(jī)器人項(xiàng)目可以提供豐富的材料，讓學(xué)生來開發(fā)自己的創(chuàng)造性思維，完成所提供材料的組裝。要注意的是該項(xiàng)目并不提供操作說明，這就意味著學(xué)生的組裝成果會是多種多樣的，只要按要求完成最終的操作任務(wù)即可。這類開放性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，更有益于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

(四)提升教師的專業(yè)化水平

“由于信息技術(shù)推陳出新，機(jī)器人教育也與時俱進(jìn)，這就要求從事機(jī)器人教學(xué)的教師的教育觀念和技術(shù)都要緊跟信息時代的節(jié)奏變化，充分挖掘?qū)W生的聰明才智，積極引導(dǎo)學(xué)生開展活動，開拓學(xué)生的創(chuàng)新思維來獲取新的知識。”［2］機(jī)器人教育的發(fā)展離不開機(jī)器人教師的發(fā)展，要完成和實(shí)現(xiàn)機(jī)器人教育的教學(xué)目標(biāo)，教機(jī)器人課的教師必須具有精深的專業(yè)知識，這是開展機(jī)器人教育的有力保障。但是，在很多學(xué)校，教機(jī)器人課的教師都是由信息技術(shù)或通用技術(shù)教師來兼任的，因此，提升教師的專業(yè)化水平成為當(dāng)務(wù)之急。國家應(yīng)該在師范院校設(shè)立相應(yīng)的機(jī)器人教育專業(yè)，培養(yǎng)與中小學(xué)對口的機(jī)器人課程教師，才能更好地推動未來機(jī)器人教育的發(fā)展。目前的兼課教師可以通過參加各級組織的機(jī)器人課程培訓(xùn)、到其他學(xué)校參訪等方式，提高自己的教學(xué)水平，積累經(jīng)驗(yàn)。我校的做法是首先堅(jiān)持集體備課，其次在教學(xué)時采取助教制，即由兩個教師一起上課，一位在臺上講課，一位在下面協(xié)助教學(xué)，以便及時發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的問題。特別是在搭建機(jī)器人的過程中，既能及時解決學(xué)生的困難，也能較好地管理機(jī)器人器材。同時，為了調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，我們精心設(shè)計(jì)每一節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，讓每一個學(xué)生都能參與到課堂中來，讓他們都能夠樂于動手，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，更好地推動了學(xué)校機(jī)器人教育的發(fā)展。

三、在機(jī)器人教育實(shí)踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力

在小學(xué)階段進(jìn)行機(jī)器人教育，既滿足了學(xué)生濃厚的興趣，激發(fā)出學(xué)生的積極性，又拓展了課本知識，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。我們做了以下探索:

(一)激發(fā)興趣，創(chuàng)新思維

興趣是學(xué)生學(xué)習(xí)的首要因素，因此在機(jī)器人教育的初始階段，教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)便放在了激發(fā)與培養(yǎng)興趣方面。在選擇學(xué)生時，應(yīng)先將機(jī)器人創(chuàng)意賽的相關(guān)規(guī)則向?qū)W生講解明白，然后把相關(guān)器材呈現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生思考如下幾個問題:看到這些器材，你的第一感覺如何?你對哪些器材最感興趣?挑選出你最感興趣的器材，說一說你打算用它們做什么?學(xué)生經(jīng)過一系列的思考，在鍛煉了創(chuàng)造思維能力的同時，教師也能從中了解學(xué)生的基本素養(yǎng)，以便進(jìn)一步篩選，保證機(jī)器人教育的順利進(jìn)行。這樣完全開放式的思維訓(xùn)練，誘發(fā)學(xué)生創(chuàng)造思維的養(yǎng)成，學(xué)生根據(jù)一堆凌亂的機(jī)器人零件，在根本沒有組裝說明書的情況下，自己去思考需要用到哪些零部件，每一個零部件用到哪個位置，怎樣實(shí)現(xiàn)每一個零部件的作用，這樣的思維過程對學(xué)生創(chuàng)造力的鍛煉尤其有效。

(二)手腦結(jié)合，創(chuàng)新實(shí)踐

對于小學(xué)生而言，過多的理論知識學(xué)習(xí)并沒有太多的用處，反而會加重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，學(xué)習(xí)效果當(dāng)然也就不理想。機(jī)器人教育重在動手實(shí)踐，注重學(xué)生動手能力的鍛煉，讓學(xué)生在自主操作過程中習(xí)得新知。在開展機(jī)器人教育的過程中，秉承手腦結(jié)合的原則，鼓勵學(xué)生多思考，并把自己的想法借助雙手表現(xiàn)出來。對于相關(guān)的器材，學(xué)生首先思考這樣的器材能做什么，它可以跟哪一類器材搭配起來使用，還可以增加哪些自備的器材(比如主題是環(huán)保，那么自備的一些易拉罐能否用得上)。腦子想到，手就要去操作，去驗(yàn)證自己的想法是成功還是失敗。手腦結(jié)合，不斷地去思考、嘗試、修改。這樣一個思考、嘗試、再思考、再嘗試的過程，其實(shí)質(zhì)就是一個培養(yǎng)創(chuàng)新思維的實(shí)踐過程。

(三)合作探究，創(chuàng)新成果

在小學(xué)生機(jī)器人教育過程中，合作學(xué)習(xí)可以起到很好的效果。結(jié)合機(jī)器人教育本身的特點(diǎn)，一定要讓所有的學(xué)生都參與到學(xué)習(xí)活動中去，學(xué)習(xí)的整個過程盡可能交給學(xué)生，使學(xué)生有充足的空間去發(fā)揮，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的合作學(xué)習(xí)環(huán)境。教師在這個過程中充當(dāng)學(xué)習(xí)輔導(dǎo)者、組織者、學(xué)習(xí)伙伴，對學(xué)生的合作學(xué)習(xí)給予必要的引導(dǎo)。在創(chuàng)意機(jī)器人輔導(dǎo)過程中，筆者提前為學(xué)生營造了良好的合作學(xué)習(xí)環(huán)境，把學(xué)生按照個性特征分成兩組，先由各組分別進(jìn)行學(xué)習(xí)，然后兩組學(xué)生各選一名代表闡述本組的創(chuàng)意之處，最后將兩大組重新整合為一組，對之前的創(chuàng)意加以整合、完善，共同完成最終的學(xué)習(xí)成果。這樣做的目的在于讓每一位學(xué)生都參與活動，避免因小組中人數(shù)偏多造成合作學(xué)習(xí)效果的偏失。在制作機(jī)器人的過程中，每一位成員都積極思考，及時融入大家的創(chuàng)新之中，由此最終呈現(xiàn)出來的成果也必定集眾人之所想、為眾人所滿意。在合作探究學(xué)習(xí)的環(huán)境下，學(xué)生順利地完成了機(jī)器人制作，創(chuàng)造出可喜的成果。

(四)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)新課堂

在教學(xué)活動中，課堂設(shè)計(jì)至關(guān)重要。我認(rèn)為，優(yōu)秀的課堂設(shè)計(jì)應(yīng)該是課堂氣氛活潑、內(nèi)容豐富，能極大地吸引學(xué)生的注意力，開發(fā)學(xué)生的潛能，鍛煉學(xué)生的交際能力并培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，而網(wǎng)絡(luò)在這一過程中能起到極大的促進(jìn)作用。具體做法是:

“用課本”而不照搬課本。在任何教學(xué)活動中，課本都是必不可少的。智能機(jī)器人教育作為小學(xué)教育的一個新興載體，它不僅充實(shí)了傳統(tǒng)課本教學(xué)的內(nèi)容，也使我們對小學(xué)傳統(tǒng)課本教學(xué)有了一個新的認(rèn)識，使課本教學(xué)更全面地體現(xiàn)了信息技術(shù)的內(nèi)涵。在設(shè)計(jì)網(wǎng)站時，我們充分利用傳統(tǒng)課本的相關(guān)知識，通過對機(jī)器人的詮釋和探究，擴(kuò)展知識面，將課本的知識細(xì)化到課后的機(jī)器人制作和競賽任務(wù)的完成過程中，細(xì)化到機(jī)器人制作過程的每一個原理中，讓學(xué)生真正將理論和實(shí)踐聯(lián)系起來。

利用課本設(shè)計(jì)課堂任務(wù)。小學(xué)中高年級的學(xué)生具備了一定的電腦知識，他們已懂得思考，喜歡張揚(yáng)自己的個性，而對獲取網(wǎng)絡(luò)資源的方法卻不熟練。因此，我在設(shè)計(jì)網(wǎng)站時加入了現(xiàn)行游戲中的“闖關(guān)”環(huán)節(jié)，每一關(guān)都包含一個學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)內(nèi)容以及闖關(guān)提示(即操作提示)，學(xué)生可以像玩游戲一樣在“闖關(guān)”過程中學(xué)到新的知識。例如，在講搭建機(jī)器人時將課本的練習(xí)要求，即搭建舞蹈機(jī)器人的任務(wù)分成了五個關(guān)卡。第一關(guān)為搭建機(jī)器人頭部，第二關(guān)為搭建機(jī)器人手部和腿部，第三關(guān)為組建機(jī)器人，第四關(guān)為搭建機(jī)器人小車，第五關(guān)為選用和添加傳感器。學(xué)習(xí)網(wǎng)站里，每一關(guān)的網(wǎng)頁中都設(shè)置“本關(guān)任務(wù)”、“本關(guān)內(nèi)容”、“闖關(guān)秘籍”以及“闖關(guān)記錄”，最后的學(xué)習(xí)評價也由學(xué)生自評和互評組成。這樣既充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又讓學(xué)生在游戲式的學(xué)習(xí)中發(fā)揮主動性和自主性，提高了課堂效率。通過這個活動學(xué)生不僅學(xué)會了機(jī)器人搭建的基本方法，而且通過學(xué)習(xí)網(wǎng)站了解了重心、平衡性等涉及到的科學(xué)知識，達(dá)到了多學(xué)科整合的目的。在動手動腦過程中，在網(wǎng)站中分享知識、交流經(jīng)驗(yàn)的過程中，學(xué)生提高了機(jī)器人搭建的技能，享受了分享知識的快樂，培養(yǎng)了創(chuàng)新的意識，養(yǎng)成了分工合作的習(xí)慣，增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的凝聚力。

及時指導(dǎo)和評價。在學(xué)生完成任務(wù)的過程中，因?yàn)榭臻g較大，學(xué)生相隔較遠(yuǎn)，教師有時無法及時解答每個學(xué)生的問題，這在一定程度上會影響學(xué)生的積極性和自信心。為了能夠及時、準(zhǔn)確地指導(dǎo)學(xué)生，我專門在學(xué)習(xí)網(wǎng)站中設(shè)計(jì)了留言板，教師和學(xué)生可以在留言板中進(jìn)行交流，指導(dǎo)學(xué)生解決問題。這樣，教師可以同時和多個學(xué)生進(jìn)行交流，一個學(xué)生提出的問題，其他學(xué)生看到后也可以思考并且可以提出自己的解決辦法，有效地拓寬了學(xué)生的思路，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)交流能力。

(五)利用教法，創(chuàng)新管理

良好的課堂管理是上好一堂課的保證。很多教師都會有這樣的感受:機(jī)器人課程不容易上，因?yàn)闄C(jī)器人課程與其他課程有明顯的不同，它重在培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。同時，機(jī)器人課堂的隨意性也比較大，如機(jī)器人的搭建、程序的調(diào)試等都要求學(xué)生可以自由地走動，這就需要教師要有良好的課堂監(jiān)控能力，需要學(xué)生的很好配合。通過實(shí)踐和研究，我們認(rèn)為“四步教學(xué)法”適合機(jī)器人課堂教學(xué)。第一步:學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師個別指導(dǎo);第二步:學(xué)生提出疑惑，教師重點(diǎn)講解;第三步:小組團(tuán)結(jié)合作，教師巡回指導(dǎo);第四步:師生總結(jié)回顧，進(jìn)行任務(wù)拓展。對于基礎(chǔ)較差的學(xué)生我們堅(jiān)持個別輔導(dǎo)，而對于一般的學(xué)生我們充分發(fā)揮小組的作用，比如:小組長負(fù)責(zé)機(jī)器人器材的保管，每次上課都由小組長分發(fā)器材以及回收器材等，如發(fā)現(xiàn)問題及時報告老師，以便進(jìn)行責(zé)任追究，還能起到互相監(jiān)督的作用。而組內(nèi)成員則通過團(tuán)結(jié)協(xié)作來完成本課的任務(wù)，這樣不僅讓每個學(xué)生都參與到課堂中來，也加強(qiáng)了課堂的管理。同時，通過“小組合作”，讓學(xué)生在教師的帶動下主動地學(xué)習(xí)，自主地探究，并且通過討論、交流等形式，加深每位學(xué)生對所學(xué)知識的理解，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的合作學(xué)習(xí)能力，而且讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中享受到學(xué)習(xí)的快樂，同時也實(shí)現(xiàn)了良好的課堂管理。

機(jī)器人教育的開展有利于學(xué)生的全面發(fā)展，既鞏固、拓展了學(xué)生的基本知識，有效地訓(xùn)練了學(xué)生的大腦思維，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力得到提升，又提高了學(xué)生的動手操作能力。尤其重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高了學(xué)生的思維創(chuàng)造性。

［1］ 飛麗娟，王躍，張攀峰，李嵬．4C教學(xué)法在小學(xué)機(jī)器人教育中的應(yīng)用［J］．電子世界，2013(14)．

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