時(shí)鳳鳳

四川省攀枝花市大河中學(xué)校

前言

教學(xué)背景。全國(guó)各地積極開(kāi)展機(jī)器人課程，家長(zhǎng)愈來(lái)愈重視孩子的機(jī)器人教育。學(xué)校也應(yīng)該積極響應(yīng)國(guó)家政策，開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)等選修課程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力、編程思想和動(dòng)手能力。

教學(xué)目標(biāo)。機(jī)器人教育的產(chǎn)生能夠使中小學(xué)生近距離的感受到科技的魅力，并奠定了學(xué)生科學(xué)研究的基礎(chǔ)。學(xué)生能描述機(jī)器人的概念、發(fā)展和應(yīng)用前景等，培養(yǎng)計(jì)算思維；了解機(jī)器人組裝搭建和編程，了解機(jī)器人未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，教學(xué)理論支撐。①學(xué)習(xí)金字塔理論：動(dòng)手組裝機(jī)器人、向同學(xué)講授所學(xué)內(nèi)容、合作探究任務(wù)方案。②分層教學(xué)理論：機(jī)器人基礎(chǔ)課程（全體學(xué)生）、機(jī)器人提升課程（機(jī)器人社團(tuán)）、機(jī)器人競(jìng)賽課程（校隊(duì)學(xué)生）。

1 教學(xué)環(huán)境設(shè)施

教學(xué)環(huán)境。學(xué)校應(yīng)該提供專(zhuān)門(mén)開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)和集中訓(xùn)練的機(jī)器人活動(dòng)室，提供基本的教學(xué)環(huán)境。另外，學(xué)校也需要提供專(zhuān)門(mén)的機(jī)器人指導(dǎo)室，用于教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人專(zhuān)項(xiàng)輔導(dǎo)。教具設(shè)備。學(xué)校需要配備多套完整的能力風(fēng)暴積木機(jī)器人高級(jí)套裝和氪教育機(jī)器人套裝，專(zhuān)門(mén)用于機(jī)器人教學(xué)；另額外購(gòu)買(mǎi)配件若干，為后續(xù)帶學(xué)生參加機(jī)器人競(jìng)賽提供設(shè)備保障。電教設(shè)備。機(jī)器人活動(dòng)室和機(jī)器人指導(dǎo)室配有移動(dòng)納米黑板和筆記本電腦多臺(tái)，為教師教學(xué)和學(xué)生實(shí)踐操作提供設(shè)備保障。師資力量。指導(dǎo)老師應(yīng)有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，最好有指導(dǎo)學(xué)生參加各類(lèi)機(jī)器人競(jìng)賽的經(jīng)驗(yàn)，師資力量需要有所保證。

2 課程教學(xué)模式

2.1 問(wèn)題-探究式：以學(xué)生為中心，通過(guò)教師演示、學(xué)生觀看老師演示后，自主動(dòng)手操作，鍛煉學(xué)生動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)操技能。

2.2 示范-模仿式：在老師提出問(wèn)題和任務(wù)要求后，學(xué)生能夠自主探究、小組合作來(lái)解決問(wèn)題，并教授他人所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)了自學(xué)能力、創(chuàng)新創(chuàng)造力、合作精神和解決問(wèn)題的能力。

3 課程教學(xué)體系

教材是教師教和學(xué)生學(xué)的主要憑借，是教師進(jìn)行教學(xué)、搞好教書(shū)育人工作的具體依據(jù)。本人按照機(jī)器人基礎(chǔ)普及、能力提升和競(jìng)賽集訓(xùn)分為《機(jī)器人基礎(chǔ)課程》、《機(jī)器人編程與實(shí)操課程》和《機(jī)器人競(jìng)賽課程》共三大板塊。

3.1 機(jī)器人基礎(chǔ)課程

3.1.1 機(jī)器人基礎(chǔ)概況。了解機(jī)器人的由來(lái)、發(fā)展歷程和未來(lái)趨勢(shì)等，普及機(jī)器人知識(shí)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。從機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域引導(dǎo)到教育機(jī)器人領(lǐng)域，從而過(guò)渡到對(duì)教育機(jī)器人的學(xué)習(xí)，為下一單元學(xué)習(xí)做好鋪墊。

3.1.2 氪教育機(jī)器人組裝與編程。氪是能力風(fēng)暴積木機(jī)器人中較為簡(jiǎn)單的教育機(jī)器人，其編程軟件為圖形化編程、機(jī)器人組件組裝操作簡(jiǎn)易。學(xué)生學(xué)會(huì)自主組裝機(jī)器人小車(chē)、編寫(xiě)程序控制小車(chē)行動(dòng)，為下一單元學(xué)習(xí)教育機(jī)器人高級(jí)套裝打下基礎(chǔ)。

3.1.3 機(jī)器人高級(jí)套裝組件與任務(wù)套件介紹。機(jī)器人高級(jí)套裝是WER 積木機(jī)器人中較為復(fù)雜和成熟的機(jī)器人，本單元將學(xué)習(xí)該機(jī)器人的全部組件、任務(wù)套件組裝，使學(xué)生充分熟悉該機(jī)器人套件全部組件，為下一板塊課程奠定良好硬件基礎(chǔ)。

3.2 機(jī)器人編程與實(shí)操課程

3.2.1 機(jī)器人控制器介紹。通過(guò)學(xué)習(xí)機(jī)器人控制器的使用，對(duì)控制器的硬件參數(shù)、電源與開(kāi)關(guān)機(jī)、主界面、程序界面、端口界面等功能有整體的了解，也是后續(xù)進(jìn)行編程和實(shí)操的基礎(chǔ)。

3.2.2 機(jī)器人巡線小車(chē)組裝。機(jī)器人巡線小車(chē)組裝，是后續(xù)編程和機(jī)器人尋線、完成任務(wù)等的基礎(chǔ)硬件建設(shè)。學(xué)生通過(guò)自己動(dòng)手操作，組裝小車(chē)，對(duì)車(chē)的結(jié)構(gòu)可以更加熟悉，后續(xù)出問(wèn)題都可以自己進(jìn)行排查。

3.2.3 機(jī)器人編程軟件介紹。機(jī)器人編程軟件分為圖形化編程和C 語(yǔ)言代碼編程兩種形式，在學(xué)習(xí)了氪機(jī)器人編程基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)該軟件的圖形化編程完全沒(méi)問(wèn)題，也足夠使用。

3.2.4 機(jī)器人巡線小車(chē)工作原理。機(jī)器人巡線小車(chē)是通過(guò)灰度傳感器測(cè)黑線來(lái)執(zhí)行程序的，通過(guò)講解工作原理，使學(xué)生對(duì)傳感器及其工作原理有所認(rèn)識(shí)。

3.2.5 機(jī)器人機(jī)械臂組裝。在認(rèn)識(shí)和熟悉了機(jī)器人控制器、編程和小車(chē)尋線原理后，學(xué)生開(kāi)始學(xué)習(xí)機(jī)械臂組裝，通過(guò)組裝的機(jī)械臂去完成任務(wù)模型。

3.3 機(jī)器人競(jìng)賽課程

3.3.1 世界教育機(jī)器人大賽概況。世界教育機(jī)器人大賽是一項(xiàng)全球性比賽。通過(guò)介紹大賽情況，學(xué)生對(duì)比賽有所熟悉，比賽的規(guī)則形式等有所了解，為后續(xù)針對(duì)性訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。

3.3.2 基礎(chǔ)能力綜合訓(xùn)練。主要是針對(duì)程序編寫(xiě)、小車(chē)組裝等進(jìn)行綜合性訓(xùn)練。

3.3.3 任務(wù)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。根據(jù)任務(wù)套件和小車(chē)，組裝完成任務(wù)的系列機(jī)械臂，實(shí)現(xiàn)一臂多用和少換機(jī)械臂等，以及設(shè)計(jì)做任務(wù)的路線程序編寫(xiě)。

3.3.4 熟練換機(jī)械臂與編程。提高學(xué)生動(dòng)手操作效率和編寫(xiě)程序能力，能在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成機(jī)械臂組裝和程序編寫(xiě)。

3.3.5 模擬比賽。模擬比賽是在完成上面全部環(huán)節(jié)后，營(yíng)造一個(gè)競(jìng)賽氛圍，按照正規(guī)比賽流程和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模擬競(jìng)賽，并在競(jìng)賽中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題。

4 中學(xué)機(jī)器人教育具體教學(xué)應(yīng)用

4.1 校本選修課。面向全體學(xué)生開(kāi)設(shè)了校本選修課，普及機(jī)器人相關(guān)知識(shí)，學(xué)會(huì)組裝機(jī)器人和初步接觸編程思想。

4.2 社團(tuán)活動(dòng)課。面向機(jī)器人社團(tuán)學(xué)生開(kāi)設(shè)編程實(shí)操課，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、編程思想、動(dòng)手能力。

4.3 競(jìng)賽集訓(xùn)課。面向機(jī)器人校隊(duì)開(kāi)設(shè)競(jìng)賽課程，培養(yǎng)學(xué)生合作精神、探究精神、應(yīng)變能力、編程水平和競(jìng)技水平。

5 結(jié)束語(yǔ)

本人開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)多年，從課程開(kāi)發(fā)建設(shè)到教學(xué)過(guò)程，每次都有不同的收獲。在教學(xué)中，學(xué)生都能在老師引領(lǐng)下自主學(xué)習(xí)、合作探究、動(dòng)手實(shí)操。為了讓學(xué)生深度學(xué)習(xí)，課堂上安排了教學(xué)任務(wù)，給學(xué)生提供了教具、設(shè)備，通過(guò)自主探究、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新創(chuàng)造去完成任務(wù)，效果明顯。因此，在教學(xué)中，我們應(yīng)該以學(xué)生為主體，老師作為引領(lǐng)者，學(xué)生能夠通過(guò)自身能力去完成教學(xué)中的任務(wù)，相信學(xué)生，總能達(dá)到意想不到的結(jié)果。