中小學機器人教學中的問題與對策

孫　濤　程麗萍　吳海林

[摘要]隨著機器人走進中小學信息技術課堂，越來越多的問題和困惑出現在教學實踐中，例如怎樣正確處理教材、如何搞好課堂教學、如何提升學生創新能力、如果處理為競賽而教學等等一系列問題，如果這些問題不能正確的處理，給教師的教與學生的學都會帶來一定的負面效應。通過對問題的發現、思考，并試圖通過一些途徑來解決教學中存在的問題。

[關鍵詞]智能機器人 教學 問題 對策

中圖分類號：G76文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0520161－01

一、如何正確處理教材

中小學機器人教育是一門新興學科，因而課程資源的開發和使用、教學目標的制定都是個全新課題。如何正確處理教材，是擺在我們教師面前的首要問題。現今市場上的機器人的種類繁多，機器人教材大多是依據不同機器人廠家的機型來編寫的，而很多學校都有幾種不同廠家生產的機器人，這就給我們教材的選擇和使用帶來了一定的難度。在選擇教材時，要統一教學內容，根據自己學校的情況，盡可能選用對機器人品牌、程序設計語言沒有限制的教材；使用教材時，對教材進行二次開發，從教材中挑選合適的材料，進行修改和加工，將其轉化為適合自己學生的材料。

中小學機器人課難上，很大程度上是對機器人教學目標不好把握，我們究竟想讓學生學到什么程度？將學生培養成一個什么樣的人才？是機器人專家、競賽選手還是普及機器人知識。在《義務教育階段信息技術課程綱要》中，明確提出小學階段對學生的目標是學會設計和制作簡易機器人，體驗“采集信息-處理信息-控制動作”的基本過程；而初中則是設計和制作機器人，以機器人為載體，體驗并初步學會通過程序設計解決問題的基本過程；高中更多側重是創新，設計和應用機器人解決生活中一些問題。

二、如何搞好課堂教學

提高課堂教學質量，優化課堂教學結構，是每個教師都必須思考的問題。機器人課堂教學的形式通常有：課外興

趣小組、選修課、綜合實踐活動課、信息技術課等等，不管是哪種形式，我們是課堂的組織者，學生學習的幫助者、促進者。將課堂交給學生，教學中讓學生在“做中學”，以學生為中心，以任務為驅動，進行探究式學習，充分發揮學生的主動性和創造性。

備好課是搞好機器人課堂教學的重要前提。根據教學內容和教學環境，制定相應的教學目標，選取教學方法，設計教學環節。教學方法可以采用基本教學方法，如集中講授法、實驗法、任務驅動法、演示法、小組競賽法等，在具體選用教學方法時，應考慮教學內容和教學對象，如學習機器人基礎知識時，對于小學生宜采用講解法；而對于中學生則可以提供相關的素材，以任務驅動法學習。不同教材對教學環節的設計有不同的特色，但基本上都是圍繞“提出任務-任務分析-互動學習-實踐操作-交流合作-拓展延伸”這一流程來進行的。如在教學《活動5巡邏機器人》一課時，先設計情境，提出任務“社區物業管理每天都派出保安巡邏，保衛居民的安全，你能不能設計一個巡邏機器人？”，調動起學生參與的積極性及學習的熱情。在學生情緒高漲的時候，我又提出這樣的思考問題，“巡邏機器人應該具備什么樣的能力？”，引出本課的學習重點灰度傳感器的使用，師生互動學習。接下來根據所學的知識進行實踐操作，即編寫巡邏報警程序，學生進行交流合作，最后教師進行拓展延伸，“在日常生活中，灰度傳感器還可以幫助我們解決哪些問題？”，引導學生進一步思考。

建立平等的師生關系和實時評價學生也是搞好課堂教學的必要條件。以信任、鼓勵的眼光看待學生，放手讓學生大膽去實踐，在出現問題或困難時，積極地幫助學生、引導學生解決問題。機器人教學評價要注重學生的學習過程，評價方式不一定要采用常規的考試，可以從多角度進行評價，可以是一份設計報告，一個機器人實物，一個設想，還可以是學生活動過程中合作能力或精神，總之要多對學生多進行正面的、鼓勵性的評價。

三、如何在教學中提升學生的創新能力

培養具有創新能力的人，是時代賦予教育的職責。事實證明，機器人教育是培養學生的動手和創新能力一個優秀載體，在教學實踐中通過提問、評價和總結，引導學生積極思考，提出出解決問題的新方法，從而提升學生創新能力的發展。

1．通過“提問”誘導創新。“提問”是創新能力培養的關鍵，從不同的角度提問，啟發學生思考問題的解決方法，誘導學生創新。同時要重視和引導學生的提問，站在他們的角度，理解問題的提出，從而挖掘問題的“閃光點”，鼓勵其對問題進行再創造，力求達到“標新立異”的效果。如在學習完紅外傳感器后，教師提問“隨著汽車的普及，交通事故頻繁發生。假如讓你來設計汽車，你會做哪些改進？”，問題一提出就有很多同學建議說：“如果在汽車前方加上紅外線檢測裝置，當檢測到前方有物體時就自動減速或者剎車，這樣就可以減少甚至避免交通事故的發生。”2. 通過“評價”鼓勵創新。在教學實踐中，及時對學生的表現進行評價，可以使他們獲得成就感，從而提高學生的自信心和學習機器人的興趣，進而達到鼓勵創新的目的。3．通過“總結”促進創新。在實踐過程中要及時總結經驗教訓，引導學生講述自己發現和存在的問題，讓大家進行質疑、思考、討論、提煉新的問題，可以促進創新能力的進一步發展。

四、如何處理教學與競賽

在機器人競賽日趨白熱化的情況下，機器人的教學偏離了其原來方向，教學內容變得以競賽為主，教學的對象變成“小眾化”，機器人教學越來越成為為機器人競賽而存在和發展。造成這種現象的原因有很多，如經費投入少、重視成績、師資力量不夠等等，通過以下策略可以緩解和處理教學與競賽的矛盾：（1）加強投入，合理利用資源。配置實驗室時可將教學機器人和競賽機器人分開，合理配置硬件資源；另外還可以使用機器人模擬系統，完成機器人教學任務，以解決因資金的不足造成受眾“小眾化”。（2）加強機器人課程資源建設。機器人課程是一個全新的課程，課程內容、教學方法、評價檢測等都很欠缺，加強課程資源建設可以促進教學和競賽的發展，使得教學與競賽相互依存，教學為競賽打下基礎，同時競賽促進教學的開展，實現雙贏。

總之，機器人的教學發展還處于初級階段，教材、教法、資源等都還不盡完善，還有許多問題需要我們去探究，我們只有在教學實踐中不斷探索，不斷發現、思考和解決問題，優化教學過程，使機器人教學為學生的全面發展打下良好的基礎。

參考文獻：

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[4]彭紹東，論機器人教育[J].電化教育研究，2002,(6):3-7.

作者簡介：

孫濤，本科，中學一級教師，市骨干教師；程麗萍，中學一級教師，碩士，局優秀教師；吳海林，小學高級教師，本科，區骨干教師。