小學機器人教學實踐探索

機器人學科是一個涵蓋知識面很廣的交叉學科。機器人是集機械、電路、程序為一體自動控制的典型代表，它含軟件編程，也包含有硬件開發，機器人是一個非常好的培養學生全面素質和綜合解決問題能力的教學工具。

一、結構搭建開始

我一開始讓學生開始接觸機器人的時候，先讓學生搭建一些小車，或者一些他們認為很好玩的東西，然后介紹一些簡單的杠桿、齒輪、摩擦力、重心的知識。從結構開始的好處還可以讓他們了解各種部件的連接方法，熟悉搭建方法，這樣對以后的編程控制有很大的幫助，不然到了以后的編程控制，他們會經常出錯，不知道哪個模塊接在哪個端口，程序出錯后也不會調試。因為沒有編程控制，學生能很快就認為所謂的機器人跟他們平時玩的四驅車、遙控車沒什么兩樣，這時要趁熱打鐵了，開始教學生編程控制，讓學生編程控制小車在特定的條件下停或者轉彎，讓學生分辨出機器人的小車跟他們以前玩的四驅車、遙控車不同，讓它們保持對機器人持久的好奇心和興趣。

二、任務驅動

曾經有這樣的一個故事，有個人問三個在建房子的工人在做什么，一個工人回答：“在砌磚。”第二個工人說：“我是在砌一堵墻。”最后一個工人說“我是在建造一座美麗的宮殿！”很明顯這三個工人的心態是各不相同的，他們所做出的東西，自然也是不同的。在機器人教學中，要讓學生知道我們是在“造宮殿”，這就要應用到任務驅動了。我在教學生機器人的時候，先給學生看一下很先進的工業機器人焊接情景和日本機器人跳舞的視頻，告訴給學生，我們以后就是要做出這樣的機器人，讓學生明白他們現在是在建造美麗的宮殿而不僅僅是在砌磚。在讓學生做足球機器人時，我告訴給學生我們現在是在爭取在2015年讓我們的機器人真正能和人一起踢足球，我們現在是在研究制作的過程當中。在這種大任務的驅動下學生才不會迷失和失去興趣，不然他們玩了一會覺得我們的機器人怎么都只是一輛小車呢？（目前中小學的機器人還只是在輪式驅動的層面上，不會像人一樣直立行走）

三、任務分塊，問題細化

在機器人教學的過程中我們還需要問題細化任務分塊，我經常教學生怎么分析大任務，并逐步分解為小任務，再把小任務作為一個獨立任務進行解決，然后逐步解決。比如在教學生機器人滅火時，一開始，學生覺得很神奇，也覺得很難自己去實現，我讓學生細心觀察機器人的運作，讓他們說出機器人有幾個動作，幾次觀察后，學生分析出了機器人的動作，如沿墻走、找火、滅火等，那我就先要求學生先編寫一段程序使機器人先沿墻走就行，其他的先不用管了，學生說還有點困難，我又把任務細化了，要求學生編寫一下更小任務，當機器人的左邊有東西靠近就往右邊轉，這個任務容易多了，只幾個編程圖標學生很容易就搞好，看到這個小任務成功后，學生很開心，經常用一個腳靠近逼機器轉，好像機器人很怕人一樣轉開了。看到學生完成后，我又讓學生編寫一個機器人跟著腳轉的程序，其實就是跟剛才那個程序相反而已，學生也很快編出來。學生編完調試好后，我引導學生說，如果機器人看到墻就轉開，看不到墻就轉回來，這樣循環機器人是不是沿著墻走啊？這樣學生把兩個小程序合在一起就完成沿墻走這個任務了。我就用這種“任務分塊，問題細化”的方法讓學生掌握了機器人滅火的方法。通過這種教學方法，學生很容易找到成功感，對機器人有了持續的興趣。

四、培養學生發散性思維

發散思維是根據已有信息，從不同角度不同方向思考，從多方面尋求多樣性答案的一種展開性思維方式，發散思維是不依常規，尋求變異，對給出的材料、信息從不同角度，向不同方向，用不同方法或途徑進行分析和解決問題的。一題多解的訓練是培養學生發散思維的一個好方法。它可以通過縱橫發散，使知識串聯、綜合溝通，達到舉一反三。機器人教學很需要學生的發散性思維，要讓學生從不同角度和方向去思考問題，如我讓學生學機器人滅火的時候，我們一般都是教會學生用左手規則來走完所有的房間，教完后，我又讓學生想一下還有什么辦法可能讓機器人走完所有房間，怎樣檢測到蠟燭光線，怎樣應對第四房間呢？一下了很多學生提出跟我完全不同的意見，如用右手規則，用時間定位轉彎法，盡管有些同學的想法有點不切實際，但我還是鼓勵他們試一下自己的方法，有的同學實現起來機器人的速度還是很快，比我教的方案還要快，只是出錯的機會大了很多。經常激發學生發散性思維，在比賽時，機器人出現了一些意外時，一般都能夠想到通過其它方案來解決問題。

責任編輯 龍建剛