開創機器人教學新局面

日本“機器人之父”加藤一郎曾說，在經歷了個人用電腦時代以后，接下來應該是個人用機器人時代。隨之而來的，是機器人教育的興起。

目前各地中小學機器人教育主要有以下幾種形式：

一是由科協、電教館（站）等單位組織學校吸納機器人愛好者， 讓學校出資購買機器人器材，指導老師對學生培訓一段時間后，代表學校或地區參加各種競賽。由于教學條件的限制，大多數學校還處于這個階段。

二是把機器人作為中小學信息技術課程內容的一部分，培養學生的創造性思維和動手實踐能力，為此學科注入新的活力。

三是讓機器人教育以綜合實踐課程的方式進入中小學課堂。

新課改下綜合實踐課程越來越受到重視，機器人教育本身就能從多方位、多角度培養學生能力，如果再通過綜合實踐課程形式推廣，將使機器人教育更具生命力。

通過開展機器人教學實踐活動，開發學生的科學創新思維，培養和提高學生動手能力，這是機器人教學的意義。如何進行機器人教學呢？我認為可以從以下幾個方面入手：

1.加強了解機器人

讓學生了解機器人的基本概念、結構體系、工作原理、機器人發展歷史和它在現實生活中的應用實例。搜集、整理歷屆全國或國際機器人大賽的視頻，激發學生的學習興趣；了解實物機器人的規劃、設計、搭建過程，根據任務需求編寫程序并下載到機器人主控器，根據機器人運行情況對其及其程序做出必要的調試和修改。

讓學生理解程序是指揮機器人的靈魂，掌握順序、循環、選擇三種基本程序結構及子程序的創建和調用。通過程序的編寫和反復調試機器人，培養學生全面考慮問題的邏輯思維素養，提高學生分析問題和解決問題的能力。

2.培養復合型人才

競爭激烈的今天呼吁未來接班人應具備多種能力，機器人學科是一門交叉性極強的綜合性學科，它的興起為學生搭建了一個培養綜合能力的平臺，成為提高學生綜合能力的一條有效途徑。

（1）培養學生的創新能力。

機器人實踐活動強調學生富有創造性地搭建各種機器人，以快速高效地完成任務，鼓勵學生點燃智慧的火花，多角度、多方位發散思維設計出與眾不同的方案，從而鍛煉學生的創新能力，激發和培養學生的創新精神，提高他們的綜合素質。

譬如，一項活動名稱為“機器人過障礙”的游戲規則是機器人每找到一個障礙物可以得2分，而找到障礙物后，需要學生為機器人設計一個“動作”，表示機器人發現了障礙物。“動作”具體表現由學生自行設計，可叫、可轉、可唱也可舞蹈，規則不作要求。設計的“動作”越符合障礙物所在地實際場景，越有創意，得分越高。這項設計的分值可在2至10分之間。

這個開放題考察了學生的觀察力、想象力、應變能力，還有編程知識、動手能力等。從分值設置看，明顯是在鼓勵學生創新。

（2）培養學生的小組合作能力。

機器人活動牽涉到的內容廣、工作量大，需要小組成員集思廣益、互相交流探討，對搭建過程中的問題進行充分論證以獲得最佳方案。活動中會出現因各學生的學識水平、思維方式以及立場不同導致對問題的看法不同等現象，這就需要相互之間加強溝通與交流來包容彼此間的個體差異。

機器人競賽活動中所需的團隊協作能力和包容心，不僅需要老師言傳身教，更需要真實體驗，這比常規的教育方式更能震撼學生的心靈。

（3）培養學生的應變能力和堅韌的毅力。

由于機器人的工作受設備性能、場地、接受信號等因素的影響，這就要求選手能臨場應變，根據參賽現場的具體情況冷靜、沉穩地搭建、編程、調試、修改以獲最佳效果。指導老師在平時訓練中應注重培養學生的臨場應變能力和處理突發事件的能力。

盡管如此，大多數學生參加比賽常會遭遇失敗。但看到他們失敗后表現出的不服輸和臉上寫滿還要重返賽場的神情，我們感受到機器人活動帶給學生心靈上的震憾是如此強烈！學生這種迎難而上、堅忍不拔的毅力也需要老師平時多加培養。

一旦獲勝，在勝利的那一刻，學生會手擺“V”字，歡呼雀躍，興奮不已，這種成就感、收獲感或許是其他教學平臺無法提供的。

機器人教學活動的開展對教師教學提出了更高的要求。

教育實踐證明，科學的教學理論可以使教師掌握教育的基本規律與方法，指導教師合理開展教學工作，加強工作的科學性和預見性，因此機器人指導教師須加強教育學、心理學、教育法規、教師道德修養等理論學習以提升自我修養。

機器人教師應有扎實過硬的專業知識。首先教師要熟練掌握計算機的應用能力，機器人是靠程序來控制的，所以掌握計算機語言編程成為教師專業能力的核心；其次是機器人的基礎知識，包括概念、工作原理、結構體系、發展史、應用領域等，還有開發機器人程序、機器人搭建、控制與維護，這些都需要教師熟練掌握。

機器人指導教師應具有對當今社會信息瞬息萬變的特殊敏銳性，這樣才能很好地與學生溝通交流。機器人從設計到搭建，包括通過不同算法編程都應引導學生自主完成，培養學生的設計能力、實踐動手能力和創新能力。

機器人項目的設計、制作具有綜合性強、實踐性強和探索性強等特點，因此它與其他學科的課堂教學有所不同。

1.建立開放式課堂。

傳統教學方式大多是教授學生“是什么”而不是“為什么”，雖然他們也有機會接觸實驗設備，但基本上是“依葫蘆畫瓢”，機械式地將過程走完，這并不是真正的“做”實驗，因為學生毫無自主、創新。

機器人活動以任務為驅動，對學生進行的是開放性挑戰，方案的多樣性讓學生能發揮想象力和創造力。在活動中，學生們可以自己設計機器人和反復修改程序以期達到滿意的結果，遇到問題去找老師、網上查閱資料、互相討論。在這一過程中，其分析問題的能力、想象力、創造力及合作能力都會上一個新臺階。

2.改革評價體系。

在機器人教學實踐中，我們要改變以往的評價觀，多角度、多層面關注學生，少在意結果，多注重學習過程，對學生的點滴進步給予鼓勵表揚，讓他們隨時收獲成功的喜悅。這種成就感與愉悅的心情能促進學生自主探究學習的熱情。

比如學生不懈努力之后，獲勝的那一刻，大家將手互相攥緊在一起高呼“一、二、三，加——油！”，甚至有的學生跳起來，興奮不已，這是對成功的體驗的真實寫照。作為教育工作者，我們都需捫心自問：平時的教學中我們給過學生如此爽朗大笑的機會嗎？

3.踐行“三位一體”教學模式。

面向全體學生開設機器人必修課，將機器人教育滲透到信息技術課程之中，形成以必修課為面，以活動小組為線，以競賽項目為點的“點、線、面”相結合的教學鏈條。

機器人教育是一項新事物，社會、家長都很陌生，所以首先應讓社會各界了解素質教育的理念，爭取廣泛支持。在取得社會、家長支持的基礎上，結合學校實際，開展豐富多彩的機器人教學與實踐活動，逐步探索構建“社會-家庭-學校”三位一體的教育管理模式。

中小學機器人教育是一個綜合創新的平臺，教育工作者如果能借助這個教學平臺和載體大展拳腳，相信不久的將來一定會為素質教育開創一個新局面。