中小學普及性機器人教學教材開發研究

王雙

機器人教學內容體系建設是機器人教育普及的前提和基礎。在當今機器人教學內容相當匱乏的時期，如果沒有具體的教材實例，教師很難建構“教學內容體系”。因此，筆者希望通過研究開發中小學普及性機器人教學內容體系及教材編寫方案，使僅有1臺簡易教學機器人甚至沒有機器人的學校的學生也能通過教材及配套的電子資料了解機器人領域的全貌，感受現代科技的魅力。

中小學普及性機器人教材編寫原則

①內容組織上既要有深度又要有廣度，既能使學生形成全面的認識，又能使學生有基本的體驗；②循序漸進、點面結合、由淺入深地完成知識積累，促進知識的靈活運用，實現知識、能力的系統化；③體例上采用任務驅動的方式，由任務帶出相關知識與技能，而不僅是“機器人”各部分功能的介紹，這樣有助于保護學生的學習興趣；④選擇一款性價比較高且界面簡潔的可視化編程“教學機器人”作為教學載體；⑤內容呈現上盡量生動、具體，最好能達到在沒有設備或僅有1臺設備的情況下，學生也能獲得基本的體驗和認識；⑥配備電子資料，并提供相關代碼和每課機器人的動作視頻，這樣即使沒有機器人，學生也能獲得相關體驗；⑦采用深入淺出的表述形式，設計學生感興趣、貼近生活、適當整合其他科技常識的案例；⑧教材盡量短小精悍。

中小學普及性機器人教學內容及教材設計樣例

本套教材共10課，主要內容如下表所示，由淺入深覆蓋了中小學機器人領域的主要技術精髓：對動力設備（馬達）、傳感設備（光電傳感器）及執行設備的感性認識；程序設計的基本思想（順序、分支、循環）；硬件搭建的智慧；科技常識；等等。體例上采用任務驅動的方式帶出相關知識與技能，避免了說明書式的羅列，并配有電子資料，力求達到沒有機器人設備學生也能“看”懂的目標。鑒于零起點的學生較多，本套教材可以在小學和初中通用，也可以在小學實施部分課時，到初中再繼續完成其他課時，可以根據學生的特點靈活調整。