初中如何開展機器人教學

鐘智明

摘 要：教育部門為了貫徹落實素質教育基本精神，促進青少年思維能力、創新能力和操作能力的培養，特將現代化科學技術引入教學過程，利用各種先進資源，實施開展一種以機器人為核心的興趣活動。如今，初中生機器人興趣小組活動呈現如火如荼發展之勢，教師要重視初中生機器人興趣小組教學課程設計，促進學生綜合素質的全面提升。筆者根據已有的工作經驗，略談幾點設計中學生機器人興趣小組教學課程的策略，希望能起到拋磚引玉的作用。

關鍵詞：中學生；機器人教學；教學開展

也許很多家長甚至老師詫異：初中有必要開展機器人課程教學嗎？學生初中還面臨升學的壓力，科目也眾多，難以應付。所以我覺得有必要搞清楚，初中為什么要開展機器人教學？

1、機器人技術是信息技術中前沿和尖端的領域，集信息技術的計算機技術、通信技術和傳感技術于一身，是開展信息技術教學的非常理想的載體和教學內容，也是培養學生科技素養、創造精神的重要組成部分.

2、把抽象的內容與實際的機器人載體有機集合起來，使學生學習的結果顯而易見，及時得到反饋，這符合中小學生學習心理特點，更能激發學生學習的興趣和獲得成就感，更有利于學生的發展和成長。

3、學生的想象世界是非常豐富的，機器人走進人們生活是科學發展必然的趨勢。學生對未來世界充滿憧憬、幻想和向往。機器人的自動化對學生有著巨大的吸引力，通過對機器人的學習和了解，學生能更好地去憧憬、想象美好的未來，激發學生對未來生活的熱情。

了解了機器人對學生將來的思維和技能培養都是極其重要的，但是要做好這一步的教學，作為教師，需要認識和做好哪些方面呢？

一、教學目標

老師有了對初中機器人教學的了解，才能更好的開展這項教學。下面我們來了解初中機器人教學的目標，學生在初中階段學習這項所期待達到的能力。我們也同樣和其他科目教學目標，從三維的角度去分析初中機器人教學的目標：

知識技能：初步了解機器人產生的背景，機器人的研究和應用現狀、種類及未來的發展方向。了解機器人的組成、工作原理、了解機器人傳感器。初步了解機器人對生活和生產帶來的變化和影響。通過實例了解什么是程序，在老師、參考書和同學幫助下，能夠操作教學機器人，編寫簡單的程序控制機器人做簡單的任務，如機器人行走、機器人唱歌、機器人避障等，能用自己的話說說機器人的好處。

過程方法：通過實際操作，體會機器人是怎樣工作的，在動手操作中培養觀察能力，培養綜合運用知識技能的能力，體會到模塊化的思想，感受通信技術和傳感技術的應用，感受程序設計的基本方法和思想。

態度情感：培養機器人的興趣，培養進一步了解和研究機器人的興趣。

二、教學設計

作為信息技術中的機器人教學，側重點放在程序設計的思想、算法等的體驗和感受與實踐上，機器人的搭建、結構、材料等等不是我們的重點。

教材的呈現是按照“問題情景”——“任務分析”——“流程圖”——“實踐”的結構來展開的，體現了一種問題解決的方法的指導。通過情景引出問題，通過任務分析，把實際問題轉化成為數學模型，幫助學生建立機器人的設計要求，然后通過流程圖來分析機器人解決問題的過程，最后引導學生通過實踐動手解決問題。

在教學內容的設計方面也要考慮到實際情況，如學生人多、機房地方小時，應因地制宜，設計的教學任務可在小范圍內實施，例如在課桌上、教室后面等也可安排在座位就近的場地，也可根據設計項目改變地面顏色，添加標志，添加障礙物等。

三、教學組織方式

這里根據各個學校的條件進行選擇。

1、有條件的學校可以購買機器人模型進行教學，機器人裝備500-2000元每套不等。有了這些條件，教師可以組織學生以小組作為單位進行學習。這樣的教學模式可以讓學生直觀認識機器人，更好的培養學生的動手能力，更容易吸引學生的興趣。在這里，教師必須注意要做大量的前期工作，加強小組合作的指導，否則，小組合作將會出現無法控制的局面，達不到教學要求的效果。

2、沒有條件的學校可以利用機器人仿真程序進行教學。仿真程序可以部分模擬出機器人執行過程，比起單純的編寫程序，有一定的直觀性，也能很好地幫助學生體會機器人是怎樣工作的。但與真實的機器人比起來，動手實踐機會被剝奪

四、教學方法

在機器人教學中，除了傳統的教學方法外，更在于動手，實踐和應用。主要還是教師領走和學生探究結合。

教師領走模式：老師把任務分成幾步，每講解一步，學生跟著做一步，直到完成任務。這種優點在于一切盡在掌握中，反饋及時，達成度高。而學生的學習心理：老師下一步我們做什么啊？相對來說，學生學習的主動性和方向性較差。

學生探究模式：老師將機器人研究和制作的任務和要求闡述清楚，然后給學生提供必要的學習支撐材料，如范例、說明書、評價標準等，學生自主研究和完成學習任務。這種教學模式優點：學習呈現主動方式伴隨學習過程，學生產生的學習心理：我要怎么辦，我可以怎么辦，我需要什么幫助？這種方法的問題與不足：（1）教師要做大量的課前準備工作，考慮學生可能發生的各種問題，還要在教學的組織和常規紀律做大量工作。（2）每個個體差異將會很大。

其實這兩種常見的方法可能在一節課里結合使用，具體的內容決定了哪種方法更適合，靈活應用。既要放手給學生自主探索的空間，又體現教師的指導作用。

五、評價方式

（1）評價主體多維化：改變單一評價主體的現狀，指導學生自評、互評。由于作品要求體現各個小組的創新性及與實際生活的相聯系性，因此我們還可以請學科以外的教師、學生甚至家長對作品進行評價。

（2）評價內容多元化：不僅評價課內所學，還要評價課外的實踐；不僅評價學生對課堂內容的理解掌握情況，還應著重考查學生對生活中細節的把握程度和將理論與實際相聯系的能力。

（3）評價過程動態化：評價不僅僅關心的是學生制作了多少作品、制作的作品創新性有多高，更應注重學生發展的過程。在學習中建立機器人普及課程的學生學習工程冊，將學生分解問題、問題解決建議、提出和學生作品展示記錄下來，讓學生能力的提高建立在存量基礎之上，遵循循序漸進的發展過程。

（4）評價形式多樣化：除了在課堂上進行評價之外，還應該組織學生進行作品展示、參加競賽。讓學生通過成績的獲得，感受到成功的喜悅。

時至今日，隨著社會需求的不斷變化，由社會機構推動的競賽引導興趣小組形式的機器人教育，已經不能滿足教育發展的需要，應該有新的形式出現，這就是讓“機器人進課堂”標識的機器人教育改革和實踐。隨著大家對機器人教育認同度的提高，加上來自全國各地先行者的推動，機器人教育得到了長足的發展。甚至有些省已經將機器人教學納入了義務教育課程。所以在教學改革的過程中必須要有更多熱忱的教師進行探究和開發這個課程。開展機器人教育課程乃是大勢所趨、勢在必行，我們需要探尋更好的方式促進機器人教育在中小學教育中的應用，并扶持它健康前行。

參考文獻：

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