基于wer能力普及賽項目的小學機器人社團活動的探索與實踐

匡雅瑜

摘 要：隨著國家對創新教育越來越重視，許多學校都配備了創客教室，使得機器人教育克服了硬件障礙，真正的進入到了學生們的課堂。2018年元月，H小學經由所在教育局撥款，建設了嶄新的創客教室，在春季開學后即開設了機器人社團。本文作者以自己在H小學所帶的能力風暴巡跡機器人社團為例，探究如何在小學機器人社團活動中開展機器人教學，培養學生的創新能力和邏輯思維，提高學生解決問題的能力，為中小學開展機器人社團活動提供經驗。

關鍵詞：機器人;社團;能力風暴

近年來，越來越多的小學開展機器人社團活動，這是培養學生使用信息技術發展邏輯意識和動手能力的新途徑。機器人是信息技術發展的前沿領域，是一門具有高度綜合性、創新實踐性的學科。學生在制作和應用機器人的實踐活動中，可以充分培養動手能力和思維能力。同時，各級各類的機器人比賽，也激勵著同學們參與到機器人創新活動中來，從而提高學生的協作能力和創新能力。

基于小學生愛玩的天性，拼搭機器人，給機器人編程來完成任務其樂無窮，然而落實到實踐上，不斷地嘗試不同的拼搭方式，不斷地調試程序設計的結果，都是相對抽象和枯燥的，需要很多的耐心和思考。能力風暴巡跡機器人項目，用樂高式組建和積木式程序的方式出現，以簡單的任務為目標驅動，降低學生們玩機器人的入門要求，也提高了玩機器人本身的樂趣。

1.拼搭的樂趣

傳統教育模式下，都是由老師提供圖示，學生按照步驟拼搭。按照老師給的圖示來搭建機器人雖然高效，卻抹殺了學生們自由搭建機器人的樂趣，也掐斷了學生們與生俱來的創造力，這一點，在越低齡的學生身上越明顯，低年級的學生們很愿意花時間搭建各式各樣的機器人，而高年級的學生更愿意按照圖示搭建較為復雜的機器人。

在搭建比賽機器人之前，可以給學生們大量的時間來拼搭簡易任務的小機器人。學生們在熟悉不同的積木有哪些功能之后，往往能在完成老師的規定任務基礎之上，隨機的創造出新的探究成果。能力風暴機器人的顆粒件與樂高積木的顆粒件有較高的相似度，學生們如果在家有玩樂高積木的經驗，搭建機器人則會更得心應手。同時，能力風暴項目還在組建顆粒中加入了方形插口、電動馬達等區別于樂高積木的顆粒件，更適應以動為主要任務的機器人搭建，降低了搭建機器人的難度。

2.編程的邏輯

隨著模塊式編程在中小學中盛行，降低了編程的入門要求，學生們寫程序的能力也提高了許多。與scratch這樣制作小游戲的傳統編程不同的是，機器人編程往往只需要用到最基礎的幾個模塊（如前進后退、左轉右轉、正轉反轉等），減少了循環套用、調用指令等復雜的模塊之后，學生們可以更清晰的了解機器人所要執行的任務到底需要如何完成。

可是，wer能力普及賽是省級的機器人比賽項目，比賽的難度對于剛開始接觸機器人的小學生來說比較高，比賽中一個典型的現象是，哪幾個學生是同一個老師教出來的一目了然，從機器人的搭建到程序的編寫，都幾乎一樣。考學生變成了考老師，這顯然不是教育的目標。之所以會這樣，是因為對于大多數學生們來說，給他們自己玩機器人的時間太少了。學生們需要在腦中建立模塊之間的邏輯聯系，明確目標任務的程序流程圖，通過邏輯思考用程序化語言來編寫程序，自然地完善對任務動作的邏輯化表達能力。同時，縝密的程序設計可以減少后期調試的工作量，減少了不必要的修改步驟，增強了機器人的可玩性。

3.調試的困難

在實踐中，我們在做任務時，很少會有做一次就成功的情況，這就要求我們必須要調試機器人，如果是程序錯了就要改程序，如果是機器人的拼搭有問題就要重新搭建。調試是機器人搭建的重要環節，對于機器人教學而言，除了完成既定的操作任務，獲得成就感以外，調試機器人還有更多的教育價值：第一，可以很好地體驗到計算機的自動化屬性，你寫什么樣的程序，機器人就會怎么樣去執行;第二，可以強化對任務目標的理解，也就是對程序流程圖的理解;第三，可以培養縝密的邏輯思維和推理能力。

學生們往往因缺乏調試的思路和方法，調試隨意，甚至在調試過程中，為了讓程序順利運行，沒有根據原有的設計目標去合理修改自己的程序，反而讓程序無法完成原來的設計目標。搭建機器人有趣，編寫程序也簡單，那么調試機器人就相對困難和無趣的多了。因為學生編寫的是任務程序，所以調試程序很容易變成玩游戲。事實上，玩游戲同樣具有教育價值，同伴之間相互調試程序就是一種實現方法。

這樣，既可以通過測試他人的程序來拓寬自己的思路，也可以讓同伴來幫助自己完善作品，取長補短，提高學生之間的協作能力;通過發現同伴程序設計的不同，可以關注細節，培養學生的耐心和理解力。

為了避免反復測試都不成功帶來的疲倦和挫敗，教師要關注學生的任務進度和情緒狀態，適時的給予提示和幫助：把大的問題分解成若干小問題后，學生的積極性就更高，更愿意去分析問題出在哪，更愿意去解決問題。

機器人社團活動才剛剛起步，學生們還處在入門階段，如何促使學生們更加生動地去熟悉機器人積木顆粒，掌握搭建技巧和編程技巧，對機器人社團的教師和同學們來說都是個不小的挑戰。

如果說拼搭機器人是為了鍛煉學生們的動手能力，那么編寫程序就是要提高學生們的邏輯思維，而調試機器人則是考驗學生們是否有耐心面對失敗，當學生們克服了種種困難解決了所有的問題，當他們設計的機器人終于在賽場上完成全部的規定任務，這種成就感不是一張獎狀或是一塊獎牌所能代表的。

此次專題只是機器人教育的一個初步探索，也許還不夠全面，但希望通過機器人教育，讓學生們能更廣泛的接觸前沿科技，拓寬自己的視野，這就是機器人教育的最大意義。

參考文獻：

[1].基于項目式學習的小學機器人教學實踐研究.田木蘭.中國教育信息化.2019（06）.

[2].機器人教育在中小學的應用初探.魏嘯天.中國信息技術教育.2016（06）.