初探機器人課堂教學

邱海波

摘 要：近年機器人教學逐漸走進基礎教育學段學校，如何作好機器人教學，調動學生的學習興趣讓他們愛上機器人課堂、聯系生活激發學生創新思維、項目式教學培養創新能力，讓機器人教學在基礎教育中真正發揮它“轉變未來”的創新能力培養作用。

關鍵詞：機器人;課堂教學;創新思維;創新能力

課程教學改革要加強課程內容與學生自己生活及現代經濟社會和科技創新發展的聯系，強調學生通過實踐，增強探究意識和創新意識，學習科學研究的方法，培養運用知識的能力。機器人教學應勢而出，成為培養創新人才的一個有效模式，被稱為轉變未來的學習。

機器人教學是借助機器人教學套件裝備，通過學生搭建、組裝、編程、測試、運行機器人，開展的課堂教學活動。學生在課堂中通過聯系生活、設計、測試、反思、改進機器人等過程獲得知識和能力等綜合素質的提升。機器人教學在我區處在初期起步階段，但活動在校本課程中的開展正在大步前行。現就開展機器人課堂教學談一談自己的看法。

一、抓住“好奇心”，調動學生的“內驅力”

營造良好的學習氛圍，才能調動學生積極性，喚醒學生創造力。機器人在社會各領域中的廣泛研究應用，早已被人們悉知。走進教學課堂還剛開始，開闊學生視野多媒體展示世界頂級水平機器人，介紹機器人的廣泛應用，讓學生了解機器人，激發學生探究機器人的求知欲望。將教育機器人的發明創造作品、競賽活動剪影等呈現給學生，將學生興趣引導至學習機器人課程中來是關鍵。筆者在DIY初識編程小車機器人教學時，就將機器人自動躲避障礙、小車自動尋找黑色線路行使、自動路燈、創意小屋，太陽升起遮光窗簾自動降下，溫度升高風扇自動打開，天黑了主人到門前燈自己亮起來，主人進門，門自動關上……編程機器人參加國內外比賽場景等展示作為第一節課的主要內容。將教育機器人活動多角度、多方向展示給學生，融認識、觀賞、科普于一體，激發學生的興趣，讓學生感覺“神奇”的機器人觸手可及，從而產生我要“學”的內驅力。

二、聯系生活，激發學生創新思維

僅有學習興趣遠遠不夠，創新發展必需具備創新思維，培養提高學生的創新能力，引導學生自己獨立、自主的進行分析探究和質疑。如在“小車避障”一課中，基礎知識是編寫一段程序讓機器人小車遇到障礙物后會后退。案例模仿教學比較簡單，為了激發學生的創新思維，設計聯系生活環節，引導學生進行想象，圍繞現實生活中的小車會遇到各種情景，開展思維訓練。學生在“墨守成規”程序語句練習后，開始創新性改變程序設計，按著自己的想像規劃小車運行場景，有的小組研究讓小車遇到大小不同的多個障礙物，有的小組合作嘗試小車碰到障礙后不是后退而是轉彎前行，有的小組則在小車找到障礙物后，讓小車轉一定角度再試探性的前行。學生在機器人情境設計方案的具體實踐過程中，通過各種形式的研究和學習，大膽動手進行設計應用程序，充分利用“想象”挖掘了學生的潛能，調動了學生的創造性思維，學生可以靈活運用知識，在實踐中激發出新的靈感，推動創新思維的發展。

三、引用項目式教學，培養創新能力

學生有了創新的想法，教師要及時的引導他們規劃、設計、實施，否則就只能是空想。學生在實施新想法的過程中初學的“模仿”案例編程語句是不夠的，他們要克服種種困難，解決掉情景中的一個又一個難題，好勝心使學生在探究過程中不斷主動學習新知識，將知識轉化為創新的能力。引用項目式教學，有效的變簡單模仿學習為積極主動構建知識發展的教學模式。一個項目，一定目標，學生根據需要自己決定選擇使用哪些傳感器、電機等配件。小組內每個學生都腦洞開大開，提自己的意見，在激烈討論后確定方案，進行實施。學生在搭建、測試過程中再次進行“改進”，在反復的搭建改進后，完成小組作品。最后提交全班進行展評或是進行競技比賽。以組裝小車拉力比賽一節來說，每個小組的套件裝備都是一樣的，任務目標是拔河比賽，將競賽活動引入學生的學習活動，更是把學生的學習興趣提高到了極致。學生把能想到的知識都運用到活動中來，有把所有配件都加在小車上增加重量的、有給小車加上防倒車板的、有用小齒輪驅動帶大齒輪讓速度變慢的，學生究竟有多少奇思妙想，你真的很難想象，給孩子一個空間，讓他們討論、展示、講解，老師注重啟發、引導，在孩子的想法偏離學習目標時及時點撥，對學生的疑問認真回復解疑，對學生的好作法要時給以充分肯定。學生在玩中形成積極探索的學習動力，課堂成為創新能力的開拓訓練場，老師成為指揮這次創新訓練的角逐導師。

由于信息技術的快速發展，機器人教學進入課堂被眾多人關注。機器人教學擁有多學科知識的綜合性、創新性、操作性等特點，以創新理念作為基礎，以先進的科學技術作為輔助，在培養提高學生的動手實踐能力和創造能力的同時，搭建了學生喜愛的玩中學課堂。教師要打破傳統的教學模式，充分發揮引導作用，為學生搭建自主探究，合作學習的空間，激發學生自主建構知識，發現學習，只有這樣，機器人教學在基礎教育中才能真正發揮出它“轉變未來”的創新能力培養作用。

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（作者單位：長島海洋生態文明綜合實驗區教學研究室，山東 煙臺? 265800）