小學機器人課程的開發與實施策略

【摘" 要】 新時期開發與實施小學機器人課程，具有重要的意義，主要體現為：培養自主學習能力，培養科學探索精神，培養實踐創新能力，培養學生綜合素養。在以往的小學機器人課程的開發與實施中存在課程設置不夠系統、基礎知識教授不佳、實踐活動流于形式、無法培養創新能力等問題。根據這些方面問題，結合開發與實施的要點，提出開發與實施的策略：以生為本開發課程，優化課程教學體系；加強基礎知識教學，開發分層課程內容；創新課程教學形式，組織多樣實踐活動；融入相關前沿科技，定期開展賽事活動；根據課程活動成果，做好科學反饋調整；實施評優選優活動，發揮評價引導作用。教師基于學情落實策略，能更好開發與實施小學機器人課程，提高教學成效。

【關鍵詞】 小學教育；機器人課程；基礎知識；實踐活動；操作能力

一、小學機器人課程開發與實施的意義

（一）培養自主學習能力

機器人課程的知識內容豐富，涉及多門學科與許多前沿科技，具有抽象性強、邏輯性突出等特點，對學生知識基礎和學習能力等提出了較高的要求。教師通過教授學生基礎知識，提出相應問題與引出探究任務，能夠培養其勤于思考與善于反思的能力。學生在學習與探究的過程中，能逐步找到適合自身的學習方法以及實踐策略，可以逐步學會學習，提高自主學習能力。

（二）培養科學探索精神

對于機器人課程而言，它不同于傳統的理論課程，更加強調動手操作與實踐。因此，學生通過學習機器人課程，不僅可以掌握相關基礎理論，還可以將理論與實踐融合，參與相關探索活動。如軟件編程、生活機器人的制作等，都需要學生運用所學進行動手操作，與同伴不斷嘗試，才能得出結論或創設成果。因此這個過程中，可以有效培養學生科學探索精神。

（三）培養實踐創新能力

在機器人課程中，涉及很多實踐活動。小學生在實踐的過程中，能夠運用基礎理論知識，在各項操作中不斷地調試、編程以及試錯，逐漸發現并掌握其中蘊含的微妙關系。學生也可以在反復實踐訓練中，提高動手實踐能力。教師通過組織創新實踐活動，引領學生持續思考與探索，創新機器人形式、功能、外觀和制作流程，能夠有效培養創新能力。當學生具備實踐創新能力后，可以更積極、更主動地參與機器人課程，更好地提高學習效果。

（四）培養學生綜合素養

機器人課程通常由無數個大小任務組成，在教師的指導下，學生逐步完成各個小任務，最后達成大任務，可以提升自信心。機器人技術融合了電子、造型、傳感器、機械、人工智能等當今多項領域的先進技術，體現了人類對于未來科技發展的認識，能讓學生更好適應當今時代和未來發展要求，能發展學生的言語、觀察、邏輯數學、空間、肢體動覺等多元智能。當學生學習機器人理論與參與到動手創作中，可以逐步提高想象力、創造力、創新力、耐挫折力、實踐能力、思維能力，以及發現問題、分析問題和解決問題的能力。

二、小學機器人課程開發與實施的問題

（一）課程設置不夠系統

機器人課程作為一項新興課程，屬于前沿科技課程，目前國內外的研究較少，沒有統一的機器人教育課程標準。很多小學只是將其作為信息技術或信息科技的一項拓展課程，一般是以信息技術教師、校外機器人培訓機構臨聘教師為主，學校普遍缺乏專業化的機器人專職教師。教師在實際教學中缺乏系統化、標準化的教學依據，這導致教學目標不夠清晰，不太重視培養學生分析問題和解決問題的能力，也無法培養學生創新精神和創新能力等。

（二）基礎知識教授不佳

在機器人課程中，涉及計算機、軟件編程、數學、機械自動化、傳感技術等多門學科與技術，有機器人的基礎理論、制作的基本技術知識、程序構造等，對教師知識儲備和教學能力提出了較高的要求。一些教師在教學過程中直接開展實踐指導，或者僅僅教授有限的基礎理論知識，未能全方位地教授學生基礎知識。學生基礎知識掌握不牢，也就無法更好地參與機器人的實踐活動。

（三）實踐活動流于形式

機器人課程教學，涉及多門學科，流程較長，需要運用較多的教學資源與輔助材料，要在較長時間內、較大空間中開展。教學活動由于受到時間與空間的限制，導致教學活動容易流于形式，學生存在走馬觀花學習以及看熱鬧的現象，無法深入學習與探究機器人的知識，無法形成創新創造的興趣，無法培養學生的創新精神與創造能力，導致機器人課程教學效果不盡如人意。

（四）無法培養創新能力

現在小學機器人課程教學，普遍運用的是“先講后練”的教學模式。一般的情況下，教師根據機器人課程的主題，提前準備相應的教學資源，在課堂上運用智慧平臺與數字資源，導入故事或案例，之后講解與演示相關機器人相關的理論。這種教學模式無法展現機器人課程的特點。在實踐探究中，對編程內容的教學，教師先演示操作，學生再模仿操作；對機器人制作，教師先提供模型和說明書，學生再自主或合作搭建。在這些教學過程中，學生獨立思考、合作探究、創新與創造的機會較少，多是按照既定流程和既有成果進行實踐，無法培養創新能力。

三、小學機器人課程開發與實施的要點

（一）調動學生積極情緒

通過以上的分析與探究，可以明確以往小學機器人課程教學存在的問題，在新時期開發與實施機器人課程，教師要把握其中要點，首先是調動學生積極情緒。由于機器人課程的邏輯性、抽象性強，對學生注意力和自控力提出較高要求，而小學生這些方面的能力普遍不佳，情緒容易波動。因此，教師要盡可能引入豐富有趣的教學資源，創設趣味十足的課程，營造輕松、愉悅的課程氛圍，如將編程的機器人創作成游戲活動，這樣可以更好地調動學生積極的學習情緒。

（二）激發學生學習動機

機器人課程本身具有趣味性，受到大部分學生的歡迎與喜愛，能積極參與到學習和實踐中。一些學生學習的主動性強，積極性高，愿意深入思考問題、勤奮鉆研問題、反復訓練等，學習效果突出；另一些學生的興趣不佳，不愿主動參與，學習積極性差，學習效果不突出。因此教師要引入與學生生活相關的機器人課程，如智能行走機器人、機械臂機器人、文本書寫機器人，這些能激發學生學習興趣。

（三）建構適宜教學目標

不同學生的知識基礎和學習能力存在較大差異，教師要讓盡可能多的學生能熟悉機器人的知識，掌握簡單機器人的制作，要建構適宜的教學目標。機器人的制作過程難易合適，若太簡單不能滿足學生成就感，若太難會打擊學生的信心。

（四）運用科學教學方法

在小學機器人教學過程中，教師除了運用傳統的演示講授和實踐演示的教學方法，還要發揮智能平臺和數字資源的作用，引領學生自主學習。教師通過通力合作，還要定期組織機器人創新創作活動，引領學生參與機器人相關比賽等。

（五）注重科學教學評價

評價也是機器人課程的重要組成部分，良好的教學評價不僅能對學生的學習進行專業的指導，還能起到激勵學生的作用。因此，教師要注意觀察學生學習與實踐的過程，加強與學生溝通和交流，通過科學評價培養學生學習的自信心。

四、小學機器人課程開發與實施的策略

（一）以生為本開發課程，優化課程教學體系

教師要明確小學生的認知基礎、心理特征，經過自主研究與合作探索，明確小學機器人課程需要多學科教師和專業人員共同參與。因此，學校信息技術教師、科學教師、創客教育專家、專業機器人賽事教練等，都要參與其中，共同組建好完善的專業教師隊伍。團隊還要基于本地情況和學情，設計機器人校本課程、開發課程內容、設計相關教具、建構模式化的教學環節等。

團隊在開發機器人課程的過程中，不僅要開發理論和實踐課程，還需要根據以往教學中的問題，優化機器人課程教學體系。根據信息技術等課程標準，結合本校的實際情況，制定適合本校的機器人課程標準，修訂與優化原有機器人課程，提高本課程在所有課程中的比例，增加動手實踐課程，更好地培養學生探索精神與動手能力。學校還要投入更多資金建設場地，提供更豐富的軟硬件資源等。

（二）加強基礎知識教學，開發分層課程內容

機器人課程涉及多學科的知識與多樣技術，因此教師要加強基礎知識教學。如關于機器人、控制系統、傳感器、驅動器、伺服電機、條件循環等專有名詞的解釋，以及機器人基本特征、分類、組成的內容，控制系統和機械系統的組成，常用傳感器的類型等。教師制作圖文資料，先輔助學生自主學習，再課堂教學。

根據小學生的年齡大小，學校還開發了分層課程內容，分為初級、中級以及高級三個層次。初級課程有：機器人初步認識，機器人編程之《飛翔的小鳥》，快樂街旋轉木馬等，趣味性較強，能讓三、四年級的學生初步認識機器人。中級課程有傳感器的運用、Micro：bit智能小車，能讓學生初步參與機器人編程與制作。高級課程有Micro：bit機械臂機器人、LegoEV3機器人等，重視實踐訓練。

（三）創新課程教學形式，組織多樣實踐活動

為讓小學機器人課程更為新穎有趣，教師還要創新課程教學形式，搭建線上與線下融合的教育平臺，基于關聯性技術，精心設計機器人課程，組織多樣實踐活動，引領學生積極參與各類活動中，更好地提高機器人課程教學的成效。

比如在Micro：bit智能小車課程中，是讓學生掌握紅外遙控器使用方法，能認識智能小車接收信號的原理，熟練組裝智能小車，用Micro：bit圖形化編程平臺編寫積木腳本，讓智能小車機器人前進、后退、左右轉等。教師還要帶領學生到科技館、青少年活動中心，參與難度更高的實踐活動。

（四）融入相關前沿科技，定期開展賽事活動

教師教授學生學習機器人知識的過程中，還要根據科技發展變化，不斷更新課程內容，引入國內外的相關前沿科技知識，用圖片、視頻、實物等方式展現其科學原理。如教師可以引入無人機的結構圖和實物等，引領學生探索其原理。

賽事活動也非常重要，能檢測學生學習效果，能培養學生學習機器人知識的興趣。如借助Micro：bit圖形化編程平臺，開展Micro：bit機械臂機器人制作比賽，讓學生組裝這類機器人，將手機操控程序導入Micro：bit，讓機器人定距抓取。

（五）根據課程活動成果，做好科學反饋調整

在相關機器人的理論課程和實踐活動中，有時取得了很好的活動成果，有時的活動成果卻不盡如人意。因此，教師還要觀察過程，根據成果，指導學生調整，對學生進行科學反饋，以此更好完善機器人課程活動。

比如在LegoEV3機器人活動中，要讓學生用EV3 Classroom圖形化編程的平臺，編寫積木腳本，讓顏色分揀機器人借助傳導裝置分揀顏色模塊。有些小組分揀顏色模塊出現混亂，教師就要指導學生梳理編程流程和內容，進行調整。

（六）實施評優選優活動，發揮評價引導作用

基于以上的實踐活動成果，教師還要組織實施評優選優活動，以此發揮評價的引導作用，引領學生更加積極主動參與相關實踐活動中。教師要注重多多鼓勵學生或小組，表揚表現突出的學生或小組，更好地完善小學機器人課程。

例如根據以上的機器人實踐活動或賽事活動，教師要分析學生或小組參與活動的過程，明確其是否掌握理論知識和操作技能，根據最終成果，對學生或小組實施相應評價，鼓勵或表揚學生、小組，還要根據情況進行針對性指導。

五、結語

綜上所述，基于小學機器人課程開發與實施的主題，文章結合其中的意義，根據以往開發與實施的問題，提出針對性的要點，創設科學有效的開發與實施策略。各個地方的小學教師根據實際情況，參與本校機器人課程的開發與實施，落實相關方面的對策，更好開展機器人課程教學，培養學生學習能力、創新精神和實踐能力，發展學生信息素養，提高機器人課程教學成效。

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