時鳳鳳

四川省攀枝花市大河中學(xué)校

前言

教學(xué)背景。全國各地積極開展機器人課程，家長愈來愈重視孩子的機器人教育。學(xué)校也應(yīng)該積極響應(yīng)國家政策，開展機器人教學(xué)等選修課程，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力、編程思想和動手能力。

教學(xué)目標(biāo)。機器人教育的產(chǎn)生能夠使中小學(xué)生近距離的感受到科技的魅力，并奠定了學(xué)生科學(xué)研究的基礎(chǔ)。學(xué)生能描述機器人的概念、發(fā)展和應(yīng)用前景等，培養(yǎng)計算思維；了解機器人組裝搭建和編程，了解機器人未來發(fā)展趨勢，教學(xué)理論支撐。①學(xué)習(xí)金字塔理論：動手組裝機器人、向同學(xué)講授所學(xué)內(nèi)容、合作探究任務(wù)方案。②分層教學(xué)理論：機器人基礎(chǔ)課程（全體學(xué)生）、機器人提升課程（機器人社團）、機器人競賽課程（校隊學(xué)生）。

1 教學(xué)環(huán)境設(shè)施

教學(xué)環(huán)境。學(xué)校應(yīng)該提供專門開展機器人教學(xué)和集中訓(xùn)練的機器人活動室，提供基本的教學(xué)環(huán)境。另外，學(xué)校也需要提供專門的機器人指導(dǎo)室，用于教師對學(xué)生進行機器人專項輔導(dǎo)。教具設(shè)備。學(xué)校需要配備多套完整的能力風(fēng)暴積木機器人高級套裝和氪教育機器人套裝，專門用于機器人教學(xué)；另額外購買配件若干，為后續(xù)帶學(xué)生參加機器人競賽提供設(shè)備保障。電教設(shè)備。機器人活動室和機器人指導(dǎo)室配有移動納米黑板和筆記本電腦多臺，為教師教學(xué)和學(xué)生實踐操作提供設(shè)備保障。師資力量。指導(dǎo)老師應(yīng)有豐富的教學(xué)經(jīng)驗，最好有指導(dǎo)學(xué)生參加各類機器人競賽的經(jīng)驗，師資力量需要有所保證。

2 課程教學(xué)模式

2.1 問題-探究式：以學(xué)生為中心，通過教師演示、學(xué)生觀看老師演示后，自主動手操作，鍛煉學(xué)生動手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生實操技能。

2.2 示范-模仿式：在老師提出問題和任務(wù)要求后，學(xué)生能夠自主探究、小組合作來解決問題，并教授他人所學(xué)知識，培養(yǎng)了自學(xué)能力、創(chuàng)新創(chuàng)造力、合作精神和解決問題的能力。

3 課程教學(xué)體系

教材是教師教和學(xué)生學(xué)的主要憑借，是教師進行教學(xué)、搞好教書育人工作的具體依據(jù)。本人按照機器人基礎(chǔ)普及、能力提升和競賽集訓(xùn)分為《機器人基礎(chǔ)課程》、《機器人編程與實操課程》和《機器人競賽課程》共三大板塊。

3.1 機器人基礎(chǔ)課程

3.1.1 機器人基礎(chǔ)概況。了解機器人的由來、發(fā)展歷程和未來趨勢等，普及機器人知識，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。從機器人應(yīng)用領(lǐng)域引導(dǎo)到教育機器人領(lǐng)域，從而過渡到對教育機器人的學(xué)習(xí)，為下一單元學(xué)習(xí)做好鋪墊。

3.1.2 氪教育機器人組裝與編程。氪是能力風(fēng)暴積木機器人中較為簡單的教育機器人，其編程軟件為圖形化編程、機器人組件組裝操作簡易。學(xué)生學(xué)會自主組裝機器人小車、編寫程序控制小車行動，為下一單元學(xué)習(xí)教育機器人高級套裝打下基礎(chǔ)。

3.1.3 機器人高級套裝組件與任務(wù)套件介紹。機器人高級套裝是WER 積木機器人中較為復(fù)雜和成熟的機器人，本單元將學(xué)習(xí)該機器人的全部組件、任務(wù)套件組裝，使學(xué)生充分熟悉該機器人套件全部組件，為下一板塊課程奠定良好硬件基礎(chǔ)。

3.2 機器人編程與實操課程

3.2.1 機器人控制器介紹。通過學(xué)習(xí)機器人控制器的使用，對控制器的硬件參數(shù)、電源與開關(guān)機、主界面、程序界面、端口界面等功能有整體的了解，也是后續(xù)進行編程和實操的基礎(chǔ)。

3.2.2 機器人巡線小車組裝。機器人巡線小車組裝，是后續(xù)編程和機器人尋線、完成任務(wù)等的基礎(chǔ)硬件建設(shè)。學(xué)生通過自己動手操作，組裝小車，對車的結(jié)構(gòu)可以更加熟悉，后續(xù)出問題都可以自己進行排查。

3.2.3 機器人編程軟件介紹。機器人編程軟件分為圖形化編程和C 語言代碼編程兩種形式，在學(xué)習(xí)了氪機器人編程基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)該軟件的圖形化編程完全沒問題，也足夠使用。

3.2.4 機器人巡線小車工作原理。機器人巡線小車是通過灰度傳感器測黑線來執(zhí)行程序的，通過講解工作原理，使學(xué)生對傳感器及其工作原理有所認識。

3.2.5 機器人機械臂組裝。在認識和熟悉了機器人控制器、編程和小車尋線原理后，學(xué)生開始學(xué)習(xí)機械臂組裝，通過組裝的機械臂去完成任務(wù)模型。

3.3 機器人競賽課程

3.3.1 世界教育機器人大賽概況。世界教育機器人大賽是一項全球性比賽。通過介紹大賽情況，學(xué)生對比賽有所熟悉，比賽的規(guī)則形式等有所了解，為后續(xù)針對性訓(xùn)練奠定基礎(chǔ)。

3.3.2 基礎(chǔ)能力綜合訓(xùn)練。主要是針對程序編寫、小車組裝等進行綜合性訓(xùn)練。

3.3.3 任務(wù)方案設(shè)計與實現(xiàn)。根據(jù)任務(wù)套件和小車，組裝完成任務(wù)的系列機械臂，實現(xiàn)一臂多用和少換機械臂等，以及設(shè)計做任務(wù)的路線程序編寫。

3.3.4 熟練換機械臂與編程。提高學(xué)生動手操作效率和編寫程序能力，能在規(guī)定時間內(nèi)完成機械臂組裝和程序編寫。

3.3.5 模擬比賽。模擬比賽是在完成上面全部環(huán)節(jié)后，營造一個競賽氛圍，按照正規(guī)比賽流程和標(biāo)準(zhǔn)進行模擬競賽，并在競賽中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。

4 中學(xué)機器人教育具體教學(xué)應(yīng)用

4.1 校本選修課。面向全體學(xué)生開設(shè)了校本選修課，普及機器人相關(guān)知識，學(xué)會組裝機器人和初步接觸編程思想。

4.2 社團活動課。面向機器人社團學(xué)生開設(shè)編程實操課，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、編程思想、動手能力。

4.3 競賽集訓(xùn)課。面向機器人校隊開設(shè)競賽課程，培養(yǎng)學(xué)生合作精神、探究精神、應(yīng)變能力、編程水平和競技水平。

5 結(jié)束語

本人開展機器人教學(xué)多年，從課程開發(fā)建設(shè)到教學(xué)過程，每次都有不同的收獲。在教學(xué)中，學(xué)生都能在老師引領(lǐng)下自主學(xué)習(xí)、合作探究、動手實操。為了讓學(xué)生深度學(xué)習(xí)，課堂上安排了教學(xué)任務(wù)，給學(xué)生提供了教具、設(shè)備，通過自主探究、團隊合作和創(chuàng)新創(chuàng)造去完成任務(wù)，效果明顯。因此，在教學(xué)中，我們應(yīng)該以學(xué)生為主體，老師作為引領(lǐng)者，學(xué)生能夠通過自身能力去完成教學(xué)中的任務(wù)，相信學(xué)生，總能達到意想不到的結(jié)果。