周佳燕

【摘? 要】隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，我國的機器人技術(shù)也迅速發(fā)展起來。機器人教學也在逐步滲透到中小學教學中，在小學階段，通過機器人教學，可以讓小學生們對科技有更多的認知，并產(chǎn)生濃厚的探索興趣，為將來工作打下堅實的基礎(chǔ)?；诖?，本文主要概述機器人， 分析小學機器人教育活動開展策略，目的在于不斷深化小學機器人教育成效，提升小學生對機器人的思想認知水平和實踐應(yīng)用水平。

【關(guān)鍵詞】小學；機器人；教育活動；策略

近幾年，我國教育信息化進程不斷加速，國家印發(fā)出臺《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，提出要在中小學實施人工智能課程，大力推進計算機輔助教學，目前已有不少中小學開始實施“機器人”教學。積極組織科普、文體、藝術(shù)、勞動、閱讀、興趣小組、社團等。許多學校都打算在課外活動中組織與機器人教學有關(guān)的活動，以促進學生身心的全面發(fā)展。

一、機器人教育概述

作為一個集計算機、機械、電子等多方面知識于一體的現(xiàn)代信息技術(shù)，智能機器人是一門綜合性、前瞻未來、創(chuàng)新實踐性的學科，蘊藏著極為豐富的教育資源。目前，隨著智能機器人的興起，越來越多的機器人課程開始進入校園，如何開展機器人教學，是所有教師都關(guān)心的問題。機器人運動要回歸到它的教育本質(zhì)，它有獨特的教育魅力才能得到家長的認同，得到社會的認同。機器人教學的關(guān)鍵在于將人工智能技術(shù)運用到教學中，使其具有技術(shù)化、個性化、智能化等特點，人工智能則是在信息技術(shù)基礎(chǔ)上新的飛躍，其發(fā)展方向必然是機器人教學的中心。機器人教育是一種以程序設(shè)計、造型設(shè)計、實踐操作、調(diào)試測試和物理知識為主要內(nèi)容的教學方法。機器人教學是提高小學生解決實際問題的實踐能力、創(chuàng)新能力的重要途徑、載體，是加強小學生解決真實問題的實踐創(chuàng)新水平、提升青少年科學素養(yǎng)的重要舉措。與其他科目相比，機器人教學可以充分利用想象，利用各種方法組裝機器人，并利用各種運算程序，讓學生在思維中感受、體悟、探索。類似于搬運比賽這樣的問題，有很多種解決辦法：是先搬東西，還是把障礙移開？給了學生思考和實踐的空間。機器人教學把學生從“吸收、儲存、再現(xiàn)”轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿?、研討、?chuàng)造，再到發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題。在解決問題的過程中學生的學習動機、學會合作學習等方面，都獲得了其他課程所不能比擬的效果。

二、小學機器人教育活動開展策略

（一）優(yōu)化教學內(nèi)容

機器人教學是一種很好的學習方式，但是由于目前在學校中還沒有普及，所以它并沒有得到充分的關(guān)注。為此，必須提高教師對機器人教學的重視，使其更多地投入到相關(guān)知識的學習中去，提高他們的創(chuàng)造力。比如，在進行機器人知識教學時，可以把課堂分成三大塊，逐步提高學生注意力。第一節(jié)是關(guān)于基本知識的研究。在進行相關(guān)教學時，教師可以利用PPT演示有關(guān)的錄像、圖片，激發(fā)學生的學習興趣；第二節(jié)是對圖形編程的簡易教學。在教學過程中，教師必須重視教學的基本功，在教學中要做到循序漸進，注意學生的學習成績，在課堂上進行討論和學習，及時發(fā)現(xiàn)問題，使學生在掌握基本知識的同時，也愛上了機器人的學習；第三節(jié)是自由寫作。在此階段，教師可以安排一些簡單的問題，讓學生自己去做，從而提高他們的創(chuàng)造力。在教學過程中，教師要盡量鼓勵同學們進行交流，把自己的制作經(jīng)驗告訴他們，以增進他們的參與感，并使他們更加熱愛機器人。教師在一旁幫助學生解決問題，在任何時候都要進行激勵，使他們從內(nèi)心深處激發(fā)學習的動力。

（二）提升競賽機制

任何一門課程的教學都不能完全依賴于課堂，必須建立一種競爭機制，以增強學生對這門課程的興趣。所以，在課堂之外，可以通過設(shè)立競賽和獎勵機制來提高學生的學習興趣。但是，在設(shè)計競賽主題時，必須把握好學生的心態(tài)，在不知不覺中改變學生的學習態(tài)度。在每個學期的中段設(shè)立了“科技節(jié)”，并在“科技節(jié)”上設(shè)立了“機器人比賽”，包括“設(shè)計與解說”“創(chuàng)作展示”“相關(guān)知識演講”等。在活動現(xiàn)場的設(shè)計和講解中，可以在活動前安排一些靈活的主題，動員同學們在活動之前積極參加，并設(shè)立一些物質(zhì)獎勵，鼓勵他們參加，在競賽期間，允許學生們自由發(fā)揮，讓每位同學在一個小時內(nèi)完成作品，然后邀請他們發(fā)表自己的想法和看法。然后由現(xiàn)場的領(lǐng)導們進行點評，并由同學們投票選出自己喜歡的作品。另外，還可以組織學生們參加，將自己的作品分享給同學們，讓學生把自己的作品擺在展臺上，讓同學們進行分組討論和欣賞，同時還會有教師給他們講解，讓學生更好地了解機器人。在科技節(jié)結(jié)束后，教師仍然可以組織優(yōu)秀的學生進行交流，讓學生們對競賽中的知識有更多的了解。

（三）合作學習

在課堂上，教師要求同學們采取團隊協(xié)作的方式，以項目經(jīng)理、工程師、程序員和演說家四個人為一組。項目經(jīng)理要對項目整體工作進行統(tǒng)籌，并能靈活地分配有效的資源；工程師負責產(chǎn)品的外觀和結(jié)構(gòu)設(shè)計，并與編程人員進行有效的交流；編程人員必須清楚地了解項目的工作目標，并能順利地完成線路的構(gòu)造、程序的調(diào)試，并與工程師一起進行整個項目的開發(fā)；演講人的工作主要是收集過程圖片、攝影、錄像、制作 PPT，以文字、視頻等方式，闡述該計劃的設(shè)計意圖、實施過程及解決辦法。當然，在實際教學中，小組成員并非一成不變，以二人為單位進行基礎(chǔ)知識的學習，以使每位同學都能親身體會到各自的工作責任，并掌握基本的傳統(tǒng)技能。四個人的團隊協(xié)作，完成了單位的工作。學生能夠在較短的時間內(nèi)完成自己的作品，既可以提升團隊的工作效率，又可以彌補個體的不足。其次，在探究式學習之前，教師要對教學目標有一個清晰的認識，為學生提出“從哪兒來”“如何做”“到哪兒去”等具體的操作方法。在探究過程中，要讓學生“犯錯誤”，因為在學習過程中的“錯誤”，會讓他們獲得更多的收獲，從而獲得更多的經(jīng)驗，獲得更多的知識和更大的成就感。同時，教師要善于利用學生在實驗過程中的失誤，組織學生公開討論并給予正確指導，防止其因反復失誤而失去探究的興趣。以蘇教版機器人教育為例，在“認識機器人” 教學中，可嘗試引用《變形金剛》中的視頻內(nèi)容， 向?qū)W生們介紹機器人及其特點，創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學生們對機器人的發(fā)展歷史、特性等內(nèi)容進行總結(jié)概括。將學生分成合作小組，組織小組內(nèi)成員進行互動討論，教師和學生之間進行互動交流，在這個過程中，通過對比發(fā)現(xiàn)學生的認知差異，進行知識遷移。接下來對機器人發(fā)展、分類進行講解，組織學生利用互聯(lián)網(wǎng)收集素材資料，具體包含文字資料、圖片資料、視頻資料等，再以小組形式進行成果分享，按照順序依次介紹第一代機器人、第二代機器人、第三代機器人等，按照功能對機器人進行分類。結(jié)合合作學習成果展示，教師提出具體修改意見，指導學生及時修正自身錯誤。再比如在“機器人傳動”教學中， 學習識別機器人傳動的三種方式，學會正確區(qū)分皮帶、齒輪、鏈條傳動。在本節(jié)課教學中，組織開展趣味實驗活動，比如使用礦泉水瓶蓋、牛皮筋等進行產(chǎn)品制作，完成皮帶傳動實驗。觀察實驗現(xiàn)象，對與之相關(guān)的問題展開討論與研究， 比如“為什么有一個蓋子在動？”“能夠?qū)崿F(xiàn)兩個蓋子朝著不同的方向轉(zhuǎn)動的結(jié)果嗎？”“皮帶在傳動中，其中一個蓋子變小，會出現(xiàn)哪些新的變化？”在動手實驗過程中，有些學生會出現(xiàn)部分操作失誤問題，此時教師要充分給予學生“試錯”的機會，在一次又一次的試錯中積累經(jīng)驗，學習正確的實踐方法。

（四）機器人教育與社會生活相結(jié)合

在機器人教學中，利用機器人進行教學，使學生們在課堂上進行思維和團隊協(xié)作，并能用自己的雙手來解決學習和生活中遇到的問題。在艱難的條件下，培養(yǎng)自己的自信和求知欲。機器人教學不僅可以幫助學生理解和掌握復雜的信息技術(shù)，還可以幫助他們更好地了解機器人。在教學中，教師要使學生認識到機器人的用途及類型，并使其與日常生活緊密聯(lián)系，激發(fā)其探索的興趣。教師給小學生布置一項簡單的作業(yè)，讓學生在課堂上收集材料，了解其在生產(chǎn)和社會生活中的作用，并提供一道開放式的問題，讓學生大膽地猜測和思考：“如果你有這個能力，以后你希望把機器人用于哪個行業(yè)，它有什么作用？”在學習過程中，同學們會根據(jù)自己的實際情況和經(jīng)驗，進行思考和探索，創(chuàng)作出一幅屬于自己的機器人設(shè)計藍圖。在完成作業(yè)的過程中，還可以通過實踐來提高信息檢索的能力，從而達到信息技術(shù)教學的目的。

（五）組織開展興趣團體活動

利用仿真系統(tǒng)、信息技術(shù)課等，對所有的學生進行機器人教學。但模擬系統(tǒng)還只是剛剛開始，無法真正了解到機械人的本質(zhì)。然而，受限于場地、設(shè)備、師資等因素，要對數(shù)以千計的小學生進行實體機器人的教學，是一件非常困難的事情。由于個人興趣和知識水平，一些學生對機械人的興趣不能持久，甚至不感興趣。首先，對所有的學生進行了創(chuàng)意編程、機器人模擬等教學活動，然后根據(jù)學生的喜好，將愿意學習的和喜歡學習的同學編成學校的興趣小組，以興趣小組的形式開展機器人教學。針對“面向全體”與“個人專長”的矛盾，在課堂上積極地進行機器人知識教育，使所有的學生都能對其有所認識。在興趣團體活動中，要充分調(diào)動學生的積極性，確保有興趣的學生能通過團體活動，培養(yǎng)興趣，挖掘興趣，保持興趣。

三、建議

制定機器人教學標準，對有關(guān)的詞匯進行規(guī)范，為其設(shè)計出最起碼的技術(shù)要求和功能要求，并要注意避免“一刀切”，要有足夠的靈活性，提倡廠家之間的良性競爭，推動機器人教育的發(fā)展。并對教學管理平臺、產(chǎn)品應(yīng)用服務(wù)等產(chǎn)業(yè)鏈進行深入的研究，根據(jù)一線學校機器人教育教師的指導建議，將機器人教育的硬件設(shè)計制造、平臺開發(fā)、應(yīng)用服務(wù)聯(lián)合，使其能夠在開展機器人教育活動、學生自主學習方面發(fā)揮重要作用。此外，機器人教育需要與3D打印技術(shù)、開源軟件、開放源碼硬件等技術(shù)關(guān)聯(lián)，拓寬學生的認知面，讓他們充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造性，促進教育資源、實踐經(jīng)驗的交流，促進機器人教育健康、規(guī)范、可持續(xù)發(fā)展。

四、結(jié)束語

在小學課堂進行機器人教學，并不是為了學習機械原理、電子電路、軟體等專門的知識，而是為了讓學生掌握一種運用電腦解決問題的思維方式和解決生活中問題的方法，也就是具備計算思維和創(chuàng)造性的思維，這是一種面對未來變化、適應(yīng)社會發(fā)展的必要技能。隨著國家對科創(chuàng)教育的關(guān)注和對學生的培養(yǎng)取向的改變，必將有越來越多的學者、學校、教師和社會教育組織投入到小學的機器人教學中去，從而促進我國的科創(chuàng)教育的發(fā)展。

參考文獻：

[1]陳楚琪，鄧文新.“雙減”政策背景下中小學機器人教育活動開展策略研究[J].教育信息技術(shù)，2022（7）：141-144.

[2]程名.小學信息技術(shù)實施機器人教學的有效策略探索[J].學生電腦，2021（5）：46-46.

[3]陳昱安.小學信息技術(shù)實施機器人教學的有效策略探索[J].數(shù)碼設(shè)計·CGWORLD，2021，10（8）：186-186.

[4]沈風林.小學信息技術(shù)課程與機器人教學有效融合的策略[J].啟迪與智慧：教育，2021（6）：74-74.