以校本课程智能机器人为载体提高学生的创新能力

郭恒武

摘要：青少年科学普及教育是素质教育的重要组成部分，青少年智能机器人活动的开展，为青少年的全面发展提供了一个丰富多彩的活动平台。随着近几年深圳市教育局机器人进课堂活动的开展，将智能机器人教学又推到了一个新的起点，新的发展高度，智能机器人课中教学内容的确定，课堂的组织与实施，以及相应的课堂评价方式，如何把握课堂教学与各种机器人比赛的关系等问题都需要我们思考。本文结合自己近几年教学活动的经验与体会，提出一点观点和建议。

关键词：智能机器人 综合实践活动 校本课程 信息素养

智能机器人作为中小学信息技术教育的一部分，可以全面提高学生的信息素养，培养学生动手实践能力和创新精神。我校的智能机器人校本课程一直深受学生的喜爱，自2001年9月始，每年都有接近上百人报名参加，但受器材、场地的限制，只能选取一部分学生以小组形式开展活动。但即使如此，我校在各种比赛中仍获佳绩：创意比赛、足球比赛获得广东省智能机器人大赛一等奖，常规比赛获得区科技节、市智能机器人比赛一等奖。

一、创造条件，在实践中提高

对绝大部分信息技术教师来说，由于没有实践经验，带领学生开展机器人活动，设计和操控智能机器人，都是一项挑战。我认为，现在市场上机器人图形化的编程环境较为普遍，尤其是大部分机器人器材都可以使用C语言来编程，机器人编程入门已经较为简单，就此，利用给机器人编程的机会，教师可以学以致用，提高自己的水平。

二、合理规划，有限经费最优化

机器人活动需要特定硬件环境：活动教室要安装遮光窗帘，尽量使用日光灯、节能灯等冷光源照明，需要配备电脑用于调试编写机器人程序。我校特意将综合楼六楼作为科技楼，专门设立一间教室，虽相对于开展各种机器人活动这样的场地需求而言还不够大，但合理规划，一个场地做多个活动用，做到空间共享。这样既可以腾出更多的空间，又可以让学生养成良好的整理习惯。当然，机器人的搭建组装和程序编写调试尽量放在同一个地方，方便学生及时根据现场调试程序。

选购开展机器人教学活动的器材也相当重要。现在机器人教学的器材品种特别多，质量与价格，使用的方便性与性能的可靠性相差也比较大，因此，购买时，需要根据实际需要，多询问兄弟学校和相关的主管部门。在使用过程中，我的总结是没有最好的机器人器材，只有最合适的机器人器材。

三、细心筛选，协调好各方关系

机器人是集多种学科为一体的综合性课程，要求活动小组成员有一定的物理、数学基础，同时具有较好的动手实践和合作能力。因此，组员须具有较为全面的素质，还要有稳定的心理素质。建议学校开展信息技术等比赛使参赛者对程序设计及问题处理学会把握，继而对机械硬件问题的处置进行强化训练。对于参加机器人竞赛的选手，校方、带队教师还必须耐心沟通，最大限度得到家长的支持。

四、认真反思，得出几点思考

（一）学生主体，教师辅导

机器人比赛是学生的比赛，在各级各类的竞赛中，教师是不能进入竞赛场地的，所有问题的解决全凭学生自己解决。因此，机器人教学中各种活动的开展必须以学生为中心，从搭建机器人到设计程序以及调试，都应该以学生为主，教师协助或指导学生完成。学生只有亲手去设计制作，才能知道机器人的真正原理，进而根据活动现场调试完成各种机器人任务。

（二）分工合作，相互交流

机器人活动的开展，尽量以小组为单位，四个学生为一组，比如，机器人足球比赛项目，两人做进攻机器人，两人做防守机器人，其中分别是一人负责搭建机器人，一人负责编写程序。整个活动任务的完成，需要所有小组成员分工与配合，达到默契的程度。每个小组是一个整体，不是一个人的参加，需组内每个学生合力，大家的相互交流和帮助。

（三）利用网络，获得帮助

通过网络可以查找小组的创意有无前例，也可解决在机器人制作过程中遇到的新问题，例如，学生通过QQ找机器人器材厂家的专家在线给予帮助和指导。

（四）任务驱动，由易到难

各种机器人活动的开展，都应该由易到难，在教学中，教师应该教会学生如何分解任务，按照先易后难的原则，逐渐完成任务。如灭火机器人活动的开展，这个任务可以分解成很多小的任务，例如，左手走机器人、右手走机器人、寻光机器人、灭火机器人等小任务，再引导学生先完成单一1号房的灭火任务、1号和2号房灭火任务，直到学生完成整个任务。学生在逐步增加难度的过程中，逐步编写出完整的灭火程序，熟悉机器人灭火的过程和细节。最后不断改进、调试机器人。

（五）做好各种准备

程序是智能机器人的大脑，魂不附体机器人就只是“僵尸”。目前，机器人设备最大的问题是传感器的精度和灵敏度不高，2006年10月，我校参加机器人打保龄球大赛中，我校派出三个代表队，只有一个代表队获得第一名，而另外两个队一个因为选手的机器人受场地光线的影响以及机器人电池电能的影响，导致机器人没有完成任务而中途退场，一个队由于外界场地的变化影响了比赛成绩。

各种机器人活动结束后，无论是参加的学生还是教师，都应该反思整个活动过程，总结经验与不足，写出自己参加活动的心得体会。这些宝贵财富的积累，既可以提高学生的技术，也利于培养他们良好的心理素质。还要告诉学生，各种机器人活动，无论他们小组成功或失败，都不要轻易放弃、勇于拼搏。

参考文献：

[1]王小根，胡兵华，何少莎.基于“任务驱动”的小学机器人教育校本课程开发[J].电化教育研究，2010（6）.

[2]刘海兰.打造永不消逝的数学童年——小学数学校本课程内容开发初探[J].中国校外教育，2011（13）.

[3]吴滨，江树勇，刘思嘉，王利民.基于大工程观的工程导论课程视野下高等工程人才培养的探索与思考[J].中国现代教育装备，2011（17）.

[4]顾子龙，刘娟.我国机器人教育中存在的问题及解决策略[J].实验教学与仪器，2009（4）.

[5]秦健，崔鑫治，李晓刚.我国机器人教育研究现状与我校校本课程建设[J].中国信息技术教育，2011（8）.

（责编 田彩霞）