开展机器人社团对学生的积极意义及常见问题与反思

【摘要】机器人的教育在如今信息化发展迅速的社会已经刻不容缓，很多中学开展了机器人兴趣班或社团，学生在机器人社团中能够充分结合各领域知识，开动脑筋，将想象力与实践动手充分结合，得到能力上的提高。在这种新兴社团中，教育者要特别注意用一种全新的动态教学方法，充分联系实际，能够集各领域知识于一身，充分发挥机器人社团的能动性。

【关键词】机器人教学 优势 反思

【中图分类号】G633.98 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）20-0245-02

随着科学的不断进步，随着信息技术对人类社会的全面覆盖，机器人，已成为了时代的一个代表。机器人产业的发展也不断的渗透到各个领域，从工业到医药业，从服务业到教育，现在我们的学生，也可以通过对机器人的学习来发展思维，锻炼动手。机器人是当今教育的又一新兴领域。

紧跟这一趋势，很多学校都引入了各个类型的机器人模型或套件，另辟了机器人教室，开展了机器人社团或兴趣班，那么，在学校开展机器人社团到底对学生有怎样的正面意义呢？

一、把握契机，让学生兴趣与时代特征相连

众所周知，机器人是现代科技的产物，更是未来世界科技发展的重要领域，是各种新兴科技的集合者。机器人，越来越完善的人工智能，让每一个人都充满了好奇和渴望。这种好奇心是一种天然的优势，学生在一种浓厚的兴趣中开始的学习，算是良好的开端。学生们来到机器人社团，首先，他们脑子中抽象的对机器人的各种想象会幻化成一种现实，各种机械或塑料零部件，各种马达，各种传感器及计算机编程等摆到了他们的面前。虽然他们只有中学生的年纪，但是从一个简单的机器人社团中，在一种简单到复杂的学习过程中，他们就能够产生对机器人产业的由浅入深的认识——再复杂的结构也离不开最基本的物理结构，再精巧的反应都离不开精密的传感器，类人的反应都离不开复杂巧妙的编程。从社团的兴趣学习，引导他们对机器人产业的了解，为他们今后的职业发展，或知识储备等方面都有了不小的助益，尤其是对那些生来对机械结构着迷的学生，对动手、动脑游刃有余的学生，更是一种机会，让他们在上大学前就有一种良好的体验，这对于未来社会所需的大量的机器人人才也是一种准备。

二、合理想象，实现梦想

再没有什么事情比将自己的梦想实现更令人激动人心了。机器人社团就是个小小的梦想实现厂，你设计一个机器人，分析它的功能性，想办法设计它的机械结构和身体构造，为它的身体加上很多触觉（传感），为它的反应设计一套思维（编程），最后动手一一实现。整个过程就是一个梦想完成之旅，学生在基础的学习过后，就能够利用知识不断的发展出新的，有意思的机器人，这一过程，调动了他们学习的积极性，让他们能够自觉的吸收大量的课外知识，主动地寻找各种办法，尝试着去解决各种问题。这不再是一个枯燥而烦人的过程，而是一种探索的旅程，没人知道他们在其中花费了多少精力，想象了多少种可能性，学习了多少课本上没有的知识，最终才能够勉强让自己的机器人完成。在这一过程中他们学会了收集知识、辨别知识、提取知识，知道了动手与想象的差别，工具的重要性，团队合作的精神等等。这是一个开放的过程，那些不气馁的孩子们会学到的更多。这些，才是一名学生应该掌握的最重要的技能。

三、积极面对竞赛，提高合作交流能力

大家都知道，参与竞赛能够提升学生的学习动力，增强团队的凝聚力，社团中也会遇到各种赛事。面对一个提升自己，挑战自己的机会，我们都会鼓励大家积极参与，勇敢应战。面对从来没有过的问题，面对从未想到过困难，学生们都要一一面对。这是一个艰难的过程，对于学生们可能是一个巨大的考验，这一过程中，需要学生们学会制定计划，学会合理分工，学会处理难题，甚至，要学会求助。机器人的知识涉及面广，不但有物理、数学的知识，机械机构、各种传动、液压、滑轮等知识，还需要计算机知识、编程的知识、无线控制的知识等等。这么多的知识不是一己之力或几个人的能力所完成的，所以，他们需要一种合作交流的能力，这种能力非常的重要，能够集合大家的力量、智慧，是一种思想、知识的碰撞，学生们如果学会了与别人交流与分享，那么他们将是打开了世界的大门，或者说他们拥有了一种全新的打开世界的方法。

怎样去认识对你有帮助的人，怎样从别人那里获得帮助，怎样给与别人同等的回报或是能将这一联系继续下去，都需要学生们的智慧，这一过程的艰难的，但又是绝对有用的，通过一个比赛，可以连接很多人，通过很多人，可以成全一个任务，通过一个任务，可以感受更多这个世界，对于社团的学生们来说，就是正确的打开方式。

对于社团的学生们来说，以上这些好处是显而易见的，但是，在带领社团的过程中，并不都是一帆风顺的，其中作为社团教育者，又会遇到哪些问题，做出哪些反思呢？

一、机器人教学不适合传统的教学方法

机器人的学习有别于传统课程的学习，口授的知识传授法并不适用。要大量运用实物、图片、视频等素材，才能让学生在学习之初就能将机器人复杂功能及实现方式搞清楚。而素材的好坏又会对学生的学习兴趣及教学效果有很大的影响，比如，要介绍一款机器人，将它的功能和形态说清楚。只有图片和口头描述，显然不能够满足学生的需求，学生明显会觉得不够吸引人，积极性大大降低，这样就很难体会到机器人的主要特征及要点，不能为后面的学习做好铺垫。这时，最好将图片素材换成了视频素材。实践证明动态素材可以大大的提高课堂效率，学会将无趣的知识教学融入到趣味的素材展示中，会使学生的学习由被动变为主动，学习的心情会变得轻松、愉快。而自觉学习会使注意力持久和集中，观察力更敏锐，思维创造力更活跃。

二、机器人社团需要大量的多学科知识

机器人教育中，并不是一个单一学科的知识就足够了，涉及面广且杂，通常需要学生的自觉学习。这对于习惯了填鸭式教育模式的中学生来说是有一定的困难的。他们往往不是不想要自己解决问题，而是没有方向，不知该从哪里入手。作为老师，此时可以帮助他们寻找一个切入点。比如在做循迹小车时，大家都知道是要用到光电传感器，可是，怎样才能让小车一直在线上走，并且又快又准呢？大家的思路没有打开前，觉得是一个很难得问题，此时老师大可不必直接讲解一些解决方案，可作出一些提示即可：比如，光电传感器的数量对巡线有没有什么影响？再比如，讲解求导的知识，引出PID方法等等；解决问题的方案不只一套，学生的思路也没有正确错误与否，只要能够有思路，并能够完成任务都可以，即使学生利用的并不是你想要他们完成的方式。此时的老师切记不要阻止他们利用想象力去解决任务的做法，学生的想象力虽然有时不能够在现实中起作用，但是，这一想象的过程都是学生们宝贵的财富，老师要做的就是引导和鼓励，学生可能饶了一大圈终于找到了通向解决任务的路，那么这一大圈的路就成为他这次学习中的意外收获。

三、机器人社团需要不断联系实际

机器人教学受材料、经费等因素的限制，不可能做到机械化生产的紧密型，但这并不妨碍我们在社团的学习中与实践相连。

首先，学科知识的学习必然与实践相连。比如升降机中学习机械臂的抬起和放下；抽屉的三节式导轨学习手臂的伸长和收缩；杠杆原理、滑轮的原理等等大量的知识要来源于实际，更好的设计机器人，就需要我们认真观察生活，展开联想。

其次，设计机器人要符合实际。我们在设计机器人时，一定要从实际出发，用真实的思路去设计和改造机器人，比如，做一台搜救机器人，灭火的原理可以是用水喷、风扇吹，灭火器等等。与实际相连的原理和方案才是我们设计一台机器人的初衷。

最后，机器人的制作材料可以来源于实际。并不是所有的零部件都需要是特别制造。生活中处处是原材料：钓鱼线可以使滑轮滑动，可乐瓶也可以做风扇叶，废旧的胶皮也可用来做履带，生活中的每一样物品都可以被利用，只要能够利用得好，就能够达到不可思议的组合，由废变宝，由旧变新，改变思路，就能够有新的一片天地。

机器人社团的开展从兴起到发展才不过短短几年的时间，其中的意义及包括对学生的兴趣培养和动手动脑的开发甚至对他们今后职业发展的影响都是不可估量的。很多学校也在思考和关注这一问题。相信在今后机器人产业大发展的带动下，会有越来越多的教育资源投入到机器人教育，会得到全民的认可和重视，会有越来越多的教育学者投入到其中，那么，学校机器人教育的力量将会越来越强大，只要这些都以学生为本，以人类发展的利益为基础，那么，相信，未来机器人教育在学校的发展的大繁荣时期一定会很快到来。

参考文献：

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[7]盛群力.现代教学设计应用模式.浙江教育出版社，2002年版

作者简介：

杨娜，毕业于上海师范大学，研究生学历。现就任于上海市金山区第二劳技学校，担任机器人应用技术课程教师并兼任乐高机器人社团辅导老师。