以能力风暴机器人为例在农村小学开展高效的机器人教学实践

广东佛山市顺德区杏坛镇昌教小学 张嘉庆

一、教育机器人发展现状

教育机器人因为适应新课程，以其“玩中学”的特点深受青少年的喜爱，机器人走入学校和电脑普及校园一样，已经成为必定的趋势，机器人教育已经成为中小学教育领域的新课程。

国内已有一些企业和公司可以生产教育机器人或教学平台。不同种类的教育机器人将不断涌现，如上海未来伙伴机器人有限公司生产的多种智能教育机器人产品、广州中鸣科技有限公司生产的积木机器人，等等。

在国外，机器人教育一直是个热点。麻省理工学院媒体实验室“终身幼儿园”项目小组开发了各种教学工具，通过与著名积木玩具商乐高公司的紧密合作，该项目组开发出可编程的乐高玩具，帮孩子们学会在数字时代怎样进行设计活动。

二、农村小学的学生特点

由于农村与城市的经济发展相差很大，农村里的孩子的见识往往没有城市孩子的广，正因如此，所以他们对机器人产生的兴趣更加浓厚。教育机器人具有极强的趣味性，创意方案、编制程序等使得孩子在快乐的学习中不断探索，创新能力、动手能力得到极大提升。这是教育机器人最理想的目标，然而在农村小学里，孩子的思维相对比较保守，运用知识的能力不是非常的灵活，而且，教育机器人集成了多学科的知识与技能，如果要设计出更优秀的机器人作品，农村的孩子可能需要花更长的时间才能完成。

此为，在农村小学开展教育机器人教学，不仅需要专业的优秀教师，更加需要教师花更多的时间研究教学策略，以适应孩子的特点，提高教学质量。

三、教师的专业素养

在教育机器人教学实践中，教师需要提高自身的自学能力。例如，在接触到能力风暴教育机器人时，了解到此类机器人为积木式机器人，并且提供了图形化的编程界面，那么从这两方面进行自学。一是先学习机器人的积木零件，充分认识所有的零件与作用，并且掌握每一个零件的用途，同时将多个零件组合起来组装成一个作品，不断地改进这个作品。二是学习编程，在电脑上进行编写程序，给积木组装出来的机器人赋予“生命”。

高水平的专业能力可以在遇到困难时灵活作出选择。能力风暴教育机器人产品不断地升级改进。在新版本的产品中，发现巡线不精准。如何在新版本的编程软件中更改巡线算法呢？考验教师的编程能力的时候到了。需要在新版本软件底层算法里更新巡线算法。经过一段时间的研究，终于顺利完成，巡线精准度大大加强。

四、独特的教学管理与方法

（一）使用甘特图管理课程规划

甘特图（Gantt chart）又称为横道图、条状图(Bar chart)。其通过条状图来显示项目，进度，和其他时间相关的系统进展的内在关系随着时间进展的情况。甘特图有以下优点：一是图形化概要，易于理解；二是中小型项目一般不超过30项活动；三是有专业软件支持。由于在学校中，每个学期的时间是固定的，小学的课程内容项目又不复杂，所以特别适合使用甘特图来管理课程进度。下图是笔者在实际教学中实践规划制作的一个机器人课程甘特图：

机器人课程进度管理表

（二）项目教学方法

项目教学法就是在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价,都由学生自己负责。“项目教学法”最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”。

项目教学方法特别适合在机器人教学中使用，因其常常需要学生合作设计、构造和操控机器人项目作品。

在使用项目教学方法时，一般使用如下流程：

（1）创设情景，确立需求，研究可行性分析。

（2）制定整体计划，确立分工。

（3）分工合作，开始实施制作。

（4）调试作品，教师检查并指导提升。

（5）分享与交流，互相评价作品，并为下一个项目做准备。

以制作任务型机器小车课程教学为例，可以通过一定的项目让学生完成机器小车的设计、组装、检查等流程，从中学习和掌握积木零件的组合运用、传感器的作用、舵机的使用与操作。项目教学法创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型教学模式。

（三）巧用微课，翻转课堂

微课是针对某一个知识点进行深入讲解分析的视频，适用于课堂辅助教学和学生自主探究的一种教学手段。教育机器人课堂需要学生动起手来、动起脑来，使思维更加活跃。把课堂交给学生，教师在一边起着引导的作用，此为翻转课堂。

将机器人相关的课堂知识点，制作成一个微课，将微课上传到网校平台上。在实际的课堂中，教师引导学生发现知识、领悟方法、运用技能、创新发明。通过微课手段，让不同层次的学生可以快速理解本节课的重难点，哪怕是没有来参加本节课的学生，也可以在课后登录网校平台学习微课进行自主学习与探究。

微课学习使课堂教学效率大大地提高了，特别是在教育机器人这类非传统课堂上，更加强调学生的主体性和个性化。

五、结束语

经过三年的时间，在农村小学开展的机器人教学实践中，总结出了以上结论与方法。虽然笔者也不断地努力，希望能将学生培养得更好，但是毕竟是在农村小学里，有很多的条件限制，例如：由于学校的资金投入有限，所购买到的机器人零件数量不多，所以每次学生制作完一个完整的作品后如果要制作下一个作品就不够零件使用了。另外就是希望国内教育部门尽快制订一个适合的机器人课程标准，没有统一的标准，很难普及开来，同时要求的师资力量也比较高！

在小学阶段开展机器人课程，推广编程教育，从小开始培养复合型人才，可逐步形成我国人工智能人才高地。