推开机器人教育的普及之门

顾卫华

关键词教育机器人 搭建 沟通 团结协作

机器人活动是一项培养孩子综合实践能力的科技活动。在这项活动中，孩子们可以充分发挥自己的想像力、创造力，通过搭建完成各种任务，从而享受成功的喜悦、合作的快乐。但是对于从来都没有接触过机器人的学生来说，怎样才能让他们在短期内从无知到熟练再到精通，我在三年从事机器人教学的课堂中摸索出了一些经验。

一、认识机器人的部件

掌握机器人中各个部件的性能光靠讲解枯燥的专业术语，是难以被他们接受的，而且我们讲解的对象是小学生，所以适当采用一些形象生动的比喻，对学生学习有很大的帮助，它不仅有助于提高学生的听课兴趣，而且还能帮助理解和记忆。我讲解这部分的时候，喜欢用比喻教学法比如一辆完整的小车就像人一样，由手、腿、身体、大脑以及各种感觉器官组成。“腿”是小车的两个闭环电机，就像我们的左腿和右腿一樣;“手”由马达和一些组件搭成，执行一些动作，完成任务;“感觉器官”是各种传感器，比如灰度传感器，就是小车的“眼睛”;“大脑”是控制器，它获取外界的信息后控制“手、腿”的动作完成任务;“身体”是由一些组件搭建而成，“手、腿”等其他结构都固定在身体上。经过这样的讲解，学生能知道各个部分的功能和作用，这样在搭建的时候就不会弄错。

二、机器人部件的搭建

现在的教育机器人大多数是积木式的，学生要想使用它，必须先用搭积木的方法，将它们拼装起来。而积木对于小学生来说也是一项受欢迎的游戏。“兴趣是最好的老师”，当学生对它感兴趣时，就会有更多的精力投入其中，享受创造的快乐。小学生思维活跃，总能创造出独特的道具出来，但是老师要提醒学生，我们的创新要以完成任务为目的，怎样才能方便、快捷的完成任务，才是我们创新宗旨，而不是盲目的拼凑。目标明确后，学生就要将这些散落的积木通过点与点、点与面、点与线、线与面、面与面的方法，将它们拼装成机器人。

三、学习机器人的语言

编程，是和“机器人”沟通的语言，要让机器人来完成任务，就要用它能听得懂的语言来和它交流。小学生所学的编程语言都是基本的图形化的模块化的编程界面，掌握这种编程方法，其实并不难。首先，要让学生看懂“行走的图纸”，比如完成一个任务要经过几个路口，转几个弯才能到达目的地。路口有左、右路口之分，当学生分不清左、右路口的时候，让他们和机器人站同一个方向，左手边的就是左路口，右手边的就是右路口。转弯时也可以用这种方法，向左手边弯的就是左转弯，向右手边弯的就是右转弯。没有路口的用启动马达或者按时巡线来完成。其次是用自己的语言把机器人的行走路线写下来，这样既锻炼了他们的语言组织能力，又可以节省编程的时间。最后将自己的语言转换成模块化的机器语言。经过一段时间的训练，学生就会养成先看图再写路线最后换成流程图的编程习惯。

四、精确的程序调试

每台机器的搭建方式不一样，程序的运行结果也不相同。老师就要指导学生打开程序进行修改：第一种方法，是把连接起来的程序分开走，看走到什么位置出现问题，进行修改;第二种方法，可以在出错的地方加一个按钮，让机器在那里停止，看看是不是路口冲多了，还是冲少了，冲多了就把冲路口时间减少，冲少了就把冲路口时间增加，只有在这种不断反复调试、修改中才能提高他们发现问题、解决问题的能力。程序一旦调试成功，学生的自信心就会爆满，认为之前所有的失败都是值得的。调试程序的时候，老师只是引导者，千方不能摆错自己的位置，做个主导者，这样学生调试程序的能力永远不会提高。

五、良好的团结协作能力

歌德说：“不管努力的目标是什么，不管他干什么，他单枪匹马总是没有力量的。”这句话说明了团结协作的重要性。现在的机器人比赛大多数是团体合作的模式，比如我们参加的“未来伙伴WER能力挑战赛”就是两人一组，共同操作一台机器。孩子们想要取得好的成绩，就要团结合作，两人之间的配合真是要用“天衣无缝”这个词来形容，才能确保在赛场上万无一失。首先，两个选手要在赛前商量好行走路线的方案。萧伯纳曾经说过：如果你有一个苹果，我有一个苹果，彼此交换，我们每个人仍然只有一个苹果;如果你有一种思想，我有一种思想，彼此交换，我们每个人就有了两种思想，甚至多于两种思想。所以选手之间的思想交流显得尤为重要。选一个人的方案，还是综合两人的想法，确定下来以后就可以根据方案来进行编程。其次，在机器运行的过程中，两个选手要确定好谁是主操作手，谁是副操作手，主操作手下一步要做什么副操作手要有清楚，这就要求他们彼此之间要用语言或非语言的方式进行沟通和合作。比赛使孩子们的语言交流能力和团结协作能力都得到了很大的提高，这两种能力无论是现在还是将来对他们来说都很重要。

我相信，在《规划》的推动下，教育机器人将会走进所有学生的课堂，而再不是以现在社团的形式出现。这是所有孩子们期待的一天，也是我们基层科技教育者所盼望的一天——让教育机器人真正在课堂中普及开花。

（江苏省扬州市维扬实验小学北区校）