初中如何开展机器人教学

钟智明

摘 要：教育部门为了贯彻落实素质教育基本精神，促进青少年思维能力、创新能力和操作能力的培养，特将现代化科学技术引入教学过程，利用各种先进资源，实施开展一种以机器人为核心的兴趣活动。如今，初中生机器人兴趣小组活动呈现如火如荼发展之势，教师要重视初中生机器人兴趣小组教学课程设计，促进学生综合素质的全面提升。笔者根据已有的工作经验，略谈几点设计中学生机器人兴趣小组教学课程的策略，希望能起到抛砖引玉的作用。

关键词：中学生；机器人教学；教学开展

也许很多家长甚至老师诧异：初中有必要开展机器人课程教学吗？学生初中还面临升学的压力，科目也众多，难以应付。所以我觉得有必要搞清楚，初中为什么要开展机器人教学？

1、机器人技术是信息技术中前沿和尖端的领域，集信息技术的计算机技术、通信技术和传感技术于一身，是开展信息技术教学的非常理想的载体和教学内容，也是培养学生科技素养、创造精神的重要组成部分.

2、把抽象的内容与实际的机器人载体有机集合起来，使学生学习的结果显而易见，及时得到反馈，这符合中小学生学习心理特点，更能激发学生学习的兴趣和获得成就感，更有利于学生的发展和成长。

3、学生的想象世界是非常丰富的，机器人走进人们生活是科学发展必然的趋势。学生对未来世界充满憧憬、幻想和向往。机器人的自动化对学生有着巨大的吸引力，通过对机器人的学习和了解，学生能更好地去憧憬、想象美好的未来，激发学生对未来生活的热情。

了解了机器人对学生将来的思维和技能培养都是极其重要的，但是要做好这一步的教学，作为教师，需要认识和做好哪些方面呢？

一、教学目标

老师有了对初中机器人教学的了解，才能更好的开展这项教学。下面我们来了解初中机器人教学的目标，学生在初中阶段学习这项所期待达到的能力。我们也同样和其他科目教学目标，从三维的角度去分析初中机器人教学的目标：

知识技能：初步了解机器人产生的背景，机器人的研究和应用现状、种类及未来的发展方向。了解机器人的组成、工作原理、了解机器人传感器。初步了解机器人对生活和生产带来的变化和影响。通过实例了解什么是程序，在老师、参考书和同学帮助下，能够操作教学机器人，编写简单的程序控制机器人做简单的任务，如机器人行走、机器人唱歌、机器人避障等，能用自己的话说说机器人的好处。

过程方法：通过实际操作，体会机器人是怎样工作的，在动手操作中培养观察能力，培养综合运用知识技能的能力，体会到模块化的思想，感受通信技术和传感技术的应用，感受程序设计的基本方法和思想。

态度情感：培养机器人的兴趣，培养进一步了解和研究机器人的兴趣。

二、教学设计

作为信息技术中的机器人教学，侧重点放在程序设计的思想、算法等的体验和感受与实践上，机器人的搭建、结构、材料等等不是我们的重点。

教材的呈现是按照“问题情景”——“任务分析”——“流程图”——“实践”的结构来展开的，体现了一种问题解决的方法的指导。通过情景引出问题，通过任务分析，把实际问题转化成为数学模型，帮助学生建立机器人的设计要求，然后通过流程图来分析机器人解决问题的过程，最后引导学生通过实践动手解决问题。

在教学内容的设计方面也要考虑到实际情况，如学生人多、机房地方小时，应因地制宜，设计的教学任务可在小范围内实施，例如在课桌上、教室后面等也可安排在座位就近的场地，也可根据设计项目改变地面颜色，添加标志，添加障碍物等。

三、教学组织方式

这里根据各个学校的条件进行选择。

1、有条件的学校可以购买机器人模型进行教学，机器人装备500-2000元每套不等。有了这些条件，教师可以组织学生以小组作为单位进行学习。这样的教学模式可以让学生直观认识机器人，更好的培养学生的动手能力，更容易吸引学生的兴趣。在这里，教师必须注意要做大量的前期工作，加强小组合作的指导，否则，小组合作将会出现无法控制的局面，达不到教学要求的效果。

2、沒有条件的学校可以利用机器人仿真程序进行教学。仿真程序可以部分模拟出机器人执行过程，比起单纯的编写程序，有一定的直观性，也能很好地帮助学生体会机器人是怎样工作的。但与真实的机器人比起来，动手实践机会被剥夺

四、教学方法

在机器人教学中，除了传统的教学方法外，更在于动手，实践和应用。主要还是教师领走和学生探究结合。

教师领走模式：老师把任务分成几步，每讲解一步，学生跟着做一步，直到完成任务。这种优点在于一切尽在掌握中，反馈及时，达成度高。而学生的学习心理：老师下一步我们做什么啊？相对来说，学生学习的主动性和方向性较差。

学生探究模式：老师将机器人研究和制作的任务和要求阐述清楚，然后给学生提供必要的学习支撑材料，如范例、说明书、评价标准等，学生自主研究和完成学习任务。这种教学模式优点：学习呈现主动方式伴随学习过程，学生产生的学习心理：我要怎么办，我可以怎么办，我需要什么帮助？这种方法的问题与不足：（1）教师要做大量的课前准备工作，考虑学生可能发生的各种问题，还要在教学的组织和常规纪律做大量工作。（2）每个个体差异将会很大。

其实这两种常见的方法可能在一节课里结合使用，具体的内容决定了哪种方法更适合，灵活应用。既要放手给学生自主探索的空间，又体现教师的指导作用。

五、评价方式

（1）评价主体多维化：改变单一评价主体的现状，指导学生自评、互评。由于作品要求体现各个小组的创新性及与实际生活的相联系性，因此我们还可以请学科以外的教师、学生甚至家长对作品进行评价。

（2）评价内容多元化：不仅评价课内所学，还要评价课外的实践；不仅评价学生对课堂内容的理解掌握情况，还应着重考查学生对生活中细节的把握程度和将理论与实际相联系的能力。

（3）评价过程动态化：评价不仅仅关心的是学生制作了多少作品、制作的作品创新性有多高，更应注重学生发展的过程。在学习中建立机器人普及课程的学生学习工程册，将学生分解问题、问题解决建议、提出和学生作品展示记录下来，让学生能力的提高建立在存量基础之上，遵循循序渐进的发展过程。

（4）评价形式多样化：除了在课堂上进行评价之外，还应该组织学生进行作品展示、参加竞赛。让学生通过成绩的获得，感受到成功的喜悦。

时至今日，随着社会需求的不断变化，由社会机构推动的竞赛引导兴趣小组形式的机器人教育，已经不能满足教育发展的需要，应该有新的形式出现，这就是让“机器人进课堂”标识的机器人教育改革和实践。随着大家对机器人教育认同度的提高，加上来自全国各地先行者的推动，机器人教育得到了长足的发展。甚至有些省已经将机器人教学纳入了义务教育课程。所以在教学改革的过程中必须要有更多热忱的教师进行探究和开发这个课程。开展机器人教育课程乃是大势所趋、势在必行，我们需要探寻更好的方式促进机器人教育在中小学教育中的应用，并扶持它健康前行。

参考文献：

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[2]黄颖颖.“合作式学习”在智能机器人社团教学中的实践研究――以社团学员参加“机救援”项目为例[J].机器人技术与应用，2012（03）：19-22.