机器人教育培养小学生计算思维的可行性分析

戴水龙

摘 要：本文首先对机器人教育对小学生的影响作出阐述，然后结合实例，对机器人教育培养小学生计算思维的可行性展开分析。

关键词：机器人教育;小学生;计算思维;可行性

近几年，机器人教育在我国中小学推广力度逐渐增强，这对于小学生计算思维培养以及科学研究兴趣培养具有重要意义。

1 机器人教育对小学生的影响

在机器人教育过程中，现阶段，选修课形式、课外科技小组形式、信息技术课形式、综合实践活动课形式在我国中小学中得到了广泛应用，机器人课程内容涉及多种学科知识，可以让学生的团结协作能力、动手实践能力得以培养，在小学教学过程中，机器人教育可以培养小学生的计算思维。一方面，通过机器人教育，可以让学生在计算机学科中分离计算思维，帮助学生养成问题解决通用范式，帮助学生应对、解决生活中的问题;另一方面，通过机器人教育可以对学生其他能力培养起到促进作用，如使用APP Inventor开展程序设计教学工作，就可以培养学生的逻辑严密性与创造思维能力[1]。

2 机器人教育培养小学生计算思维的可行性

2.1 教育框架方面

通过机器人教育培养小学生计算思维在教育框架方面具有可行性，在教育框架中，教师可以设置明确教学目标、完善教育内容。在教学目标设置中，首先，小学计算机教师可以设置知识目标为了解、掌握智能机器人为载体的信息技术、通用技术基本知识、基本技能，学习技术发展、应用对社会科学发展以及人类生活的影响;其次，可以设置能力目标为设计、编写机器人程序，可以对多种具有实用功能机器人进行拼装，可以自行完成智能家电、机器人维护工作;最后，可以设置情感目标为培养学生对人工智能技术学习兴趣，在机器人竞赛活动中可以获得积极情感。在教育内容完善中，首先，小学计算机教师可以设置机器人概况模块，即让学生通过学习此内容树立自身计算思维发展理念;其次，可以设置机器人编程模块，学生通过学习可以设置计算思维学习目标;再次，可以设置机器人硬件模块，通过设计问题、实际问题有效结合，可以让学生高质量完成学习任务;最后，可以设置机器人应用模块，通过学习可以对学生计算思维开展多元评价工作。

2.2 软件应用方面

软件应用选择对于机器人教育活动顺利开展具有重要意义，现阶段，小学计算机教师可以针对学生学情特点、教学内容科学选择教学软件，保证机器人教育可行性。以Labplus软件为例，该软件主要模块为：（1）控制栏。此模块可以让学生在具体操作前开展项目新建工作、项目导入工作，可以对外接设备类型进行科学选择。（2）效果预览。此模块可以让角色运动动作得以展示，可以让学生检验自身操作情况。（3）角色管理、背景创建。此模块可以让学生高效完成目标角色的创建、选择工作。（4）可视化编程。此模块可以让学生控制脚本、声音、造型等内容。在脚本控制中，主要内容包含动作、事件、外观、控制、声音、画笔、侦测、数字与逻辑运算、数据与指令等内容，针对动作内容，可以开展移动、翻转、旋转、滑行以及反弹等操作;针对事件内容，可以完成点击、按键、接收消息、广播、保存等操作;针对控制内容，可以完成等待、重复执行、if条件、停止、克隆等操作;针对画笔内容，可以完成清空、图章、落笔、抬笔、设定颜色、设定色度以及设定大小等操作。使用此软件程序，可以让小学计算机教师在课堂教学中对课堂流程予以灵活安排，可以对计算思维能力进行多维度锻炼。

2.3 学习兴趣方面

學习兴趣是影响机器人教育培养小学生计算思维的重要因素，现阶段，利用一定程序软件、硬件设备可以起到吸引小学生学习兴趣的重要作用。如使用盛思创客交互式可编程初级实验箱，就可以起到此种教学效果，此软件程序具有交互简易化、操作方便化特点，小学生在程序设计、实际操作过程中，可以做到集中注意力、思路清晰，让其在问题分析中发散个人思维，培养自身对知识的综合应用能力与对现实生活问题的理解能力，与此同时，可以让小学生在方案的不断测试、优化中培养其逻辑能力。除此之外，交互式可编程初级实验箱利用USB可以和电脑连接，进而对多种场景进行模拟，和Labplus软件进行配套使用，可以让小学生完成Scratch编程工作和传感器学习工作，在传感器学习中，主要包含外接传感器接口、湿度传感器、光线传感器、滑竿传感器、按键传感器、声音传感器、温度传感器、超声波传感器、人体红外传感器等内容，可以保证学习全面性。

2.4 流程管控方面

在流程管控方面，机器人教育培养小学生计算思维具有一定可行性，以智能风扇设计制作为例，首先，教师可以引导学生进行连接设备操作，连接交互式可编程初级试验箱和笔记本电脑，在打开软件后，可以开展连接调试工作;其次，教师可以引导学生进行程序设计工作，引导学生对设计问题进行解决，并编排代码模块;最后，可以开展程序调试工作，在实验成功后，可以对课堂学习情况进行回顾。因为整体流程安排较为清晰，可以让整体因果逻辑更为明朗，让教师开展科学管控工作[2]。

结束语：

综上所述，利用机器人教育培养小学生计算思维在教育框架方面、软件应用方面、学习兴趣方面以及流程管控方面具有可行性，小学计算机教师应对学生学情特点进行全面考量，并做好方案制定工作、教学管控工作，保证机器人教育活动开展效果。

参考文献

[1]黄永强.智能社会视域下中小学机器人教育研究[J].实验教学与仪器，2020，37（01）：69-70.

[2]刘婉清，喻倩.机器人教育培养小学生计算思维的可行性分析[J].中国教育技术装备，2019（09）：77-79+85.

基金项目：本文系浙江省教育科学规划课题“基于STEAM的机器人教育模式的探索”（项目编号：2019SC348）研究成果。