乐高机器人在小学信息技术课上的尝试与探索

谢雪芳

【摘 要】本文针对目前江苏省小学信息技术教材编排，结合本校实际，从课程开设背景、课程实施情况、课程实施意义三个方面阐述了EV3机器人课程在小学阶段开设的可行性。其中课程的实施情况是本文的重点。

【关键词】信息技术 课程 EV3 体验教学

近几年江苏省小学信息技术教材一直在修改，课程发生了不少变化。一开始是新增了scratch编程，接着又增加了机器人、物联网课程，后来又增加了3D打印，教材内容在不断向新技术靠拢，更加注重与时俱进。这就需要教师不断探索新的教学方式。

一、课程开设背景

绝大多数学校三到五年级能按照教材的编排开设相应的课程，但还有一部分学校由于设备的配置问题，六年级的物联网和机器人课程无法正常开展，往往只能上综合型的复习课。但这样也有好处。由于信息技术课一周一课时，课时紧张，学生往往不能很好地深入学习。到了六年级，随着学生学习能力的增强和知识储备的增加，通过综合型复习课，开展主题创作，学生可以更好地学以致用。但是，在小学阶段开设信息技术课程，不仅是要让学生掌握一些软件的用法，更重要的是培养学生与时俱进的信息素养，最大限度地激发学生对信息技术的兴趣，将来能更好地适应时代的发展。

为了适应课程需要，为学生创造更加优良的学习环境，2016年，我校创建了机器人教室，配备了乐高EV3机器人设备。笔者尝试在六年级开设了机器人课程。

二、课程实施情况

2016年9月，笔者开始尝试在六年级开展乐高机器人EV3的教学，由于是新课程，要想开展好教学，自己首先要进行相应的研究。笔者先查找资料，再实践，然后备课，边学边教，与学生们一起在探索中前行。

乐高机器人相关书籍不少，但主要是培训式的，没有合适的教科书。在没有配套教材的情况下，如何在大班课堂上开展机器人教学？选择的教学内容和方式都要仔细考量和研究。笔者在教学实践中形成了一些经验，现分享如下：

1.合理分组，明确分工

由于学校设备有限，笔者根据教学内容的不同，采取2人小组或4人小组开展教学。机器人课程教学一般主要有搭建和编程两大部分的教学内容。刚开始的课程主要是部件的认识和简单的搭建，这是基础，要求人人必须掌握。由于需要的零件不多，这时一般采用2人小组合作，让大家有更多机会去接触并尝试搭建。搭建要求配合默契，为了激发学生的学习兴趣，培养其合作学习能力，笔者让学生各自寻找合作伙伴，毕竟团队合作在机器人搭建过程中是非常重要的。刚开始笔者会把搭建任务安排得宽松一点，让一个学生先搭建，另一个学生自主打字，或者在一旁观察，等同伴完成以后，再拆卸，恢复到初始状态，接下来交换搭建。同样，先完成搭建的学生也要自主打字，当同伴需要帮助的时候提供帮助。

后面复杂的搭建需要4人小组合作完成，而且要到机器人教室进行教学。机器人教室比一般的计算机房更大，因此，更要明确上课的要求。笔者让学生自由组合分组，根据机器人教室的布置，笔者把学生分成A、B、C、D……12个组，每组4个学生。以A组为例，4个学生代号分别是A1、A2、A3、A4，A1除了要负责领器材和交器材外，其他任务和大家一样。在合作搭建的过程中，大家轮流操作，A1完成第一步，A2接着完成第二步，A3做第三步，A4做第四步，然后再循环往复，直到完成搭建为止。由于设备有限，学生只能轮流搭建，虽然是合作搭建，但在此过程中，也培养了学生很多其他方面的能力，其中与他人合作就是一项现代社会必不可少的能力。

2.激发兴趣，感受魅力

机器人，听起来很高大上，在课堂上学习机器人，是让学生兴奋的事。但同时也往往因为它的高大上，会让部分学生望而生畏。上课伊始，笔者通常以情境导入的方式，激发学生的学习兴趣。如在教学“认识机器人”一课时，先播放学生熟悉的钢铁侠等科幻电影，让学生了解机器人离我们越来越近了。接着跟学生聊围棋、聊阿尔法狗，引导学生通過网络了解现代机器人的发展，感受机器人的魅力。从我们身边的扫地机器人到机器人餐厅等，处处可见机器人的身影，笔者还特地去苏州工业园区的一家机器人餐厅拍摄了相关照片和视频给学生看。

机器人的发展经历了漫长的历史，古代就有“机器人”的雏形，了解历史才能更好地了解现在、探索未来。通过“认识机器人”的学习，学生们对机器人的现状及发展历程都有了一定的了解，笔者鼓励他们利用课余时间通过网络搜索，或者向家长、老师请教，了解更多的机器人知识。学生的学习兴趣得到了很好的激发，感受到了机器人的无穷魅力。

3.体验教学，探索奥秘

课堂教学是一个循序渐进的过程。乐高EV3除去主控设备，就像搭积木。既然是教学，而且是六年级的学生，当然不能像教幼儿园的小朋友一样只是简单地让他们搭积木，首先要让学生了解各个零件的名称、功能。

六年级的学生已经有了较强的动手能力，并且喜欢自己动手，通过体验来探索新知。在教学“机器人的转动”一课时，笔者借助六年级课本上的内容，让学生了解机器人的转动原理，从而了解EV3机器人是通过哪些部件实现转动的。如何让学生感受并体验真正的机器人教学？简单的积木搭建肯定是无法满足六年级学生好奇心的。课程教学就需要有一个循序渐进的过程，为此，笔者设计了“有趣的小车”一课，让学生通过相应的元件来搭建一个小风车，亲身体验了机器人的转动，从而更好地理解其原理。

在笔者的引导下，学生第一节课就搭建了一个小风车，通过手动来实现转动。第二节课，笔者让学生认识了马达，了解了其工作原理，通过将马达与小车连接，小车实现了电动转动，学生兴趣浓厚。这一节课，笔者多给了学生一些元件，鼓励他们在搭建时进行一定的创新，学生们的学习积极性高涨。在机器人搭建课上，平时一些调皮的学生也会表现出特别浓厚的兴趣，他们的创意往往出人意料，给笔者带来意想不到的惊喜。

4.循序渐进，深入探究

其实之前几课与真正意义上的机器人教学是有所不同的，但也是不可分割的。因为我们使用的都是乐高机器人的元件，学生在搭建过程中认识了各个元件，知道如何将它们搭建起来。有了前面的铺垫，我们就可以进入接下来的学习——机器人小车。机器人小车的搭建就相对复杂，我们在机器人教室中按照事先约定的分组，以小组为单位合作完成一辆小车的搭建。要搭建小车，学生先要学会看图纸，同时，因为是小组合作，所以学生要学会相互谦让、互相帮助。

完成小车搭建以后，就要编程了，这才真正进入了机器人的学习。一辆小车，没有写入程序，它只是一辆普通的小车，一辆普通的玩具车，只有赋予它程序，它才会有灵魂。通俗点讲，一个机器里面装个电脑（主板），就变成了机器人。机器人的外形是各种各样的，生活中常见的有扫地机器人。有了前面电动风车做铺垫，学生知道了如何通过电机控制设备的运转，只是机器人小车要相对复杂一些。当学生通过尝试、探索，使自己的机器人小车动起来了，他们别提有多高兴了。

与机器人小车相关的课程，我们开发了很多，一开始只是让小车动起来，接着是尝试让小车像小海龟（PCLOGO）一样走正方形、走圆形等，还有让小车碰到障碍物掉头、让小车沿着黑线走……

笔者也是不久前才接触机器人编程，在课堂上直接告诉学生：“信息技术发展太快了，很多新技术，老师也没有接触过，也要学习。老师希望能和你们一起探究尝试、一起成长。”在课堂上，笔者还常常主动请教一些动手能力较强和对编程特别感兴趣的学生，他们接受能力很强，有时比笔者都学得好。作为老师，笔者的职责是做好学生们的引路人，带着他们循序渐进，深入探究，一步步地走向更广阔的世界。

三、课程实施意义

乐高是大家非常熟悉的玩具品牌，很多学生在幼儿期就拥有了乐高类玩具，這对学习乐高EV3机器人是有一定帮助的。同时，LEGO编程软件与五年级学习的scratch有相似之处，图形化的拼接形式的编程也比较容易理解和接受，学生甚至可以通过自主学习来掌握。

随着STEAM教育的兴起，作为践行STEAM教育有效载体的编程教育也逐渐进入人们视野。STEAM教育所提倡的学习理念更契合学生的学习习惯，在培养学生建构基础知识体系、动手能力、创造力和想象力等方面发挥着重要作用。EV3机器人正是一款能培养学生动手能力、想象能力和团队合作能力等综合能力的教育产品。

机器人课程的搭建部分对学生的创造力、想象力等的培养起着不可估量的重要作用。而EV3机器人课堂教学还可以培养学生的团队合作能力、纠错能力等。笔者认为，这些能力也是21世纪人才必须具备的能力。所以EV3机器人教学进入小学课堂有着极其深远的意义。