小学机器人教育活动开展策略研究

周佳燕

【摘  要】随着科学技术的不断发展和进步，我国的机器人技术也迅速发展起来。机器人教学也在逐步渗透到中小学教学中，在小学阶段，通过机器人教学，可以让小学生们对科技有更多的认知，并产生浓厚的探索兴趣，为将来工作打下坚实的基础。基于此，本文主要概述机器人， 分析小学机器人教育活动开展策略，目的在于不断深化小学机器人教育成效，提升小学生对机器人的思想认知水平和实践应用水平。

【关键词】小学；机器人；教育活动；策略

近几年，我国教育信息化进程不断加速，国家印发出台《新一代人工智能发展规划》，提出要在中小学实施人工智能课程，大力推进计算机辅助教学，目前已有不少中小学开始实施“机器人”教学。积极组织科普、文体、艺术、劳动、阅读、兴趣小组、社团等。许多学校都打算在课外活动中组织与机器人教学有关的活动，以促进学生身心的全面发展。

一、机器人教育概述

作为一个集计算机、机械、电子等多方面知识于一体的现代信息技术，智能机器人是一门综合性、前瞻未来、创新实践性的学科，蕴藏着极为丰富的教育资源。目前，随着智能机器人的兴起，越来越多的机器人课程开始进入校园，如何开展机器人教学，是所有教师都关心的问题。机器人运动要回归到它的教育本质，它有独特的教育魅力才能得到家长的认同，得到社会的认同。机器人教学的关键在于将人工智能技术运用到教学中，使其具有技术化、个性化、智能化等特点，人工智能则是在信息技术基础上新的飞跃，其发展方向必然是机器人教学的中心。机器人教育是一种以程序设计、造型设计、实践操作、调试测试和物理知识为主要内容的教学方法。机器人教学是提高小学生解决实际问题的实践能力、创新能力的重要途径、载体，是加强小学生解决真实问题的实践创新水平、提升青少年科学素养的重要举措。与其他科目相比，机器人教学可以充分利用想象，利用各种方法组装机器人，并利用各种运算程序，让学生在思维中感受、体悟、探索。类似于搬运比赛这样的问题，有很多种解决办法：是先搬东西，还是把障碍移开？给了学生思考和实践的空间。机器人教学把学生从“吸收、储存、再现”转变为探索、研讨、创造，再到发现问题、提出问题、解决问题。在解决问题的过程中学生的学习动机、学会合作学习等方面，都获得了其他课程所不能比拟的效果。

二、小学机器人教育活动开展策略

（一）优化教学内容

机器人教学是一种很好的学习方式，但是由于目前在学校中还没有普及，所以它并没有得到充分的关注。为此，必须提高教师对机器人教学的重视，使其更多地投入到相关知识的学习中去，提高他们的创造力。比如，在进行机器人知识教学时，可以把课堂分成三大块，逐步提高学生注意力。第一节是关于基本知识的研究。在进行相关教学时，教师可以利用PPT演示有关的录像、图片，激发学生的学习兴趣；第二节是对图形编程的简易教学。在教学过程中，教师必须重视教学的基本功，在教学中要做到循序渐进，注意学生的学习成绩，在课堂上进行讨论和学习，及时发现问题，使学生在掌握基本知识的同时，也爱上了机器人的学习；第三节是自由写作。在此阶段，教师可以安排一些简单的问题，让学生自己去做，从而提高他们的创造力。在教学过程中，教师要尽量鼓励同学们进行交流，把自己的制作经验告诉他们，以增进他们的参与感，并使他们更加热爱机器人。教师在一旁帮助学生解决问题，在任何时候都要进行激励，使他们从内心深处激发学习的动力。

（二）提升竞赛机制

任何一门课程的教学都不能完全依赖于课堂，必须建立一种竞争机制，以增强学生对这门课程的兴趣。所以，在课堂之外，可以通过设立竞赛和奖励机制来提高学生的学习兴趣。但是，在设计竞赛主题时，必须把握好学生的心态，在不知不觉中改变学生的学习态度。在每个学期的中段设立了“科技节”，并在“科技节”上设立了“机器人比赛”，包括“设计与解说”“创作展示”“相关知识演讲”等。在活动现场的设计和讲解中，可以在活动前安排一些灵活的主题，动员同学们在活动之前积极参加，并设立一些物质奖励，鼓励他们参加，在竞赛期间，允许学生们自由发挥，让每位同学在一个小时内完成作品，然后邀请他们发表自己的想法和看法。然后由现场的领导们进行点评，并由同学们投票选出自己喜欢的作品。另外，还可以组织学生们参加，将自己的作品分享给同学们，让学生把自己的作品摆在展台上，让同学们进行分组讨论和欣赏，同时还会有教师给他们讲解，让学生更好地了解机器人。在科技节结束后，教师仍然可以组织优秀的学生进行交流，让学生们对竞赛中的知识有更多的了解。

（三）合作学习

在课堂上，教师要求同学们采取团队协作的方式，以项目经理、工程师、程序员和演说家四个人为一组。项目经理要对项目整体工作进行统筹，并能灵活地分配有效的资源；工程师负责产品的外观和结构设计，并与编程人员进行有效的交流；编程人员必须清楚地了解项目的工作目标，并能顺利地完成线路的构造、程序的调试，并与工程师一起进行整个项目的开发；演讲人的工作主要是收集过程图片、摄影、录像、制作 PPT，以文字、视频等方式，阐述该计划的设计意图、实施过程及解决办法。当然，在实际教学中，小组成员并非一成不变，以二人为单位进行基础知识的学习，以使每位同学都能亲身体会到各自的工作责任，并掌握基本的传统技能。四个人的团队协作，完成了单位的工作。学生能够在较短的时间内完成自己的作品，既可以提升团队的工作效率，又可以弥补个体的不足。其次，在探究式学习之前，教师要对教学目标有一个清晰的认识，为学生提出“从哪儿来”“如何做”“到哪儿去”等具体的操作方法。在探究过程中，要让学生“犯错误”，因为在学习过程中的“错误”，会让他们获得更多的收获，从而获得更多的经验，获得更多的知识和更大的成就感。同时，教师要善于利用学生在实验过程中的失误，组织学生公开讨论并给予正确指导，防止其因反复失误而失去探究的兴趣。以苏教版机器人教育为例，在“认识机器人” 教学中，可尝试引用《变形金刚》中的视频内容， 向学生们介绍机器人及其特点，创设问题情境，让学生们对机器人的发展历史、特性等内容进行总结概括。将学生分成合作小组，组织小组内成员进行互动讨论，教师和学生之间进行互动交流，在这个过程中，通过对比发现学生的认知差异，进行知识迁移。接下来对机器人发展、分类进行讲解，组织学生利用互联网收集素材资料，具体包含文字资料、图片资料、视频资料等，再以小组形式进行成果分享，按照顺序依次介绍第一代机器人、第二代机器人、第三代机器人等，按照功能对机器人进行分类。结合合作学习成果展示，教师提出具体修改意见，指导学生及时修正自身错误。再比如在“机器人传动”教学中， 学习识别机器人传动的三种方式，学会正确区分皮带、齿轮、链条传动。在本节课教学中，组织开展趣味实验活动，比如使用矿泉水瓶盖、牛皮筋等进行产品制作，完成皮带传动实验。观察实验现象，对与之相关的问题展开讨论与研究， 比如“为什么有一个盖子在动？”“能够实现两个盖子朝着不同的方向转动的结果吗？”“皮带在传动中，其中一个盖子变小，会出现哪些新的变化？”在动手实验过程中，有些学生会出现部分操作失误问题，此时教师要充分給予学生“试错”的机会，在一次又一次的试错中积累经验，学习正确的实践方法。

（四）機器人教育与社会生活相结合

在机器人教学中，利用机器人进行教学，使学生们在课堂上进行思维和团队协作，并能用自己的双手来解决学习和生活中遇到的问题。在艰难的条件下，培养自己的自信和求知欲。机器人教学不仅可以帮助学生理解和掌握复杂的信息技术，还可以帮助他们更好地了解机器人。在教学中，教师要使学生认识到机器人的用途及类型，并使其与日常生活紧密联系，激发其探索的兴趣。教师给小学生布置一项简单的作业，让学生在课堂上收集材料，了解其在生产和社会生活中的作用，并提供一道开放式的问题，让学生大胆地猜测和思考：“如果你有这个能力，以后你希望把机器人用于哪个行业，它有什么作用？”在学习过程中，同学们会根据自己的实际情况和经验，进行思考和探索，创作出一幅属于自己的机器人设计蓝图。在完成作业的过程中，还可以通过实践来提高信息检索的能力，从而达到信息技术教学的目的。

（五）组织开展兴趣团体活动

利用仿真系统、信息技术课等，对所有的学生进行机器人教学。但模拟系统还只是刚刚开始，无法真正了解到机械人的本质。然而，受限于场地、设备、师资等因素，要对数以千计的小学生进行实体机器人的教学，是一件非常困难的事情。由于个人兴趣和知识水平，一些学生对机械人的兴趣不能持久，甚至不感兴趣。首先，对所有的学生进行了创意编程、机器人模拟等教学活动，然后根据学生的喜好，将愿意学习的和喜欢学习的同学编成学校的兴趣小组，以兴趣小组的形式开展机器人教学。针对“面向全体”与“个人专长”的矛盾，在课堂上积极地进行机器人知识教育，使所有的学生都能对其有所认识。在兴趣团体活动中，要充分调动学生的积极性，确保有兴趣的学生能通过团体活动，培养兴趣，挖掘兴趣，保持兴趣。

三、建议

制定机器人教学标准，对有关的词汇进行规范，为其设计出最起码的技术要求和功能要求，并要注意避免“一刀切”，要有足够的灵活性，提倡厂家之间的良性竞争，推动机器人教育的发展。并对教学管理平台、产品应用服务等产业链进行深入的研究，根据一线学校机器人教育教师的指导建议，将机器人教育的硬件设计制造、平台开发、应用服务联合，使其能够在开展机器人教育活动、学生自主学习方面发挥重要作用。此外，机器人教育需要与3D打印技术、开源软件、开放源码硬件等技术关联，拓宽学生的认知面，让他们充分发挥自己的创造性，促进教育资源、实践经验的交流，促进机器人教育健康、规范、可持续发展。

四、结束语

在小学课堂进行机器人教学，并不是为了学习机械原理、电子电路、软体等专门的知识，而是为了让学生掌握一种运用电脑解决问题的思维方式和解决生活中问题的方法，也就是具备计算思维和创造性的思维，这是一种面对未来变化、适应社会发展的必要技能。随着国家对科创教育的关注和对学生的培养取向的改变，必将有越来越多的学者、学校、教师和社会教育组织投入到小学的机器人教学中去，从而促进我国的科创教育的发展。

参考文献：

[1]陈楚琪，邓文新.“双减”政策背景下中小学机器人教育活动开展策略研究[J].教育信息技术，2022（7）：141-144.

[2]程名.小学信息技术实施机器人教学的有效策略探索[J].学生电脑，2021（5）：46-46.

[3]陈昱安.小学信息技术实施机器人教学的有效策略探索[J].数码设计·CGWORLD，2021，10（8）：186-186.

[4]沈风林.小学信息技术课程与机器人教学有效融合的策略[J].启迪与智慧：教育，2021（6）：74-74.