小学生开展机器人课程初探

中图分类号：G633.98 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2013）07-0047-01

机器人教学是信息技术发展的前沿领域，是一门具有高度综合渗透性、前瞻性、创新实践性的学科，特别是在培养学生的创新能力和科学技术素养方面展现了它独有的特性。利用机器人教学对培养学生探索能力、协作能力和创新能力具有极大的促进作用，是值得我们在实践中不断探索的问题。笔者从事机器人教学多年，多次参加省市及全国机器人竞赛，做为一名机器人教练员，现就小学如何开展机器人教育课程说说自己的看法。

一、小学生机器人教学活动开展的意义

小学信息技术课程明确指出，信息技术课程的主要任务是：培养学生对信息技术的兴趣和意识，让学生了解和掌握信息技术基本知识和技能，使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力，培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终身学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。

1.有利于培养学生的创新精神，让想象张开翅膀，让创新起航，机器人教学，把课堂交给学生自己。

2.有利于培养学生统筹学习的能力，它能更好地培养学生关于信息的获取、加工和能力；使思维方式变得丰富，缜密；能充分锻炼学生的团结协作精神，创造和小组探究学习的氛围。

3.有利于养成学生的独立思维能力。学生个体根据任务挑战，可以根据自己知识技能分析问题，解决问题，养成独立思维的习惯。

4.有利于培养学生的综合实践能力。

二、当前我校机器人开展情况

我校开展机器人活动是从2006年开始，在校领导的支持下，在技术中心教师和学生努力下，我校机器人队伍在省内、市及全国比赛中都获得良好成绩。机器人兴趣小组队伍也逐年的不断壮大，参加的人数也愈来愈多，但是机器人活动始终局限于校机器人课外兴趣小组，没有大面积普及开来。进入2010年，学校领导高瞻远瞩地把机器人教学纳入课堂，分年级逐步开展机器人课堂教学，截止目前，我校已有3个年级12个教学班开展了机器人课堂教学，取得了良好的教学效果和社会效果。

三、我校机器人教学内容的确定

根据小学生自身发展规律，综合各厂家机器人特点，我们选择了乐高和博思机器人作为课堂教学机器人，把教学内容划分为四个部分。

一是了解智能机器人的发展与应用。包括：机器人概念、机器人原理、机器人与人、机器人与社会等内容。在教学过程中 主要是培养学生学习使用机器人的兴趣，增强学生的信息意识，了解信息技术及科技的发展变化及其对工作和社会的影响。

二是机器人组装。学习利用各种组件组装四驱车、工程车、炮台、升降台、类动物、类人等各种类型的机器人。在组装中培养学生的动手能力、合作能力，学习一些简单的机械原理、动力学、运动学以及热学等科学原理。

三是机器人编程。学习控制机器人的编程语言，当前机器人教学中是用一种新的方式进行编程——图形化编程。这种编程方式是一种可称之为“所见即所得”的程序编写平台，在这种平台上编写程序显得非常简单，机器人的动作可通过拖动一些机器人部件图标，再写入关键的参数来实现，以免让学生学习枯燥的C语言等等，快速的了解程序设计的基本思想，培养逻辑思维能力。

四是学习智能机器人的基本工作原理，学习各种常见传感器和机械传动装置的基础知识和使用技能，了解机器人的硬件结构体系，重点了解其机械结构、驱动系统、控制系统、感觉系统、通讯系统的原理与结构，学会机器人的模块化组装、控制与维护方法。

在我校机器人教学中，二年级以动手搭建一些物品、家具、简单的结构为主，主要目标是让学生对物体结构有个概念；三年级选择些简单的机械、动力机械，目标是研究简单机械组合，介绍齿轮、滑轮、轴应用原理和技巧；四年级学习简单的机械组合以及马达、私服马达等动力结构的学习，主要为为以后学习复杂的机器人技术做好铺垫。今后的五六年级将学习机器人程序编写、选择工程项目挑战。

四、课程设计抓住机器人课程特点

机器人教学主要特点是：创新性、开放性、综合性和探究性。

在每节课设计中，一定要体现机器人教学的特点，把时间还给孩子、把空间还给孩子，解放孩子的手、眼、脑。每节课我们都给学生提出一个挑战任务，让他们自己提出解决方案，亲自动手制作亲自动手实验去完成任务。自己建立对相关基础知识和原理的认识和理解，让学生真正体验到实践成功后喜悦和兴奋。通过解决问题的过程延伸到培养他们创造力、合作能力、交流能力和获取新知识的能力。

五、开展机器人教育课程具体做法

第一是阶段是筹备。这个阶段的工作重点是筹备机器人教室。

起初我校以二年级为实验年级，选择乐高机器人组建了一个机器人教室，配有20套乐高机器人组件，每班每周开设一节机器人课程。第二年扩展到两个年级，即新的二年级和三年级。改用价格比较低廉功能齐全的博思机器人组建了第二个机器人教室。截至目前我校配置了三座博思机器人教室。

在这一阶段同时派出教师先后到周边省市等学校参加学习交流，以便做好师资准备。

第二阶段是开发机器人课程教材。由于没有现成的教材，这个阶段的主要工作便是教师开发适合学生的有梯度的教材。我校技术中心的几位教师加班加点，参考各种资料和其他学校经验，完成了二年级一学年的手编教材。第二年起便采用了博思提供的小学生机器人教学教程，在教学中根据实际情况进行教材内容的二次加工和取舍。

第三阶段主要是制定教学计划，落实教学内容，开展教学工作。

第四阶段是课程的延伸阶段。这个阶段主要工作是对课程的目标达成进行定位，使大多数学生通过学习机器人，达到人人认识和喜欢机器人，形成全校浓厚的机器人氛围。在普及中组建兴趣小组，选拔竞赛梯队，参加省市比赛。

小学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，根据学校自身的特点开展富有个性的机器人教育教学，来提高小学生的信息素养和科学技术素养。

作者简介：谢建法 1970年12月出生、汉族、山东聊城市莘县妹仲乡。工作于莘县实验小学、小教高级职称、全国教改先进个人、山东省创新型教师、莘县实验小学教育技术中心主任。