机器人教学在我校的实践与思考

比尔・盖茨曾预言：“机器人即将重复个人电脑崛起的道路。点燃机器人普及的‘导火索’，这场革命必将与个人电脑一样，彻底改变这个时代的生活方式。”目前，各省市的许多学校都开展了机器人活动，但这些学校的机器人活动都以校内科技活动小组的方式出现，并没有真正进入课堂教学。特别是农村学校，对于机器人的教学还是一片空白。

一、将机器人教学纳入课程是必然趋势

我校在2009年成功编写了机器人校本教材并安排地方课程对学生开展机器人教学。2010年12月获得全国优秀校本教材一等奖。2010年4月、11月我先后两次在昆山全市范围内结合小学信息技术课程上学校机器人教学的公开课获得一致好评。2010年11月27日，我校成功承办了“江苏省第二届‘周小’杯机器人普及赛（昆山赛区）”的比赛，活动受到了江苏省青少年科技中心领导的肯定，昆山电视台、昆山广播电台、《昆山日报》等昆山主流媒体均对这次活动进行了报道。教材的使用及活动的先后开展，标志着我校机器人教学在教学指导思想和教学目的上，正在从原来只为竞赛获奖、注重技术技能的掌握、注重一个项目的完成的浅层次认识，上升到以培养学生创新精神和实践能力为目的，即人才培养的层次。机器人教育集趣味性、实践性、综合性、科学性、探究性于一体，深受广大青少年学生的喜爱，它集计算机、声、光、电等多种技术于一体，可以让学生全面接触传感器、计算机软硬件、人工智能、自动控制、电子技术和机械工程等多个学科高新科技知识。智能机器人教学进入课堂可培养青少年学生的综合素质。

二、机器人课堂教学可以培养学生的多种能力

1.培养学生的应变能力

一个完整并能够完成任务的机器人，往往要用光、声、电、机械等各种器件，机器人因涉及多门类、多学科的知识和原理，通过教学可以拓展学生各学科的专业知识，又可将各学科的知识横向联系起来，对各学科所学知识起到巩固作用。首先，机器人教学实践活动中，学生按照图形要求或设想将几十种、甚至上百种零配件搭建成一个完整的能执行任务的机器人，每一个搭建步骤都必须自己或小组协同完成，这大大提高了学生应用各种工具的技巧和灵活的动手能力、空间想象能力。其次，在搭建前要构思巧妙完成的方式、方法和途径，对可行性要进行分析，得出最佳方案。在这一过程中，学生的观察能力、思维能力、分析问题和解决问题的能力都得到了培养。

2.培养学生的信息能力

智能机器人的工作过程完全是靠各部件的，如触发器、灰度检测卡、红外发射与接收器等来接收信息，然后对信息进行分析并作出反映。信息收集已经成为这个活动发展过程中非常重要的一环。对于机器人能够收集―处理―反馈信息的过程，学生充满了好奇和无限的激情，他们渴望把设想变成现实。因而，机器人教学能很好地培养学生的信息意识和收集、分析、处理信息的能力。在执教机器人校本示范课《搭建红绿灯》时，我让学生交流收集到的有关红绿灯的信息，不仅为学生自主搭建红绿灯埋下伏笔，而且培养了学生良好的信息意识和收集、交流信息的能力。

3.培养学生的创新能力

机器人技术具有科技含量高、综合性强、创新性强的特点。在教学过程中，一方面教师要调动学生的主观能动性，鼓励学生勇于探索，使用与众不同的方法、思路进行搭建，按照自己的策略编写程序。另一方面学生会根据自己的实践和认知，认真思考，提出各种设想，创造性地搭建各种机器人。学生为实现自己的梦想，会充分挖掘自己的能力，将自己的设想付诸实践，想尽各种办法检验自己的创意和设计。因此，机器人教学可以培养学生的创新能力。

4.培养学生的合作能力

青少年学生由于受到自身学识和能力的局限，往往要采用小组形式教学。小组共同分析、探讨策略的可行性，共同设计、改装机器人；协同完成机器人部件的搭建；一起设计、调试程序，一起观察、探讨、纠正机器人运行过程中出现的各种问题。小组成员既分工又合作、既合作又竞争，往往会形成一个很好的团队，他们的团队精神就得到了培养。

5.培养学生良好的科学素养

教学中，机器搭建、编程调试、设计改装等都必须从实际出发，将自己所学的知识与实际结合起来才能获得成功，而设计能否成功必须经过检验。这就要求学生要养成实事求是、脚踏实地的科学作风。机器人的搭建、设计与编程不可能一次成功，往往要反复拆卸、调试、整改，几经挫折才能成功，这就可以培养学生一丝不苟、严谨的探究和学习态度，养成坚忍不拔、不言放弃的探究精神和良好的心理承受能力。

三、机器人课堂教学策略

实施智能机器人教学进课堂，应努力做好规划，构建适合本校特色的机器人课堂教学思路与模式。突破瓶颈，注重管理，紧抓研究，重视成果，为创建学校特色智能机器人教学铺路。

1.整合智能机器人课堂教学课程

机器人教学根据原理可分为搭建、编程、调试、改装等几个过程。课堂教学可根据过程分成几个教学阶段。根据紧密联系的程度，将教学任务分为搭建、改装教学和编程、调试教学两个阶段来完成。编程、调试教学主要在电脑操作或模拟中完成，并将教学整合到信息技术课堂中。在初中，大部分学校都开设劳动技术教育课程，可以将机器人的搭建、改装教学纳入劳动技术课，分年级、分阶段安排课时。

2.加强机器人师资队伍的建设

长期以来，由于机器人的神秘感，人们普遍对机器人教学认识存在误区，认为一定要电脑或信息技术教师才能进行教学。事实上，机器人教学只是一个综合性很强的学科。完全可以不拘泥于常规，大胆启用相关学科教师进行教学。如劳技、物理、通用技术学科教师等。

3.加强智能机器人教学的管理

由于机器人涉及声、光、电等敏感部件，对实验调试的环境和场地都要求较高。教学中，应要求学生爱护每一个智能机器人部件，加强教学管理。只有加强管理才能让昂贵的智能机器人教学发挥最大的效益，减少破损或遗失。

4.探究智能机器人课堂教学模式

机器人教学是一门崭新的课程，没有统一的教材和课标，全国各中小学校都应进行有益的探索和研究。在教学中，要认真编写教案，确立教学目标和内容，及时对教学实践活动作出总结，强化积累，积极进行课程开发。积极探索智能机器人教学在素质教育中的作用，建立相应的教学评价机制和管理模式。

总之，机器人技术具有科技含量高、综合性强、创新性强的特点。学生在学习和使用智能机器人时能够学会如何与他人合作，树立正确的科学态度，遵守游戏规则，自觉地按照法律和道德行为使用信息技术，在动手操作的过程中其多种能力得到全面的培养。

我校自2006年就成立了周市中心校机器人工作室，自成立以来，学生先后获得昆山市级奖项9人次，苏州市级奖项17人次，江苏省级奖项29人次，国家级一等奖1人次、二等奖1人次，1人参加WROC国际机器人比赛（马来西亚）沿黑线走项目荣获第四名。集体荣获2007、2008两个江苏省级团体二等奖，2009年获江苏省团体一等奖，2009年10月被授予“全国机器人教学示范学校”，2009年11月被江苏省科协、教育厅授予“青少年科技教育先进学校”，2010年6月被江苏省青少年科技中心授予“江苏省首批机器人教育示范基地”。

展望未来，我将紧抓机器人教学，全面开展科技创新活动。让我校的科技与信息技术教学走在昆山乃至江苏省的前列，让科技与信息技术教学成为周市中心校的一张靓丽的名片。