機器人教學逐漸興起 各大中小學院分別開設(shè)課堂

現(xiàn)代著名教育家杜威（John Dewey）認為，在不斷變化的社會中，教育是不斷地改造經(jīng)驗、重組經(jīng)驗的過程。根據(jù)這一思想，我認為機器人教學應(yīng)該是讓機器人活動為學生實踐知識、改造經(jīng)驗創(chuàng)設(shè)情境；在制作機器人的過程中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，然后通過個人努力或是團隊協(xié)作來解決問題，淡化教師的主導作用。這才是機器人教學的精髓——“從做中學”。

目前機器人競賽活動

已深入到全國的中小學，而競賽活動能夠真正參與到其中的學生所占比例較少，因此越來越多的科學教師在思考，如何把機器人教學帶入課堂，讓更多的學生感受機器人的魅力。

機器人教學走進課堂的問題

目前機器人活動走入課堂存在的主要問題有：

（一）持續(xù)性保障

開設(shè)機器人課程要有一定數(shù)量的機器人和計算機及相應(yīng)的場地，因此需要一定的啟動性投入。啟動之后涉及到的持續(xù)性的保障有兩點：一是后續(xù)機器人的管理與維護難度高、損耗大，維持機器人活動需要后續(xù)的配件和場地的更新、補充等資金投入；二是對輔導教師要求高，現(xiàn)有輔導教師人數(shù)嚴重不足。

（二）缺乏相應(yīng)的課程體系與教材

雖然國內(nèi)有些省份在信息技術(shù)課程中含有部分關(guān)于機器人的內(nèi)容，但都是基于某個廠家的機器人產(chǎn)品設(shè)計的，不適合本地的特色與現(xiàn)有設(shè)備。另外，對于機器人教學所應(yīng)包括的基本知識架構(gòu)和教學方法也非常匱乏。機器人教學要持續(xù)性發(fā)展，就要在知識體系和評估訓練方面形成體系。

（三）教學與競賽尺度把握錯位

目前中小學開展機器人活動，基本上是以競賽作為檢驗教學效果的標尺。如想機器人教育能長期有效地發(fā)展，就不能把比賽作為唯一的課程目標，否則會使機器人教學走入“為競賽而教學”的誤區(qū)，勢必導致該項活動缺乏生命力。

（四）教師和學生家長的不理解、不支持

在“分數(shù)才是硬道理”的思想下，很多教師和家長對于學生參加機器人活動選擇了反對，理由都是影響學習，對升學沒有幫助。這使得科技教師要面對很多尷尬與不理解。

機器人教學走進課堂的幾項措施

要解決以上機器人活動發(fā)展的瓶頸問題，使機器人教學進入課堂，我認為可以從以下幾個方面進行思考：

（一）結(jié)合實際編寫校本教程

將機器人活動納入校本課程管理，為機器人正式進入課堂積累經(jīng)驗。經(jīng)過幾年的積累與沉淀，我校目前編寫有教材《程序設(shè)計與智能機器人》，該教材以LEGO NXT機器人為硬件平臺，ROBOTC為軟件平臺；宗旨是利用機器人平臺讓學生體會程序結(jié)構(gòu)與應(yīng)用，初嘗人工智能的樂趣。該課程共17個課時。

自主編寫教材的目的在于：一是符合本地學生（至少是本校學生）的認知水平和能力等實際情況；二是可基于現(xiàn)有器材設(shè)計，具有可操作性；三是能不斷地進行實踐和修改，并在此基礎(chǔ)上形成知識體系和架構(gòu)，具有一定的推廣性。

（二）精選機器人平臺，輔以仿真軟件

選用的機器人平臺要符合教學使用，要有良好的擴展性，要具備耐用、易維護和啟發(fā)性思維好的特點，盡量保障一次性投資長期反復使用。在資金與設(shè)備不足的情況下，輔以仿真軟件。仿真軟件的好處在于投資成本相對低廉，維護簡單，可用于大規(guī)模的課堂教學。我校的機器人工作室除配備10多套LEGO機器人用于教學外，同時采用LEGO輔助設(shè)計軟件Ldraw和MLAD用于課堂教學，解決器材不足的問題。

（三）機器人技術(shù)與學科的整合

機器人作為現(xiàn)代教育技術(shù)的前沿產(chǎn)品，其教學內(nèi)容涵蓋了很多學科的知識，因此有效地將機器人與相關(guān)學科進行整合，能讓學生在所熟知的學科中感受科技的進步帶來的不同體驗。例如：

n 程序設(shè)計——讓機器人走方形，能很好地讓學生深刻理解循環(huán)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)與特點；

n 物理實驗課——讓學生用機器人設(shè)計一個簡單的單擺實驗裝置并收集數(shù)據(jù)；

n 數(shù)學課——追及和相遇知識一直是學生比較難以理解的抽象問題，教師可以用機器人進行演示，讓學生對該類問題有形象的認識；

n 音樂課——可設(shè)計一個舞蹈機器人，讓它跟著音樂的節(jié)奏舞動。

以上只是一些在我校科學實踐中的例子，大家還可以找出更多的結(jié)合點。這些整合不僅可以活躍課堂，也讓機器人技術(shù)的學習和展示過程更形象具體。

（四）機器人活動多元化，實現(xiàn)多贏局面

我校每年開展3項活動：研究性學習、電腦作品制作活動以及青少年科技創(chuàng)新大賽。從活動主題來看，三者的核心都是探究、體驗、創(chuàng)新，都注重科學及研究價值。因此機器人活動完全可以整合3項活動作為同一件事統(tǒng)籌開展。

整合思想：通過研究性學習把機器人活動向縱深發(fā)展，形成課題研究成果，可在不影響正常教學的前提下，不需對學校日常的教育教學活動作大的改變，結(jié)合日常培訓活動中進行。通過青少年科技創(chuàng)新大賽，機器人培訓，機器人夏令營，機器人暑期班，將機器人活動引導向科技創(chuàng)新方向發(fā)展，充分調(diào)動學生的創(chuàng)造性思維。以上述活動為基礎(chǔ)，面向機器人競賽，將競賽作為機器人教學活動的成果展現(xiàn)平臺，在學習和創(chuàng)作中有效應(yīng)用和整合。

（五）輔導教師隊伍的整合，多元化的教學方式

機器人教學是多學科的結(jié)合，因此輔導教師隊伍應(yīng)當是由相關(guān)專業(yè)的老師組成，既可解決輔導教師知識面單一問題，又可豐富機器人活動的項目。我校的輔導教師由2名信息技術(shù)教師和1名物理教師組成，這種組合解決了機器人教學中涉及的程序設(shè)計與機械及電子電路等學科問題。

面對層次和知識面不同的學生，在機器人活動中應(yīng)采取多元化的教學方式。以任務(wù)驅(qū)動及小組合作學習方式進行教學，由組長帶領(lǐng)本組的同學進行項目研究；輔導教師定期組織組員進行討論解疑。這樣以點帶面的方式，也可以激勵更多的學生來擔任輔導員的角色。

（六）開放科學工作室，共享資源

柳州市的青少年科學工作室已有50多個，這些工作室中有的在學校，有的在社區(qū)。因此，可以充分發(fā)揮科學工作室的作用，空余時間向社會開放，讓更多青少年能夠接觸和了解機器人，實現(xiàn)以點到面的輻射作用。將機器人教育和活動推向社會，擴大影響。

在學校開展機器人活動所形成的教材和教學方法可以在社區(qū)工作室開放中推而廣之，而社區(qū)開展活動的時間可以很好地彌補學校寒暑假期的空檔，讓真正愛好機器人的學生在全年的每個時段都有機會參加機器人活動。

結(jié)語

作為科學工作室的輔導老師，我見證了科學工作室的成長與輝煌。我認為作為輔導教師應(yīng)該端正思想，淡薄功利心，把更多的主動權(quán)還給學生；多關(guān)心學生參加機器人活動有什么收獲，而不是取得了什么成績。這才能讓學生真正體會到機器人活動樂趣——“在玩中學”。