推開機器人教育的普及之門

顧衛(wèi)華

關(guān)鍵詞教育機器人 搭建 溝通 團結(jié)協(xié)作

機器人活動是一項培養(yǎng)孩子綜合實踐能力的科技活動。在這項活動中，孩子們可以充分發(fā)揮自己的想像力、創(chuàng)造力，通過搭建完成各種任務(wù)，從而享受成功的喜悅、合作的快樂。但是對于從來都沒有接觸過機器人的學(xué)生來說，怎樣才能讓他們在短期內(nèi)從無知到熟練再到精通，我在三年從事機器人教學(xué)的課堂中摸索出了一些經(jīng)驗。

一、認識機器人的部件

掌握機器人中各個部件的性能光靠講解枯燥的專業(yè)術(shù)語，是難以被他們接受的，而且我們講解的對象是小學(xué)生，所以適當(dāng)采用一些形象生動的比喻，對學(xué)生學(xué)習(xí)有很大的幫助，它不僅有助于提高學(xué)生的聽課興趣，而且還能幫助理解和記憶。我講解這部分的時候，喜歡用比喻教學(xué)法比如一輛完整的小車就像人一樣，由手、腿、身體、大腦以及各種感覺器官組成?！巴取笔切≤嚨膬蓚€閉環(huán)電機，就像我們的左腿和右腿一樣;“手”由馬達和一些組件搭成，執(zhí)行一些動作，完成任務(wù);“感覺器官”是各種傳感器，比如灰度傳感器，就是小車的“眼睛”;“大腦”是控制器，它獲取外界的信息后控制“手、腿”的動作完成任務(wù);“身體”是由一些組件搭建而成，“手、腿”等其他結(jié)構(gòu)都固定在身體上。經(jīng)過這樣的講解，學(xué)生能知道各個部分的功能和作用，這樣在搭建的時候就不會弄錯。

二、機器人部件的搭建

現(xiàn)在的教育機器人大多數(shù)是積木式的，學(xué)生要想使用它，必須先用搭積木的方法，將它們拼裝起來。而積木對于小學(xué)生來說也是一項受歡迎的游戲?！芭d趣是最好的老師”，當(dāng)學(xué)生對它感興趣時，就會有更多的精力投入其中，享受創(chuàng)造的快樂。小學(xué)生思維活躍，總能創(chuàng)造出獨特的道具出來，但是老師要提醒學(xué)生，我們的創(chuàng)新要以完成任務(wù)為目的，怎樣才能方便、快捷的完成任務(wù)，才是我們創(chuàng)新宗旨，而不是盲目的拼湊。目標(biāo)明確后，學(xué)生就要將這些散落的積木通過點與點、點與面、點與線、線與面、面與面的方法，將它們拼裝成機器人。

三、學(xué)習(xí)機器人的語言

編程，是和“機器人”溝通的語言，要讓機器人來完成任務(wù)，就要用它能聽得懂的語言來和它交流。小學(xué)生所學(xué)的編程語言都是基本的圖形化的模塊化的編程界面，掌握這種編程方法，其實并不難。首先，要讓學(xué)生看懂“行走的圖紙”，比如完成一個任務(wù)要經(jīng)過幾個路口，轉(zhuǎn)幾個彎才能到達目的地。路口有左、右路口之分，當(dāng)學(xué)生分不清左、右路口的時候，讓他們和機器人站同一個方向，左手邊的就是左路口，右手邊的就是右路口。轉(zhuǎn)彎時也可以用這種方法，向左手邊彎的就是左轉(zhuǎn)彎，向右手邊彎的就是右轉(zhuǎn)彎。沒有路口的用啟動馬達或者按時巡線來完成。其次是用自己的語言把機器人的行走路線寫下來，這樣既鍛煉了他們的語言組織能力，又可以節(jié)省編程的時間。最后將自己的語言轉(zhuǎn)換成模塊化的機器語言。經(jīng)過一段時間的訓(xùn)練，學(xué)生就會養(yǎng)成先看圖再寫路線最后換成流程圖的編程習(xí)慣。

四、精確的程序調(diào)試

每臺機器的搭建方式不一樣，程序的運行結(jié)果也不相同。老師就要指導(dǎo)學(xué)生打開程序進行修改：第一種方法，是把連接起來的程序分開走，看走到什么位置出現(xiàn)問題，進行修改;第二種方法，可以在出錯的地方加一個按鈕，讓機器在那里停止，看看是不是路口沖多了，還是沖少了，沖多了就把沖路口時間減少，沖少了就把沖路口時間增加，只有在這種不斷反復(fù)調(diào)試、修改中才能提高他們發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。程序一旦調(diào)試成功，學(xué)生的自信心就會爆滿，認為之前所有的失敗都是值得的。調(diào)試程序的時候，老師只是引導(dǎo)者，千方不能擺錯自己的位置，做個主導(dǎo)者，這樣學(xué)生調(diào)試程序的能力永遠不會提高。

五、良好的團結(jié)協(xié)作能力

歌德說：“不管努力的目標(biāo)是什么，不管他干什么，他單槍匹馬總是沒有力量的?！边@句話說明了團結(jié)協(xié)作的重要性?，F(xiàn)在的機器人比賽大多數(shù)是團體合作的模式，比如我們參加的“未來伙伴WER能力挑戰(zhàn)賽”就是兩人一組，共同操作一臺機器。孩子們想要取得好的成績，就要團結(jié)合作，兩人之間的配合真是要用“天衣無縫”這個詞來形容，才能確保在賽場上萬無一失。首先，兩個選手要在賽前商量好行走路線的方案。蕭伯納曾經(jīng)說過：如果你有一個蘋果，我有一個蘋果，彼此交換，我們每個人仍然只有一個蘋果;如果你有一種思想，我有一種思想，彼此交換，我們每個人就有了兩種思想，甚至多于兩種思想。所以選手之間的思想交流顯得尤為重要。選一個人的方案，還是綜合兩人的想法，確定下來以后就可以根據(jù)方案來進行編程。其次，在機器運行的過程中，兩個選手要確定好誰是主操作手，誰是副操作手，主操作手下一步要做什么副操作手要有清楚，這就要求他們彼此之間要用語言或非語言的方式進行溝通和合作。比賽使孩子們的語言交流能力和團結(jié)協(xié)作能力都得到了很大的提高，這兩種能力無論是現(xiàn)在還是將來對他們來說都很重要。

我相信，在《規(guī)劃》的推動下，教育機器人將會走進所有學(xué)生的課堂，而再不是以現(xiàn)在社團的形式出現(xiàn)。這是所有孩子們期待的一天，也是我們基層科技教育者所盼望的一天——讓教育機器人真正在課堂中普及開花。

（江蘇省揚州市維揚實驗小學(xué)北區(qū)校）