中小學機器人普及課程“走近機器人”的開發(fā)與實踐分析

摘 要：隨著科技發(fā)展，教育水平的提高，教育機器人順利走向中小學校園，機器人項目成為學校特色科技項目，且隨著機器人項目的發(fā)展，其逐漸由小組活動項目轉(zhuǎn)型為面向全校的普及校本課程，很大程度上改善了課程開展師資和課時問題，使得各年級學生取得收獲，在機器人項目方面實現(xiàn)了教育公平化。本文分析了中小學階段開展機器人項目的現(xiàn)狀以及開發(fā)機器人普及課程的意義，探究中小學機器人普及課程“走近機器人”的開發(fā)和實踐。

關(guān)鍵詞：校本課程；機器人；開發(fā)；實踐

隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，教育機器人的誕生，教育機器人逐漸作為教學內(nèi)容進入到中小學中，但大多數(shù)情況都是由學校購買機器人教材，由信息技術(shù)課程老師進行教學，指導學生開展機器人組裝、編程等實踐活動，或者參與相關(guān)的機器人競賽。但目前將機器人教學納入正規(guī)課堂教學的學校極少。這無疑阻礙了我們倡導的公平教育的發(fā)展，為了讓所有孩子享受公平的教育資源，中小學機器人普及課程“走近機器人”開發(fā)和實踐必不可少，讓每一位學生都能親身感受到“機器人”這一新興科技項目，從而提高學生的科學素養(yǎng)。

一、 中小學階段開展機器人項目現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，教學機器人進入中小學還處于起步階段，大多數(shù)學校只是采取興趣班、課外活動的形式開展機器人教學。中小學由于經(jīng)費不足，導致開展項目的機器人套件難以配齊，只能購買一些適用于興趣班的設備。此外，中小學缺乏機器人項目的師資力量，課時難以安排，這些問題都限制了機器人項目的普及化發(fā)展，導致開展機器人項目的中小學非常少，反而是校外的機器人培訓班開展得如火如荼，吸引了一大批家庭條件較為優(yōu)越的學生。

二、 開發(fā)中小學機器人普及課程的意義

我們倡導公平教育，就是要讓所有孩子享受到公平教育資源，而中小學積極開發(fā)和實踐機器人普及課程，讓所有學生能都感受到、親身接觸到機器人這一科技項目，從小培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，在機器人項目普及化的情況下，挖掘出熱愛機器人技術(shù)、有一定特長的學生，給予專業(yè)輔導，促進其發(fā)展。

三、 中小學機器人普及課程“走近機器人”的開發(fā)與實踐

中小學機器人普及課程的開發(fā)面臨著嚴峻的問題，如器材、師資、課時等，只有保障機器人普及課程教研組建設、師資隊伍建設、合理安排課時、提供課程設備和經(jīng)費等才能真正實現(xiàn)機器人課程普及到每個學生。為了解決這些問題，應從設計課程內(nèi)容入手，根據(jù)學生不同年級提出三個梯度，分別為綜合層次、體驗層次、提高層次。

（一） 綜合課程浸潤

其實在中小學教學體系中，有很多課程的教學內(nèi)容都涉及機器人知識，如美術(shù)課的科幻畫，將機器人與畫畫聯(lián)系，成為機器人設計作品；自然課中玩具動力機械研究內(nèi)容，其玩具中與機器人技術(shù)中機械原理有共通之處。當然，中小學信息技術(shù)課與機器人技術(shù)更是密不可分，甚至可以將機器人課程當作信息課的拓展來看待。因此，開發(fā)中小學機器人普及課程時，要抓住這些學科中的教學點，尤其是信息技術(shù)課程中的教學點，挖掘綜合課程內(nèi)容，整合為機器人普及課程中綜合課程的教學內(nèi)容。例如：在一年級美術(shù)課中，以繪制機器人為載體，讓中小學生對機器人有個整體認識，然后在二年級自然課中了解玩具機器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、能源來源等，將學生對機器人的認識立體起來。在三年級的信息技術(shù)課程中，教師介紹一種虛擬機器人軟件，將對機器人了解過渡到具體的制作中，通過三維動畫立體展示，圖形化編程語言控制機器人運動。綜合課程針對低年級學生，通過機器人知識與學科知識的整合，讓學生初步了解機器人，學會簡單的編程。

（二） 快樂活動日普及

在綜合課程中，學生在意識形態(tài)上對機器人有所了解后，設計體驗課程讓學生真正接觸機器人技術(shù)，但由于種種因素的限制，還無法落實較為專業(yè)的機器人課程，因此體驗課教學應重點放在了解機器人基本動力機械原理，讓學生了解到機器人結(jié)構(gòu)件拼搭，為后期系統(tǒng)學習奠定基礎。在這一階段，教師要讓學生了解到底什么是機器人，機器人與人類的關(guān)系，以及機器人技術(shù)與現(xiàn)實生活的聯(lián)系等，并積極搭建體驗課程，利用樂高套件進行機器人結(jié)構(gòu)搭建教學，將體驗課程安排在快樂活動日中，讓學生用完成的結(jié)構(gòu)開展競賽，激發(fā)學生興趣，體現(xiàn)學生活動性。教師要基于快樂活動日開展體驗課程，面向全體三年級學生開設機器人體驗課程，由機器人專職教師負責，讓學生重點了解機器人模塊搭建，在體驗中理解相關(guān)機械知識。

（三） 社團活動拔優(yōu)

經(jīng)過前兩個層次課程的學習，打下基礎后，可以開始對學生進行機器人專業(yè)知識教學，讓學生學習專業(yè)的機器人創(chuàng)意設計制作方面的內(nèi)容，課程主要圍繞一種機器人套件，系統(tǒng)學習拼搭、編程、創(chuàng)設實際方法等。在編寫教材時，要充分考慮知識生活性，例如：智能路燈一課，引導學生制作感應外界光線明暗的自動開關(guān)路燈，達到節(jié)能效果。在中小學信息技術(shù)課程中，教師要教授學生相關(guān)程序設計內(nèi)容，利用圖形化的語言方便學生接受，講清邏輯結(jié)構(gòu)，引導學生思維發(fā)展。此外，教師要立足社團活動完成拔優(yōu)提高課程，精講機器人模塊編程語言。此外，還可以根據(jù)課程內(nèi)容和學生實際掌握情況設計大量的學生活動，為學生搭建展示、交流平臺，讓學生發(fā)揮自己想象力，制作出機器人。例如：虛擬機器人繪畫比賽，讓學生尋找圖像中規(guī)律，運用循環(huán)語言編程，快速完成任務。

四、 結(jié)語

總之，通過“走近機器人”校本課程，讓所有學生接觸到、參與到機器人具體課程中，針對各年級學生思維特點、實踐能力等不同，整合信息技術(shù)等課程內(nèi)容，全方位普及機器人相關(guān)知識，立足于校園科技競賽，開展各種機器人項目，調(diào)動學生興趣，實現(xiàn)小學機器人項目開展的普及化。

參考文獻：

[1]金云瓊.小學機器人普及課程“走近機器人”的開發(fā)與實踐研究[J].教育傳播與技術(shù)，2015，11（3）：37-44.

[2]金云瓊.小學校本課程《走近機器人》的開發(fā)與實踐（下）[J].中國科技教育，2014（12）：48-49.

[3]宋鮮桔.觀察·探究·合作·體驗——以“走近機器人”為例談機器人教學的有效實施[J].中國信息技術(shù)教育，2015，12（18）：28-31.

[4]汪毅.機器人普及教學的意義——以《機器人投籃》一課為例[J].教育研究與評論（小學教育教學），2015，10（3）：71-74.

作者簡介：

魏榮麗，福建省南平市，南平市建溪學校。