小學低年段開展機器人stem項目校本研究

李建生

【摘 要】鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學低年段的機器人教學處于初始階段，但發(fā)展速度較快，對于培養(yǎng)學生創(chuàng)造能力、創(chuàng)新意識與操作能力都有著重要的意義。這兩方面的問題要求教師在教學中要從教學環(huán)境現狀以及學生實際情況出發(fā)，合理進行校本教材的研究與應用。

【關鍵詞】鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學;機器人stem項目;校本研究

隨著社會科技的不斷發(fā)展，近十幾年中全世界各地都掀起了一股機器人教學的熱潮。與此同時，stem作為一種新的教育理念開始融入到我國的教學中，成為了我國近些年探索信息技術促進各學科教學內容、教學模式創(chuàng)新與發(fā)展的重要方向之一。鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學的信息技術教學一直都是被忽略的一門學科，學生的信息技術水平與城市的學生普遍存在著差距。開展stem項目教學的校本研究有利于培養(yǎng)學生的綜合素養(yǎng)，推動小學信息技術教育的改革。

一、機器人stem項目校本教材開發(fā)策略

Stem教育理念最早出現于美國，旨在教學中要將科學、技術、工程和數學四個領域看做是一個整體培養(yǎng)學生的綜合能力。機器人課程教學是信息編程教學中的一部分，其教學目的是為了幫助學生了解現代化信息技術手段，培養(yǎng)學生信息技術能力。Stem項目教學與機器人教學的融合是新穎的教育理念和新穎教學內容的融合，滿足了我國教育改革和發(fā)展需求。當前機器人stem項目教學存在以下兩方面的問題：首先，教學環(huán)境有限，機器人教學需要的教具價格相對昂貴，許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)學校無力承擔。其次，小學低年級段的學生缺少機器人概念，操作能力較差。

這兩方面的問題就要求教師在教學中要從教學環(huán)境現狀以及學生實際情況出發(fā)，進行校本教材的開發(fā)。首先，教材內容應符合學生學習要求，符合小學生的認知能力。其次，教師要通過生活化教學情境激發(fā)學生對機器人的學習，幫助他們通過自主探究認識到感應器的作用，理解感應器與機器人實際運行中的聯系。

二、機器人stem項目校本教學實施策略

（一）教學模式和教學環(huán)節(jié)分析

鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學低年段的機器人stem項目教學應從學生認知規(guī)律出發(fā)，通過體驗學習的方法讓他們自己體會學習的過程，從反復的觀察、嘗試、實踐、分析中感受知識，掌握學習方法。

體驗式教學方法建立在合理的活動設計之上，教師需要結合邏輯性、趣味性要求設計教學內容與教學環(huán)節(jié)。具體教學流程如下：

第一階段：教師創(chuàng)設情境，提出問題，學生對問題內容進行思考，帶著問題去觀察并進行實踐的嘗試。

第二階段：在教師的指導下，學生根據現有的資源和工具進行實際動手操作，分析知識的原理與內涵，并在實踐中進行不斷觀察與反思，發(fā)掘操作中對后續(xù)有用的信息和資源。

第三階段：學生將了解和把握的內容轉化為知識點，并在自己的腦海中初步形成新知識的概念以及知識體系。

第四階段：教師與學生共同對本節(jié)課的內容進行綜合和思考，實現思想、觀點和認知的升華。

（二）實際教學案例探究

下面，筆者將具體展示《交通燈》這一課的教學。

學生特征分析：本節(jié)課教學針對的是低年段的小學生，他們活潑好動，無法長時間集中自己的注意力。但思維活躍，探究欲望較強。

教學目標：知識與技能目標：了解交通燈的原理，掌握交通燈中使用的電子模塊。過程與方法目標：通過實踐了解交通燈的工作原理，提高對所學知識解決實際問題的能力;通過小組合作提升合作意識與交流能力。情感、探究與價值觀目標：產生對機器人技術的探究欲望，形成科學探究意識。

環(huán)節(jié)一：情境創(chuàng)設

教師播放交通燈工作的視頻并提出問題：交通燈在我們的生活中十分常見，它保證了日常交通的規(guī)范，同學們知道紅綠燈的規(guī)則嗎？知道怎樣設計交通燈嗎？下面我們就進入到今天的學習中——交通燈。

設計意圖：通過情境的展示點明主題，展開教學。

環(huán)節(jié)二：操作與反思

教師：搭建一個交通燈應該有哪幾個部分？

學生：需要先搭建一個底部，然后在底部安裝一根柱子，最后再安裝頂部信號燈。

教師：搭建的交通燈可以自己亮起來嗎？需要什么樣的模塊才能實現交通燈應有的功能？請同學們完成交通燈的搭建并進行討論。

學生以小組為單位進行交通燈搭建，并思考交通燈運行所需的電子模塊。

具體完成任務如下：

任務一：了解所需的電子模塊

任務二：了解編程界面端口的匹配連接，了解控制臺界面的測試功能。

設計意圖：讓學生對交通燈的構建和原理內容進行思考，完成設計方案，深入開展教學探究。

環(huán)節(jié)三：總結與思考

通過觀察與思考學生應明確以下內容：交通燈的電子模塊包括主控器與燈環(huán);端口與主控器所接位置對應方法。

設計意圖：明確本節(jié)課需要解決的問題，提高學生理論知識水平。

環(huán)節(jié)四：驗證與應用

請同學們完成交通燈的搭建，并對搭建成果進行驗證。

設計意圖：將成果進行實際應用，提升學生實踐操作能力。

（三）總結分析

在本節(jié)課學習中，學生掌握了交通燈的工作原理并進行了檢驗，實現了技術素養(yǎng)提升的要求，讓他們有足夠的能力開展接下來的學習，并獲得更多的技能。同時，小組合作和探究的學習過程更適合低年級學生的學習要求，提升了他們的合作意識與合作能力。

總之，鄉(xiāng)鎮(zhèn)小學低年段機器人stem項目校本研究要從學校的實際情況和學生的需求出發(fā)，形成一系列科學研究方法，為日后的研究和創(chuàng)新奠定基礎。

【參考文獻】

[1]馬艷軍.STEM理念下的小學機器人學習活動設計[J].中小學數字化教學，2020（03）：62-65

[2]曾慶華.STEM教育理念下的機器人課程教學模式探究[J].信息記錄材料，2019，20（12）：59-60