關于鄉(xiāng)村小學機器人教學的思考

【摘要】創(chuàng)客教育是一種融合了信息技術的新型教育模式，旨在培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新能力以及思維能力，讓學生在實踐中學習、成長。機器人教學是培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新能力以及思維能力的有效手段。它讓學生們基于對機器人的理解，結合信息技術特點和自身的想象來進行創(chuàng)造，從而更好地實現(xiàn)技術創(chuàng)新，對于學生未來的成長很有幫助。雖然機器人教學已經(jīng)成為創(chuàng)客教育的領跑者，但在鄉(xiāng)村小學開展機器人教學依舊面臨著困難。對此，文章提出了機器人教學在鄉(xiāng)村學校的實踐與思考。

【關鍵詞】機器人教學;鄉(xiāng)村小學;創(chuàng)客教育

作者簡介：潘學友（1982—），男，江蘇省儀征市新集中心小學。

一、相關概念的界定

談到機器人教學，就離不開創(chuàng)客教育?！皠?chuàng)客”一詞來源于英文單詞“Maker”，是指基于興趣與愛好，努力把各種創(chuàng)意轉變?yōu)楝F(xiàn)實的人，尤其是指那些能夠利用互聯(lián)網(wǎng)將自己的各種創(chuàng)意轉變?yōu)閷嶋H產(chǎn)品的人。創(chuàng)客教育是融合了信息技術，旨在培養(yǎng)學生的動手能力、思維能力、創(chuàng)新能力，讓學生在做中學，在項目中學習，在不斷的探索中提出問題、分析問題、解決問題，從而提高綜合能力的一種教育模式。機器人教學是創(chuàng)客教育的重要組成部分，是指教學生設計、組裝、編程、運行機器人，能有效激發(fā)學生學習興趣，培養(yǎng)學生綜合能力的教學。將機器人教學引入鄉(xiāng)村小學，不僅會帶來教與學的改革，而且還會促進學科的融通和創(chuàng)新。機器人教學將給小學的信息技術課程增添新的活力，成為培養(yǎng)小學生綜合能力、信息素養(yǎng)的優(yōu)秀平臺。

二、鄉(xiāng)村小學機器人教學的背景分析

在國家大力推進現(xiàn)代化教育的同時，特別是《教育信息化2.0行動計劃》發(fā)布后，鄉(xiāng)村小學的教育教學裝備也有了很大的改善。隨著創(chuàng)客教育的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，近年來各級教育部門對創(chuàng)客教育也愈發(fā)重視，投入力度也越來越大。機器人教學是教育改革的大勢所趨，是教育信息化的發(fā)展要求，很多小學都將機器人教學引入課堂。

在鄉(xiāng)村，機器人教學還沒有得到廣泛重視，家長、老師、學生對機器人教學的了解也很少。教師往往是從相關的賽事中簡單了解到機器人教學的，很多學校因為機器人教學的準入門檻、設備、師資等相關問題而無法開展教學。學生對機器人教學非常感興趣，但沒有課程開設，也無法進行學習。很多學生家長對于機器人教學的認知較少，認為這種教學內容對于孩子的未來沒有實質性幫助，所以也并不重視和支持孩子學習機器人。這些因素阻礙了鄉(xiāng)村小學機器人教學的開展。目前，學校機器人教學的實施主要依賴于部分信息技術教師，教學模式主要是“以賽促學”。

三、在鄉(xiāng)村小學開展機器人教學存在的問題

（一）過分重視成績，忽略了學習過程

鄉(xiāng)村小學開展機器人教學，旨在實現(xiàn)地區(qū)教育跨越式發(fā)展。在機器人教學過程中，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維以及動手操作能力才是關鍵，但是很多鄉(xiāng)村小學教師卻忽略了這一點。如今各級各類的機器人大賽如火如荼，很多教師為了讓學生參加比賽，取得好成績，并沒有按照課程的標準和目標來開展教學，僅僅是以參加比賽為目的進行教學，急于求成，沒有考慮學生的實際能力，在教學過程中直接講解自己制作設計的機器人結構和原理，讓學生們在競賽中直接照搬設計，甚至幫助學生編寫好程序，讓學生帶進賽場，這樣會打擊學生的參與積極性。還有一些鄉(xiāng)村小學教師在開展機器人教學時，為了保護機器人資源，不讓學生們去觸碰、操作機器人，只是開展理論教學，為學生們進行相應的展示，讓學生們進行理論知識上的理解。這樣的教學模式忽略了實踐過程，無法讓學生們在操作過程中理解和掌握機器人制作的理念、過程以及相應的技術應用條件等，無法達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維以及實踐操作能力的教學目的。除此之外，這種教學還會降低學生們對于機器人學習的興趣，影響鄉(xiāng)村小學機器人教學的進展。

（二）小學機器人教學活動流程形式化

小學機器人教學活動設計流程過于形式化，一般都是教師首先簡單講解機器人的相關知識和操作技能，然后下達需要完成的項目任務，指導學生或由學生自主進行簡單的編程，之后讓學生運用編程操控機器人完成項目任務，接著教師啟發(fā)學生聯(lián)系生活發(fā)揮想象力，確定想要完成的項目，重新進行編程，指揮機器人完成自己想要完成的項目任務，把想法制作成作品，最后組織學生相互交流分享自己的創(chuàng)作成果。表面上看，這樣的教學流程設計結構完整，行云流

水。但是仔細審視，會發(fā)現(xiàn)這樣的流程設計過于程式化，缺少讓學生自由發(fā)揮的空間，無法充分發(fā)揮學生的想象力和創(chuàng)造力。究其原因，一是農(nóng)村小學機器人教師在實際教學活動設計時缺少科學的理念指導;二是機器人教學往往沒有系統(tǒng)的教材，很多教師只能引導學生按照產(chǎn)品說明書和簡單的項目進行學習，無法有效地培養(yǎng)學生創(chuàng)新創(chuàng)造以及動手實踐能力。

（三）學生動手能力和創(chuàng)造力的培養(yǎng)效果一般

目前農(nóng)村小學機器人任課教師在教學活動中使用的教學方法還是以講授法和任務驅動法為主，教學活動設計并不能很好地適應機器人教學的個性特點。機器人教學與傳統(tǒng)的信息技術以及科學課程的教學不同，機器人教學更注重培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識，并且知識內容更加多元化，往往需要運用多學科的知識。但是在實際教學當中，很多的鄉(xiāng)村小學教師沒有意識到基礎的理論教學和技能展示對于學生動手能力和創(chuàng)造力的培養(yǎng)并沒有明顯的作用，還是側重使用講授法，將教學重點放在了知識講授上，給學生們的實踐操作時間和機會較少，這導致學生沒有辦法真正地在實踐中進行創(chuàng)造，在動手中完成創(chuàng)新。另外，有一些農(nóng)村小學機器人任課教師雖然進行了任務驅動教學，但還是把學習任務的設定放在了理論知識學習上，沒有給學生們布置相應的實踐操作任務，大部分情況下還是以教師操作為主，然后讓學生們進行模仿操作。這樣的教學模式使很多學生無法有效進行機器人操作和創(chuàng)造，從而導致學生動手能力與創(chuàng)造力培養(yǎng)效果不佳，影響到了農(nóng)村小學機器人教學的開展。

四、在鄉(xiāng)村小學開展機器人教學的幾點思考

（一）做好機器人教學的內容選擇

在為小學生們選擇機器人編程程序時，教師可以選擇VEX IQ機器人的Easy C+編程。VEX IQ機器人的Easy C+編程軟件可以根據(jù)學生的邏輯思維和抽象思維發(fā)展特點來逐漸增加內容難度，對于學生思維鍛煉和創(chuàng)新能力培養(yǎng)有很大的作用。同時，因為VEX IQ機器人運用的是特殊版的C語言編程，所以可以為學生今后學習計算機知識打好基礎，有助于學生今后在計算機編程以及機器人創(chuàng)造方面的發(fā)展。而且VEX IQ機器人的Easy C+編程教學成本較低，極易推廣，現(xiàn)在每個學?；径加形C教室，所以此編程的硬件條件非常容易滿足。但VEX IQ機器人的Easy C+編程具有結構化和嚴謹化的特點，對學習者有較高的要求，一旦一個部分出現(xiàn)了錯誤，整個程序都會失敗，這對于小學生而言是一種挑戰(zhàn)。

（二）強化機器人課程建設

機器人教學應該和現(xiàn)在的基礎課程教學改革相聯(lián)系，機器人教學的開展離不開課程建設，特別是鄉(xiāng)村機器人教學的開展更離不開課程建設。當前的機器人教學是為各項比賽而開展的機器人競賽指導，使用的教材不夠規(guī)范，沒有統(tǒng)一的課程標準，缺乏相關專家的參與、指導、協(xié)調，而且在課時上也無法保證，只能利用興趣小組、社團等形式開展，缺少相應的組織保障。因此，作為鄉(xiāng)村學校，在加快學校機器人教學發(fā)展的基礎上應強化機器人教學的課程建設，確定統(tǒng)一使用相關機器人教學教材，安排相應的課時。學校還應該要求教師做好相關的教學方案設計，對于機器人教學應該從簡單到復雜，逐步讓學生們適應學習難度和操作難度，繼而幫助學生真正理解和掌握相關知識和操作技能。例如，可以從簡單的機器人搭建開始進行教學，逐步教授齒輪配比、杠桿搭建、摩擦力計算等相關知識，再到教授機器人程序編程等，讓學生逐步掌握機器人知識。

（三）注重專業(yè)化的師資培養(yǎng)

鄉(xiāng)村機器人教學的發(fā)展離不開師資的完善，要完成和實現(xiàn)機器人教學的任務，相關教師必須具有專業(yè)知識，這是機器人教學的重要保障。但如今很多機器人教學的教師是由信息技術教師擔任的，這些教師由于機器人專業(yè)知識不強，只能對理論知識進行簡單講授，再讓學生自主探索。而要上好機器人課程，引導大部分學生掌握機器人的理論知識和實踐操作能力，教師必須要有專業(yè)化的知識。鄉(xiāng)村小學應該安排機器人課程教師定期去到發(fā)達城市進修，和相關的高?；蛘呤蔷哂胸S富的機器人教學經(jīng)驗的中小學校進行合作，開展交流活動，從而使得鄉(xiāng)村機器人任課教師可以在不斷的交流中實現(xiàn)自我能力和專業(yè)素養(yǎng)的提升。這樣才能夠培養(yǎng)出專業(yè)的機器人任課教師，給學生們帶來更專業(yè)的機器人教學。

（四）注重學科融合

機器人教學的到來為信息技術課堂注入了新鮮的血液，同時融合了數(shù)學、音樂、美術、科學、勞動技能等學科知識，能促進學生德、智、體、美、勞全面發(fā)展。教師應該根據(jù)素質教育的要求，注重學科融合，在教學過程中不斷提升學生的科學素養(yǎng)。機器人課程的開發(fā)是基于各種項目的，教師應設計多個項目，并且讓不同項目側重融合不同的學科。例如，制作機器人機械臂模塊，教師可以將此內容與科學課、勞動技能課深度融合，讓學生對杠桿原理、齒輪傳動等基本科學原理進行了解并運用，從而將機械部件制作成實用的裝置。再如，在編寫機器人轉彎小程序時，學生要考慮運用左右馬達的轉速來實現(xiàn)轉彎，根據(jù)彎度的大小反復調試，這些都要運用到數(shù)學知識，教師就可以結合相關的數(shù)學知識進行講授。教師要以教學為基礎，以創(chuàng)新為主體，建立一個集教學、學科融合、比賽為一體的“三位一體”的教學模式，并以此輻射帶動機器人在各個學科中的應用。

（五）落實小組合作學習

1.科學合理分組

就目前而言，我國大部分鄉(xiāng)村小學機器人社團的學員年齡跨度大，有少部分是零基礎的低年級學生，大部分是有一定機器人基礎和比賽經(jīng)驗的高年級學生。他們在機器人搭建能力、計算機應用能力、邏輯思維能力、學習編程能力等方面都存在一定的差距。因此，作為機器人指導教師，在前期學習基礎知識的過程中，要分析學生的學習能力和性格特點，采取以老帶新、強弱搭配、性格互補、男女搭配等方法，將學生分為3—4人小組，盡量實現(xiàn)優(yōu)勢互補。經(jīng)過一段時間的學習和磨合，采取民主選舉和教師建議相結合的方法推選出小組長，便于活動的開展和學習反饋?？茖W合理分組更有利于學生發(fā)揮自己的優(yōu)勢，相互學習，共同進步。

2.注重過程性評價

教師可以以小組為單位，結合學生平時的學習和比賽情況，開展過程性評價。并且利用學生自我評價、小組相互評價、教師選擇性評價相結合的方式，填寫小組活動評價表、學生活動評價表，積極評價、激勵學生。期中、期末還可以開展小組競賽，采用大賽比賽規(guī)則進行單個項目的考核，通過階段性檢測來了解學生的設計、搭建、編程、調試等各方面的能力。教師通過以上評價機制可以改變目前機器人教學評價中過于單一的問題，以多元評價促進學生科學素養(yǎng)和綜合能力的提升。

（六）鼓勵學生寫學習日記，建立交流學習社區(qū)

1.鼓勵學生寫社團日記

在機器人學習過程中，學生遇到的問題往往是多種多樣的，而輔導老師無法及時幫助所有學生解決每個問題，這個時候就需要學生通過社團日記來記錄下學習中遇到的各種困惑和問題。在活動之后，教師可以通過社團日記來有針對性地對教學流程進行修改，以及對學生進行指導。與此同時，學生能夠通過日記積累經(jīng)驗，從而為日后的深入學習打下扎實的基礎。因此，鄉(xiāng)村小學機器人任課教師應該鼓勵學生們寫學習日記，以此來促進鄉(xiāng)村小學機器人教學的發(fā)展。

2.建立交流學習社區(qū)

鄉(xiāng)村小學機器人任課教師應該幫助學生們組建社團QQ交流群用于技術交流。學生通過QQ群相冊上傳社團日記，交流學習心得，分享自己的小創(chuàng)意以及小成果，能有效促進問題的解決，實現(xiàn)更高效的學習。機器人學習更多的是經(jīng)驗學習而非知識學習，學生之間的經(jīng)驗分享尤其重要。學生在學習社區(qū)中獲取經(jīng)驗，有利于知識的積累和能力的提升。

隨著基礎教育信息化2.0行動計劃的實施，機器人教學會越來越普及，在學校中開展機器人教學是大勢所趨。在機器人教學中，教師注重培養(yǎng)學生的學習興趣、合作學習意識，可以大大提高學生的學習效率，有效培養(yǎng)學生的創(chuàng)新實踐能力。

【參考文獻】

[1]胡娟.基于UBTECH項目的機器人教學初探[J].才智，2020（01）：42.

[2]李修元.基于小班化教學的小學機器人教學及實踐研究[J].福建茶葉，2019，41（11）：137.

[3]田木蘭，秦健.基于項目式學習的小學機器人教學實踐研究[J].中國教育信息化，2019（22）：40-43.

[4]陳衛(wèi)軍.機器人教學的“二三四”評價模式探究[J].教育信息技術，2014（09）：60-63，34.