农村小学如何开展机器人教学

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  【摘 要】 目前机器人技术已走进我国大部分的省市中小学信息技术课程,机器人竞赛也已成为我国青少年活动的第一品牌,机器人教育也随之被学校、家长以及社会认可和推崇,特别是在培养学生的创新能力和科技素养方面展现了它独有的特性。
  【关键词】 科技;创新;机器人;信息素养
  随着创新科技的发展,机器人这一科学技术的前沿领域也得到飞速发展,大多教授预言,本世纪将是机器人的时代。在农村小学中进行机器人教学,不仅可以普及信息技术,提高学生科学素养,同时也可培养开发学生的动手能力、创新意识,让学生在玩中学,在学中玩。
  目前机器人技术已走进我国大部分的省市中小学信息技术课程,机器人竞赛也已成为我国青少年活动的第一品牌,机器人教育也随之被学校、家长以及社会认可和推崇,特别是在培养学生的创新能力和科技素养方面展现了它独有的特性。但因为经费、教师、场地等缘故,目前仅有少数学校开展了电脑机器人课程,而且也仅限于几个班或者少数年级,全面普及机器人教育的学校数量很少,绝大多数是以课外兴趣小组、学科整合等方式存在,这样就局限了机器人教育在农村小学教育中所发挥的特性和价值。如何让农村学生玩转机器人是值得所有教师思考的问题。本人从参加机器人世锦赛,通过参加乐高、紫光、创诺机器人的比赛让农村学生摆脱课本的束缚,让其有足够的空间去想象、动手、以及处理好与伙伴协调的关系。从一个省机器人辅导员到竞赛裁判员及我们学生取得的成绩,谈谈农村小学如何开展机器人教学:
  一、激发兴趣,寓教于乐
  农村小学机器人的教学与信息技术课教学有很大的不同,涉及软、硬件的知识较多,每一样机器人都掌握的可能性不大。而不同年龄的学生对机器人的认识程度也不同,他们的思考方式、学习风格、学习需求也不一样。
  目前我国小学生机器人项目只有五家大的厂家,而且程序块都是相通的。紫光机器人进入小学课堂教学,可探索的空间很大,学生很容易掌握。所以在教学小学紫光机器人时,任务设计不要过大,先用一些小的任务激发起学生的学习兴趣,形成需要和动机。激发强烈的学习兴趣情况下,共同发展,享受成功的喜悦,鼓励他们合作学习,让学生在玩中掌握程序的奥秘。同时小学阶段中不应对一些科学原理作深究,任务设计中可隐藏,为将来中学教育作铺垫只要点到即止。在编程上难度也不宜过高,教师可让学生在轻松活泼的学习中知道什么是程序,什么叫判断,计算机程序是如何工作的,如何编一个程序让机器人服从指挥。也可以教师将编好的程序让学生模拟学习,参考运用,这样学生也能很快上手。并且提供一些比赛场地给学生实践,让农村学生真正玩转机器人。
  二、因地制宜,全员参与
  农村小学开设机器人课要考虑学生人多,机房地方小的特点,应因地制宜,建设适合自己学校的机器人教室。设计的任务可在小范围内实施,例如在地上:也可安排在教室后面的场地,可以根据设计项目改变地面颜色,添加标志,添加障碍物,增加挡板等,只要灵活运用就能达到一个场地多种用途。例如:利用完成“8字循环”的任务,利用比赛场地缩小,直接用热敏纸喷墨制作出黑线的场地,当然没有条件的农村学校可以用黑胶布贴出轨迹进行光感的训练。如果教室空间比较大,可以考虑机房场地一体型,计算机沿墙壁摆放,用教室中间作为场地,这样学生的活动空间比较大,便于管理。
  如果机房小,学生多,有空房间的学校可以考虑场地分离型,用现有的机房讲课学习,在邻近的房间安排实验场地。
  三、萌生灵感,合作交流
  学生在动手制作机器人过程中,由于要考虑是农村孩子,平时家里基本没有机器人,那需要激发孩子们的灵感,并不是让学生按照老师或者图纸的样品依葫芦画瓢,那样也不算是玩转机器人,需要激发孩子们强烈的好奇心和旺盛的求知欲,能驱使学生主动思考,从而提出独创性思想。通过任务中的人为设置,激发学生惊奇,疑问等思维活动,诱导他们有选择地、主动频繁地去观察和研究要完成任务。通过多种款型虚拟机器人的学习,激发学生产生好奇心和求知欲。在机器人学习中,合作学习也是一种非常好的学习方式。如何处理好其中的关系也是我们任务设计的目标。在这期间,不但要求同学间配合默契,还需要他们在合作中交流心得,最终完成设计目标。
  四、教材设定,志向长远
  根据我校取得成绩以及农村学生自身发展规律,小学低年级机器人教学应以动手搭建一些物品,比如:wedo;中年级可选择些简单的机械、动力机械并简单的学习机器人编程,比如:创诺、紫光机器人;高年级通过机器人编程的学习可适当选择项目挑战,如变废为宝,绿色城市等。根据本人机器人教学经验以及我校校本教材开设的情况建议如下:
  1.机器人技术之搭建结构。一、二年级学生虽然已经具有一定的抽象概括能力,但思维水平总的来说仍是非常低的,教材设定主要目标是让学生有个搭建结构的概念,比如:汽车制作、起重器的运转、会叫的狮子、球门运动员及美丽的房子等。
  2.机器人技术之简单机械。从三、四年级开始,学生进入少年期,此时会出现一种强烈要求独立和摆脱控制的欲望,学习需要拿出真本事。教材设置的目标是研究简单机械组合,介绍舵机、马达、杠杆运用原理和技巧。
  3.机器人技术之编程入门。在五、六年级阶段,小学信息技术有紫光机器人的课时学习,如果将这些语言的学习和机器人编程结合起来,学生不光学得有兴趣而且学得很轻松。比如:《曲线走圆》、《直行》等,通过学生一遍一遍地修改程序,一遍遍调试,真是寓教于乐。
  只有让农村学生都参与进来,孩子们在动手积极构建事物时,就能发挥自己的潜能,在学中玩,在玩中学,这样不仅培养学生对自动化、智能化的兴趣,还能提高学生的信息素养,为孩子的未来发展打下坚实创新基础。
  【参考文献】
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  [2]付庆科.中小学机器人教学的网络学习支持环境研究[D].华南师范大学
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  [4]邱雅番.项目教学法应用于基于机器人的通用技术教学的研究[D].福建师范大学2012年
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