中小学机器人教学中的问题与对策

孙　涛　程丽萍　吴海林

[摘要]随着机器人走进中小学信息技术课堂，越来越多的问题和困惑出现在教学实践中，例如怎样正确处理教材、如何搞好课堂教学、如何提升学生创新能力、如果处理为竞赛而教学等等一系列问题，如果这些问题不能正确的处理，给教师的教与学生的学都会带来一定的负面效应。通过对问题的发现、思考，并试图通过一些途径来解决教学中存在的问题。

[关键词]智能机器人 教学 问题 对策

中图分类号：G76文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0520161－01

一、如何正确处理教材

中小学机器人教育是一门新兴学科，因而课程资源的开发和使用、教学目标的制定都是个全新课题。如何正确处理教材，是摆在我们教师面前的首要问题。现今市场上的机器人的种类繁多，机器人教材大多是依据不同机器人厂家的机型来编写的，而很多学校都有几种不同厂家生产的机器人，这就给我们教材的选择和使用带来了一定的难度。在选择教材时，要统一教学内容，根据自己学校的情况，尽可能选用对机器人品牌、程序设计语言没有限制的教材；使用教材时，对教材进行二次开发，从教材中挑选合适的材料，进行修改和加工，将其转化为适合自己学生的材料。

中小学机器人课难上，很大程度上是对机器人教学目标不好把握，我们究竟想让学生学到什么程度？将学生培养成一个什么样的人才？是机器人专家、竞赛选手还是普及机器人知识。在《义务教育阶段信息技术课程纲要》中，明确提出小学阶段对学生的目标是学会设计和制作简易机器人，体验“采集信息-处理信息-控制动作”的基本过程；而初中则是设计和制作机器人，以机器人为载体，体验并初步学会通过程序设计解决问题的基本过程；高中更多侧重是创新，设计和应用机器人解决生活中一些问题。

二、如何搞好课堂教学

提高课堂教学质量，优化课堂教学结构，是每个教师都必须思考的问题。机器人课堂教学的形式通常有：课外兴

趣小组、选修课、综合实践活动课、信息技术课等等，不管是哪种形式，我们是课堂的组织者，学生学习的帮助者、促进者。将课堂交给学生，教学中让学生在“做中学”，以学生为中心，以任务为驱动，进行探究式学习，充分发挥学生的主动性和创造性。

备好课是搞好机器人课堂教学的重要前提。根据教学内容和教学环境，制定相应的教学目标，选取教学方法，设计教学环节。教学方法可以采用基本教学方法，如集中讲授法、实验法、任务驱动法、演示法、小组竞赛法等，在具体选用教学方法时，应考虑教学内容和教学对象，如学习机器人基础知识时，对于小学生宜采用讲解法；而对于中学生则可以提供相关的素材，以任务驱动法学习。不同教材对教学环节的设计有不同的特色，但基本上都是围绕“提出任务-任务分析-互动学习-实践操作-交流合作-拓展延伸”这一流程来进行的。如在教学《活动5巡逻机器人》一课时，先设计情境，提出任务“社区物业管理每天都派出保安巡逻，保卫居民的安全，你能不能设计一个巡逻机器人？”，调动起学生参与的积极性及学习的热情。在学生情绪高涨的时候，我又提出这样的思考问题，“巡逻机器人应该具备什么样的能力？”，引出本课的学习重点灰度传感器的使用，师生互动学习。接下来根据所学的知识进行实践操作，即编写巡逻报警程序，学生进行交流合作，最后教师进行拓展延伸，“在日常生活中，灰度传感器还可以帮助我们解决哪些问题？”，引导学生进一步思考。

建立平等的师生关系和实时评价学生也是搞好课堂教学的必要条件。以信任、鼓励的眼光看待学生，放手让学生大胆去实践，在出现问题或困难时，积极地帮助学生、引导学生解决问题。机器人教学评价要注重学生的学习过程，评价方式不一定要采用常规的考试，可以从多角度进行评价，可以是一份设计报告，一个机器人实物，一个设想，还可以是学生活动过程中合作能力或精神，总之要多对学生多进行正面的、鼓励性的评价。

三、如何在教学中提升学生的创新能力

培养具有创新能力的人，是时代赋予教育的职责。事实证明，机器人教育是培养学生的动手和创新能力一个优秀载体，在教学实践中通过提问、评价和总结，引导学生积极思考，提出出解决问题的新方法，从而提升学生创新能力的发展。

1．通过“提问”诱导创新。“提问”是创新能力培养的关键，从不同的角度提问，启发学生思考问题的解决方法，诱导学生创新。同时要重视和引导学生的提问，站在他们的角度，理解问题的提出，从而挖掘问题的“闪光点”，鼓励其对问题进行再创造，力求达到“标新立异”的效果。如在学习完红外传感器后，教师提问“随着汽车的普及，交通事故频繁发生。假如让你来设计汽车，你会做哪些改进？”，问题一提出就有很多同学建议说：“如果在汽车前方加上红外线检测装置，当检测到前方有物体时就自动减速或者刹车，这样就可以减少甚至避免交通事故的发生。”2. 通过“评价”鼓励创新。在教学实践中，及时对学生的表现进行评价，可以使他们获得成就感，从而提高学生的自信心和学习机器人的兴趣，进而达到鼓励创新的目的。3．通过“总结”促进创新。在实践过程中要及时总结经验教训，引导学生讲述自己发现和存在的问题，让大家进行质疑、思考、讨论、提炼新的问题，可以促进创新能力的进一步发展。

四、如何处理教学与竞赛

在机器人竞赛日趋白热化的情况下，机器人的教学偏离了其原来方向，教学内容变得以竞赛为主，教学的对象变成“小众化”，机器人教学越来越成为为机器人竞赛而存在和发展。造成这种现象的原因有很多，如经费投入少、重视成绩、师资力量不够等等，通过以下策略可以缓解和处理教学与竞赛的矛盾：（1）加强投入，合理利用资源。配置实验室时可将教学机器人和竞赛机器人分开，合理配置硬件资源；另外还可以使用机器人模拟系统，完成机器人教学任务，以解决因资金的不足造成受众“小众化”。（2）加强机器人课程资源建设。机器人课程是一个全新的课程，课程内容、教学方法、评价检测等都很欠缺，加强课程资源建设可以促进教学和竞赛的发展，使得教学与竞赛相互依存，教学为竞赛打下基础，同时竞赛促进教学的开展，实现双赢。

总之，机器人的教学发展还处于初级阶段，教材、教法、资源等都还不尽完善，还有许多问题需要我们去探究，我们只有在教学实践中不断探索，不断发现、思考和解决问题，优化教学过程，使机器人教学为学生的全面发展打下良好的基础。

参考文献：

[1]李鸣华，机器人教育的教学设计，总第247期中国电化教育，2007,(8):98-101.

[2]彭丽文，对机器人教学的尝试[J].中小学信息技术教育，2004,(6):24-26.

[3]张剑平、王益，机器人教育:现状、问题与推进策略[J].中国电化教育，2006,(12):65-68.

[4]彭绍东，论机器人教育[J].电化教育研究，2002,(6):3-7.

作者简介：

孙涛，本科，中学一级教师，市骨干教师；程丽萍，中学一级教师，硕士，局优秀教师；吴海林，小学高级教师，本科，区骨干教师。