初中机器人教育中存在的困境及改善对策

曾犇

摘 要：我国初中学生普遍存在动手能力较弱的问题，这对以后的成長十分不利，各大学校根据这一状况开展了一系列机器人教育课程，但是由于我国还处于萌芽时期，其中有很多问题还一直存在着，提出改善对策。

关键词：机器人教育；困境；改善对策

虽然初中机器人教育存在着许多困境，但这都是暂时的，随着科技的发展，我们应该运用什么对策来应对呢？

一、初中机器人教育在教学中存在的困境

1.我们先列出一张结合图，在我国的初中机器人教育当中，并没有进行信息技术和劳动技术等技术方面的融合，导致我国中学生普遍动手能力很弱，无法进行真正的深入融合。

2.我们在教学当中，要正确对待教学观念，进行开放式教育，因为机器人教学中，学生才是学习的主体，他们所面对的是一个个活灵活现的机器人，只有让他们产生高昂的兴趣，才能进行更好学习，因为科学的探究并不是40分钟就可以完成的，要求学生有主见地进行学习，虽然科学的答案没有唯一，但是要在聆听他人建议时不能忽略自己的意见，从而在互补中提高自我。

3.科学探究活动都是从简单到复杂这么一个循序渐进的过程，所以老师也应该按照这个过程，放手来进行教学，从而使学生度过从生疏到自我完成的过程，在探究中不断提出问题，进行猜想和预测，从而完成一个从探究到结束的过程，目的是要让学生灵活掌握实践教学所教的知识，在探究教学中，我认为老师应该注意下面几个问题。首先，教学中要在开始阶段就对学生进行各种发散性思维问题的提问和训练。第二点，要让学生在活动过程中进行大胆设想，对问题做出多种预测。第三点，学生自己解决问题，在解决问题之前引导他们对实践先进行计划的考量，然后动手。第四点，让学生进行观察实践和记录的结合，每次实践结束后都可以在本子上看到第一手的计划资料和完成的记录。第五点，老师的目的是引导而不是手把手教育，引导学生自己得出结论，而不是直接强加给学生。活动结束后，进行一次综合研讨，从而在所有人发表过自身经验和意见后让他们进行自我的升华。

4.在探究活动为核心的机器人教育过程中，老师不能用以往死板执教的办法来教育学生，教学应该是以引导学生活动为目的，因为在这样的环境下，学生的发散性思维可以得到广阔空间来进行提问，在这样的情况下，老师也会在课堂上进行自我的升华，同时可以推动课堂向着科学性和创造性来进行发展，才能使教学更加有意义，同时使教学更加灵活。

5.每个人都有不同的兴趣，老师应该因人而异进行教育，有学生喜欢动手，并且希望多多参与，那么老师更加应该激发他们的兴趣。我们要积极了解学生自身的意愿，根据不同的学生进行不同的任务布置，因材施教，例如有些学生可能理论知识比较强，那么就要进行平衡的教育，不要取长补短，从而扼杀他们的好奇心，每个学生都要给他们相同的机会，鼓励他们提问、实践。

6.机器人教学课程的评价，目的是促进学生的发展，我们应该重视学生在实验过程当中的评价，客观记录学生的具体情况，不要用标准化的评价。倡导用档案袋的形式来记录学生情况，课堂当中的各个细节都记录下来，例如学生的课堂回答，学生的课堂问题等。最后用学生的作品、论文等作业形式，加入到最终的评价结果当中，记录学生的进步和表现，从而利用客观的事实进行比较，进步就是最好的评价。

7.教师让学生自己通过反思自我的学习情况，来对学校进行评价，由家长进行组织监督和视察，从而使老师在教学当中可以更加有针对性，成为学生的“朋友”，来掌控学生的学习节奏和自身的教学节奏。

二、机器人教育实践中的对策

可能在机器人教育中有许多案例，在这里我们挑出来一个针对性分析。实践中改善教育中存在的困境。

1.我们找到的案例是齿轮的速度探究学习。我们的教学任务是如何改变齿轮转动比来影响机器人运动的速度，从而来研究机器控制变量。在这里我们准备了坦克车、胶带、卷尺、秒表、乐高零件等材料，然后我们对坦克车进行两边履带和轴承的去除，把驱动的轴向后两个轴孔，最后把两个轴用轴进行连接，把拖拉机轮胎放在自由活动的轴上，两个宽大的轮胎放在驱动轴上，保证了坦克车可以进行直线行走。

然后将坦克车拿到我们的程度编码旁边进行程序上的编程，在地板上进行画线，把机汽车放在线的后面，然后我们运载程序，看看机器人在三秒内可以行驶多远的路程，进行记录，拿到数据看向老师并接受老师的提问：“动轮在转动一圈的同时，主轮转动了多少圈？”“汽轮的转动比例是多少？”这样的问题来让学生进行回答。

2.上述问题回答完毕后，进行第二个改动。在坦克车上卸载驱动轮，拿出马达上常用的24齿齿轮，换入8齿齿轮，轴上的24齿齿轮换成40齿齿轮。然后运作程序，测出机器人在3秒后行走了多远，然后把这第二个实践的数据填入我们的工作表格中，回答老师的问题如“齿轮转动比是多少”“动轮在转了一圈的同时，主轮运动了多少圈”。

3.下一步我们在轴上进行安全轴套，两边都放上一个24齿齿轮和轴套，然后把驱动的轮子放入新的轴上，让打齿轮成为一个惰轮。然后把机器人转一个方向，运作同一个程序，测量3秒内移动的距离是多少。把数据填入表格当中，回答老师的问题：“动轮转一圈的情况下，主轮转动了多少圈”“齿轮的转动比是多少”回答过后，我们的试验结束来进行下面的数据分析。

4.我们的表格填写完成后，老师进行统一的指导和研究，在下面几个问题中开始抢答。第一个问题，哪个实验中的机器人速度最快；第二个问题，哪个实验中机器人速度最慢；第三个问题，第一个活动的机器人速度是第三个实验中机器人速度的几倍；第四个问题，在第二个实验中和第三个实验中他们的齿轮转动比之间又存在着什么关系。这样的问题学生进行回答会有事半功倍的效果。

5.上述活动做完之后，如果时间充足，教师可以和学生进行一个小小的拓展试验，把马达上的大齿轮来带动轮子上的小齿轮，效果会是什么样子呢？答案是：速度会非常快，但是力矩会降低很多。这样就完美带动了整个课程的节奏，课程也会变得丰富多彩。

6.在机器人的教学活动当中，学生花费的精力是十分巨大的，如果经常在日常生活中给学生进行机器人教育的任务布置，他们往往会利用好几个月的时间来进行自我意志的磨炼，如果遇到比赛，学生的积极性会变得更大，失败了他们会想着如何重回赛场，不服输的精神也会激励着他们，同时获胜的那一刹那，他们夸张的肢体语言激动的泪水，会认为赛前准备的一切都是值得的，极大增强了他们的上进心和自我的骄傲感。

7.通过利用坦克车机器人作为工具，我们在实践中学到很多初中基础物理知识，基础数学和机械制造知识，让学生直观应用了齿轮、力矩、转速、时间、速度和距离之间的关系已经一些概念的运用和转变，迅速帮助学生理解和领悟各个知识点，从而在生活中实践，有意义体验科学探究过程的乐趣，培养了学生的兴趣和学习能力、动手能力。

在这个信息社会，中学生必须要学会独立进行自我的实践操作能力并积累经验，通过一系列的教学，通过自我的动手来解决问题，智能机器人课程教学的引入，是当代教育的一股新潮，想办法让我们的教学适应社会，适应机器人教学，从而做出改变，从而让中学生的机器人教育更加完整。

参考文献：

[1]赵善蓬.论机器人教育在初中教学中的价值[A].现代教育教学探索组委会.2014年3月现代教育教学探索学术交流会论文集[C].现代教育教学探索组委会，2014：2.

[2]张国民.虚拟机器人在中学教育中的应用研究[D].浙江师范大学，2009.

[3]孙媛媛.中小学机器人课程的研究与开发[D].首都师范大学，2006.

编辑 孙玲娟