机器人沿线行走的STEM教学设计与应用

王海斌

摘要：随着新课改的发展和推进，当前我国的教育教学工作也迎来了全新的局面，得到了全面的进步。而且，在这一模式下，教师对学生的课堂学习能力、课堂学习水平、综合学习素养等看得非常重要。STEM 理念在当下小学教育界是热门话题。和传统的课堂相比，STEM 更多地强调学科之间的交叉融合，旨在通过跨学科教学来培养学生的综合能力，促进学生全面、个性化发展。

关键字：信息技术;课堂教学;机器人;STEM教学方法;应用措施

本文将结合以下几个方面对其进行论述与探讨：首先，教师需要利用视频教学的模式带入新课;其次，教师需要深入研究机器人行走的情况;最后，教师需要对机器人沿线行走的编译程序进行分析与探索，进而对其做出完善和优化，并让学生对其做出理解和掌握。

视频导入新课

教师在开展教学工作的过程中可以结合多媒体教学的方式对学生进行引导与培养。通过该方法可以让学生在学习相关知识的时候跟能提起兴趣，以及更能带动起个人的学习热情。对此，教师可以利用视频导入新课的方法对学生进行教学。在此基础上，教师需要对课程内容进行相应的编辑与策划，以此为学生提供一个良好的课堂学习环境。

例如：教师在教学的时候，可以通过分步骤教学的方法对学生进行引导。在此，可以将教学内容氛围三大部分。第一，教师需要通过播放一段动画片来提高学生的注意力，抓住学生的课堂学习兴趣。如，教师可以在课堂上播放关于机器人的动画《机器人总动员》。通过这一影片内容让学生观看机器人在虚拟世界中的强大。第二，教师可以给学生展示一组灰度传感器的照片。以此让学生了解，机器人沿线行走的设计离不开灰度传感器。这样，学生在后期的学习过程中会对其加倍重视，且会对灰度传感器有一个简单的了解。第三，教师需要鼓励学生对灰度传感器进行编写。而且需要学生应用自己已经学过的知识内容对其进行设计。在设计的過程中教师可以告诉学生，先不要考虑能力的问题，想考虑想法的问题。在想法成熟之后，再去提高自己的设计能力。这样，学生会将所有的精力都集中于如何编写灰度传感器上。

深入研究机器人行走情况

为了有效的强化学生的学习能力，以及带动学生对于沿线行走机器人的设计水平，教师需要对学生进行相应的教学与引导，并且要让学生懂得如何利用灰度传感器，以及如何在机器人沿线行走的过程中对其运动轨迹进行合理的设计与编写。这样，不仅能够让学生对机器人有一个全面的了解，还能让学生在设计的过程中逐渐明白灰度传感器的编写方法与编写理念。

例如：教师在对学生进行机器人行走情况的教学过程中，需要对学生进行三个方面的重点教学。第一方面为：教师需要让学生对机器人沿线行走的运动做出分析与研究，并且需要让学生结合机器人在行走过程中说应用的黑线，以及灰度传感器的感光值展开相应的研究。其目的是为了有效判断灰度传感器的感光值能否反映在黑线上。第二方面：教师需要让学生进行编程的编写，还需要对其对比值进行分析与研究，进而得出需要多少以及如何识别黑白对比值等方法。第三部分：教师需要对学生进行机器人的启动实验。在实验的过程中，重点要对机器人的黑线感光值以及白线感光值做出深入的情况研究，进而分析其行走的状况和感光值的准确性。最后，在完成上述任务之后，教师可以让学生对机器人的沿线行走进行黑线行走测试，进而分析其中的问题。

完善运行程序，编译运行内容

在设计过程中，机器人的行走方式必然不能都是直线，而是需要有拐弯，曲线等特征的表现。在此，教师可以鼓励学生利用合作探究的方式对其进行分析与研究，进而总结出一套更好地运行程序对其做出完善和优化。这样，学生所编译的内容就会更加全面，且漏洞也会更少。而且，在这一过程中，也是学生不断实践、分析和再实践的过程。该方法能够有效地带动学生的人机交互能力，且可以逐渐帮助学生建立起一个科学的研究态度。

例如：教师在教学过程中，需要通过以下三种方法对其进行设计：第一是在设计的过程中出示曲线图路线计划，进而从机器人本身的硬件设施上做出曲线研究与弧度的抓取，为后期的稳定运行打下扎实的基础。第二是捷爱士需要结合学生所编写的程序对其进行程序的下载与创设。然后将之融合在机器人当中进行应用。在应用的过程中，学生能够直接的观察到自己编写的程序到底有哪些不足之处，该方法可有效推动后期试验和调试的效率与质量。第三是教师需要对机器人沿线行走的应用方法进行讲解。如，让学生知道在扫地机器人、自动泊车机等都应用了机器人沿线行走的技术。

结束语

二十一世纪的竞争，归根到底是人才的竞争。我国科学家钱学森面对当时中国的落后，曾经发出了“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才”的叩问。时隔多年，我们的教育一直在不断发展和进步，在STEM理念的指导下，通过整合科学、技术、工程和数学这四大领域的学科知识，可以为社会培养创新型人才，推动我国迈入创新大国的行列。

参考文献：

[1]柏林.融合STEM理念的小学机器人教学研究——以“机器人沿线行走”为例[J].华夏教师，2018（35）：74-75.

[2]卢晓琦，秦健.基于STEAM理念的小学机器人项目教学实践——以LEGO机器人“驾考宝典”项目为例[J].中小学电教，2018（Z2）：76-79.