基于STEM教育理念的机器人教学实践探究

仲建龙

素质教育以及新课程改革要求教师培养学生的创新意识和综合素养。为此，教师应在STEM教育理念的指导下对机器人教学进行改革和创新，以培养学生的综合素养。本文拟对基于STEM教育理念的机器人教学实践进行简要分析。

STEM是一种较为先进的教育理念，强调把科学、技术、工程以及数学教育结合起来，解决更多的实际问题，有助于培养学生的创新能力以及综合素养。因此，教师应该将STEM教育理念应用在机器人教学当中，创新教学方式，培养学生的综合素养。

一、STEM教育理念的概念

STEM是科学、技术、工程和数学这四门学科的结合。科学是认识世界和解释世界的客观规律;技术和工程是改造世界，解决实际问题;数学则是学习技术和工程的基础。STEM教育理念强调要培养学生的科学素养、技术素养、工程素养以及数学素养，让学生能够利用一定的科学知识解释自然界中的现象和客观规律，让学生掌握使用技术和评价技术的能力，让学生理解工程的开发设计，让学生解决数学问题。

在小学中应用STEM教育理念，主要是为了培养学生的综合素养以及创新能力。比如让学生对重力等物理知识进行探究，培养学生的科学素养;让学生对机器中蕴含的科学知识进行评价、让学生尝试着编写机器人的程序，培养学生的技术素养;让学生学习如何画简单的机器人编程图，培养学生的工程素养;让学生测量机器人以及斜坡的长度，并尝试计算机器人在完成某项任务时所需要的时间，培养学生的数学素养。

二、部分小学机器人教学现状

随着科学技术的发展与普及，机器人已经逐渐深入小学教学中。主要内容是让学生了解机器人的结构，并让学生动手组装机器人，从而培养学生的实践能力和创造能力。但是当前小学机器人教学仍存在一定的问题，比如没有完全普及机器人教学、师资力量薄弱、忽视学生的能力培养等。因此，教师应该在STEM教育理念的指导下对机器人教学进行改革。

三、基于STEM教育理念的机器人教学实践

（一）加强资源整合激发学生兴趣

教師应该对STEM教育理念进行深入研究，更新教学理念，坚持以学生为本的教学理念。在机器人教学中，应充分发挥学生的主体作用，给予学生充分的思考和探究时间。教师还应该对各个学科的特点进行探究，将学科有机结合。比如教师可以对机器人中的科学资源、技术资源、工程资源以及数学知识加以整合，让学生了解到更多的知识。此外，还应该利用情境教学进行导入。比如教师可以利用多媒体设备播放关于机器人的视频，让学生感受到机器人在生活中的价值和作用，激发学生对机器人的兴趣，调动学生的学习积极性。

（二）引导学生进行体验式学习

体验式学习是STEM教育理念中的重点。学生在体验式学习中能够理解知识的深层内涵。因此，教师要以学生的认知规律为依据，引导学生在观察和体验中形成对机器人所含知识的认识和理解。首先，教师可以为学生创设一定的问题情境，让学生带着问题去探究机器人，这样有利于提高学生的主动性。其次，教师可以多组织一些机器人制作大赛，让学生利用一定的材料设计和制作机器人。学生制作的机器人种类多样，甚至可能比较奇怪，教师不应急于否定学生的设计，而应先让学生阐述一下自己的设计思路，然后再从多方面对学生的设计进行点评。通过亲身体验，学生就可以将所学的理论知识应用在实践中。这不仅能培养学生的科学素养，还能培养学生的技术素养及工程素养。

（三）引导学生进行合作式学习

STEM教育理念强调合作学习，认为让学生进行合作学习能够更好地实现教育目标。因此，教师在进行机器人教学时，应引导学生进行合作式学习。首先，教师应该对学生进行科学分组，比如把思维活跃的学生和程度不太好的学生放在一组，这样有利于带动程度不好的学生学习。分组之后，教师还要根据每一个学生的实际情况明确学生的分工，比如可以让程度比较好的学生研究机器人的整体构造，让程度不太好的学生研究机器人的零部件。这样，不仅能让每一个学生都参与到机器人教学中，也能让学生从交流中加深对机器人的了解，从而培养学生的综合素养。

（四）加强教学总结和反思

STEM教育理念强调教学总结和教学反思。因此，教师应该重视教学总结和反思。教学总结和反思主要分为三个步骤，自我总结、小组总结、教师总结。在学生自我总结当中，教师可以问学生：你们在研究机器人时发现了哪些问题呢？你们在制作机器人的过程中遇到了什么困难呢？这样可以引导学生进行自我反思。通过总结和反思，能够让学生和教师发现教学中的问题，有利于提高教学质量、培养学生的综合素养。

在STEM教育理念的指导下，教师在进行机器人教学时应该尊重学生的主体地位，引导学生对自己的学习过程进行反思和调控，提高学生的综合素质。

【甘肃省教育科学“十三五”规划2018年度课题 “小学机器人教育学生创新能力和实践能力的研究”阶段性成果，立项号GSZ[2018]GHB0903】

【作者单位：临洮县第一实验小学  甘肃】