小学低年段开展机器人stem项目校本研究

李建生

【摘 要】乡镇小学低年段的机器人教学处于初始阶段，但发展速度较快，对于培养学生创造能力、创新意识与操作能力都有着重要的意义。这两方面的问题要求教师在教学中要从教学环境现状以及学生实际情况出发，合理进行校本教材的研究与应用。

【关键词】乡镇小学;机器人stem项目;校本研究

随着社会科技的不断发展，近十几年中全世界各地都掀起了一股机器人教学的热潮。与此同时，stem作为一种新的教育理念开始融入到我国的教学中，成为了我国近些年探索信息技术促进各学科教学内容、教学模式创新与发展的重要方向之一。乡镇小学的信息技术教学一直都是被忽略的一门学科，学生的信息技术水平与城市的学生普遍存在着差距。开展stem项目教学的校本研究有利于培养学生的综合素养，推动小学信息技术教育的改革。

一、机器人stem项目校本教材开发策略

Stem教育理念最早出现于美国，旨在教学中要将科学、技术、工程和数学四个领域看做是一个整体培养学生的综合能力。机器人课程教学是信息编程教学中的一部分，其教学目的是为了帮助学生了解现代化信息技术手段，培养学生信息技术能力。Stem项目教学与机器人教学的融合是新颖的教育理念和新颖教学内容的融合，满足了我国教育改革和发展需求。当前机器人stem项目教学存在以下两方面的问题：首先，教学环境有限，机器人教学需要的教具价格相对昂贵，许多乡镇地区学校无力承担。其次，小学低年级段的学生缺少机器人概念，操作能力较差。

这两方面的问题就要求教师在教学中要从教学环境现状以及学生实际情况出发，进行校本教材的开发。首先，教材内容应符合学生学习要求，符合小学生的认知能力。其次，教师要通过生活化教学情境激发学生对机器人的学习，帮助他们通过自主探究认识到感应器的作用，理解感应器与机器人实际运行中的联系。

二、机器人stem项目校本教学实施策略

（一）教学模式和教学环节分析

乡镇小学低年段的机器人stem项目教学应从学生认知规律出发，通过体验学习的方法让他们自己体会学习的过程，从反复的观察、尝试、实践、分析中感受知识，掌握学习方法。

体验式教学方法建立在合理的活动设计之上，教师需要结合逻辑性、趣味性要求设计教学内容与教学环节。具体教学流程如下：

第一阶段：教师创设情境，提出问题，学生对问题内容进行思考，带着问题去观察并进行实践的尝试。

第二阶段：在教师的指导下，学生根据现有的资源和工具进行实际动手操作，分析知识的原理与内涵，并在实践中进行不断观察与反思，发掘操作中对后续有用的信息和资源。

第三阶段：学生将了解和把握的内容转化为知识点，并在自己的脑海中初步形成新知识的概念以及知识体系。

第四阶段：教师与学生共同对本节课的内容进行综合和思考，实现思想、观点和认知的升华。

（二）实际教学案例探究

下面，笔者将具体展示《交通灯》这一课的教学。

学生特征分析：本节课教学针对的是低年段的小学生，他们活泼好动，无法长时间集中自己的注意力。但思维活跃，探究欲望较强。

教学目标：知识与技能目标：了解交通灯的原理，掌握交通灯中使用的电子模块。过程与方法目标：通过实践了解交通灯的工作原理，提高对所学知识解决实际问题的能力;通过小组合作提升合作意识与交流能力。情感、探究与价值观目标：产生对机器人技术的探究欲望，形成科学探究意识。

环节一：情境创设

教师播放交通灯工作的视频并提出问题：交通灯在我们的生活中十分常见，它保证了日常交通的规范，同学们知道红绿灯的规则吗？知道怎样设计交通灯吗？下面我们就进入到今天的学习中——交通灯。

设计意图：通过情境的展示点明主题，展开教学。

环节二：操作与反思

教师：搭建一个交通灯应该有哪几个部分？

学生：需要先搭建一个底部，然后在底部安装一根柱子，最后再安装顶部信号灯。

教师：搭建的交通灯可以自己亮起来吗？需要什么样的模块才能实现交通灯应有的功能？请同学们完成交通灯的搭建并进行讨论。

学生以小组为单位进行交通灯搭建，并思考交通灯运行所需的电子模块。

具体完成任务如下：

任务一：了解所需的电子模块

任务二：了解编程界面端口的匹配连接，了解控制台界面的测试功能。

设计意图：让学生对交通灯的构建和原理内容进行思考，完成设计方案，深入开展教学探究。

环节三：总结与思考

通过观察与思考学生应明确以下内容：交通灯的电子模块包括主控器与灯环;端口与主控器所接位置对应方法。

设计意图：明确本节课需要解决的问题，提高学生理论知识水平。

环节四：验证与应用

请同学们完成交通灯的搭建，并对搭建成果进行验证。

设计意图：将成果进行实际应用，提升学生实践操作能力。

（三）总结分析

在本节课学习中，学生掌握了交通灯的工作原理并进行了检验，实现了技术素养提升的要求，让他们有足够的能力开展接下来的学习，并获得更多的技能。同时，小组合作和探究的学习过程更适合低年级学生的学习要求，提升了他们的合作意识与合作能力。

总之，乡镇小学低年段机器人stem项目校本研究要从学校的实际情况和学生的需求出发，形成一系列科学研究方法，为日后的研究和创新奠定基础。

【参考文献】

[1]马艳军.STEM理念下的小学机器人学习活动设计[J].中小学数字化教学，2020（03）：62-65

[2]曾庆华.STEM教育理念下的机器人課程教学模式探究[J].信息记录材料，2019，20（12）：59-60