关于乡村小学机器人教学的思考

【摘要】创客教育是一种融合了信息技术的新型教育模式，旨在培养学生的动手能力、创新能力以及思维能力，让学生在实践中学习、成长。机器人教学是培养学生动手能力、创新能力以及思维能力的有效手段。它让学生们基于对机器人的理解，结合信息技术特点和自身的想象来进行创造，从而更好地实现技术创新，对于学生未来的成长很有帮助。虽然机器人教学已经成为创客教育的领跑者，但在乡村小学开展机器人教学依旧面临着困难。对此，文章提出了机器人教学在乡村学校的实践与思考。

【关键词】机器人教学;乡村小学;创客教育

作者简介：潘学友（1982—），男，江苏省仪征市新集中心小学。

一、相关概念的界定

谈到机器人教学，就离不开创客教育。“创客”一词来源于英文单词“Maker”，是指基于兴趣与爱好，努力把各种创意转变为现实的人，尤其是指那些能够利用互联网将自己的各种创意转变为实际产品的人。创客教育是融合了信息技术，旨在培养学生的动手能力、思维能力、创新能力，让学生在做中学，在项目中学习，在不断的探索中提出问题、分析问题、解决问题，从而提高综合能力的一种教育模式。机器人教学是创客教育的重要组成部分，是指教学生设计、组装、编程、运行机器人，能有效激发学生学习兴趣，培养学生综合能力的教学。将机器人教学引入乡村小学，不仅会带来教与学的改革，而且还会促进学科的融通和创新。机器人教学将给小学的信息技术课程增添新的活力，成为培养小学生综合能力、信息素养的优秀平台。

二、乡村小学机器人教学的背景分析

在国家大力推进现代化教育的同时，特别是《教育信息化2.0行动计划》发布后，乡村小学的教育教学装备也有了很大的改善。随着创客教育的不断创新和发展，近年来各级教育部门对创客教育也愈发重视，投入力度也越来越大。机器人教学是教育改革的大势所趋，是教育信息化的发展要求，很多小学都将机器人教学引入课堂。

在乡村，机器人教学还没有得到广泛重视，家长、老师、学生对机器人教学的了解也很少。教师往往是从相关的赛事中简单了解到机器人教学的，很多学校因为机器人教学的准入门槛、设备、师资等相关问题而无法开展教学。学生对机器人教学非常感兴趣，但没有课程开设，也无法进行学习。很多学生家长对于机器人教学的认知较少，认为这种教学内容对于孩子的未来没有实质性帮助，所以也并不重视和支持孩子学习机器人。这些因素阻碍了乡村小学机器人教学的开展。目前，学校机器人教学的实施主要依赖于部分信息技术教师，教学模式主要是“以赛促学”。

三、在乡村小学开展机器人教学存在的问题

（一）过分重视成绩，忽略了学习过程

乡村小学开展机器人教学，旨在实现地区教育跨越式发展。在机器人教学过程中，培养学生的创新思维以及动手操作能力才是关键，但是很多乡村小学教师却忽略了这一点。如今各级各类的机器人大赛如火如荼，很多教师为了让学生参加比赛，取得好成绩，并没有按照课程的标准和目标来开展教学，仅仅是以参加比赛为目的进行教学，急于求成，没有考虑学生的实际能力，在教学过程中直接讲解自己制作设计的机器人结构和原理，让学生们在竞赛中直接照搬设计，甚至帮助学生编写好程序，让学生带进赛场，这样会打击学生的参与积极性。还有一些乡村小学教师在开展机器人教学时，为了保护机器人资源，不让学生们去触碰、操作机器人，只是开展理论教学，为学生们进行相应的展示，让学生们进行理论知识上的理解。这样的教学模式忽略了实践过程，无法让学生们在操作过程中理解和掌握机器人制作的理念、过程以及相应的技术应用条件等，无法达到培养学生创新思维以及实践操作能力的教学目的。除此之外，这种教学还会降低学生们对于机器人学习的兴趣，影响乡村小学机器人教学的进展。

（二）小学机器人教学活动流程形式化

小学机器人教学活动设计流程过于形式化，一般都是教师首先简单讲解机器人的相关知识和操作技能，然后下达需要完成的项目任务，指导学生或由学生自主进行简单的编程，之后让学生运用编程操控机器人完成项目任务，接着教师启发学生联系生活发挥想象力，确定想要完成的项目，重新进行编程，指挥机器人完成自己想要完成的项目任务，把想法制作成作品，最后组织学生相互交流分享自己的创作成果。表面上看，这样的教学流程设计结构完整，行云流

水。但是仔细审视，会发现这样的流程设计过于程式化，缺少让学生自由发挥的空间，无法充分发挥学生的想象力和创造力。究其原因，一是农村小学机器人教师在实际教学活动设计时缺少科学的理念指导;二是机器人教学往往没有系统的教材，很多教师只能引导学生按照产品说明书和简单的项目进行学习，无法有效地培养学生创新创造以及动手实践能力。

（三）学生动手能力和创造力的培养效果一般

目前农村小学机器人任课教师在教学活动中使用的教学方法还是以讲授法和任务驱动法为主，教学活动设计并不能很好地适应机器人教学的个性特点。机器人教学与传统的信息技术以及科学课程的教学不同，机器人教学更注重培养学生的动手能力和创新意识，并且知识内容更加多元化，往往需要运用多学科的知识。但是在实际教学当中，很多的乡村小学教师没有意识到基础的理论教学和技能展示对于学生动手能力和创造力的培养并没有明显的作用，还是侧重使用讲授法，将教学重点放在了知识講授上，给学生们的实践操作时间和机会较少，这导致学生没有办法真正地在实践中进行创造，在动手中完成创新。另外，有一些农村小学机器人任课教师虽然进行了任务驱动教学，但还是把学习任务的设定放在了理论知识学习上，没有给学生们布置相应的实践操作任务，大部分情况下还是以教师操作为主，然后让学生们进行模仿操作。这样的教学模式使很多学生无法有效进行机器人操作和创造，从而导致学生动手能力与创造力培养效果不佳，影响到了农村小学机器人教学的开展。

四、在乡村小学开展机器人教学的几点思考

（一）做好机器人教学的内容选择

在为小学生们选择机器人编程程序时，教师可以选择VEX IQ机器人的Easy C+编程。VEX IQ机器人的Easy C+编程软件可以根据学生的逻辑思维和抽象思维发展特点来逐渐增加内容难度，对于学生思维锻炼和创新能力培养有很大的作用。同时，因为VEX IQ机器人运用的是特殊版的C语言编程，所以可以为学生今后学习计算机知识打好基础，有助于学生今后在计算机编程以及机器人创造方面的发展。而且VEX IQ机器人的Easy C+编程教学成本较低，极易推广，现在每个学校基本都有微机教室，所以此编程的硬件条件非常容易满足。但VEX IQ机器人的Easy C+编程具有结构化和严谨化的特点，对学习者有较高的要求，一旦一个部分出现了错误，整个程序都会失败，这对于小学生而言是一种挑战。

（二）强化机器人课程建设

机器人教学应该和现在的基础课程教学改革相联系，机器人教学的开展离不开课程建设，特别是乡村机器人教学的开展更离不开课程建设。当前的机器人教学是为各项比赛而开展的机器人竞赛指导，使用的教材不够规范，没有统一的课程标准，缺乏相关专家的参与、指导、协调，而且在课时上也无法保证，只能利用兴趣小组、社团等形式开展，缺少相应的组织保障。因此，作为乡村学校，在加快学校机器人教学发展的基础上应强化机器人教学的课程建设，确定统一使用相关机器人教学教材，安排相应的课时。学校还应该要求教师做好相关的教学方案设计，对于机器人教学应该从简单到复杂，逐步让学生们适应学习难度和操作难度，继而帮助学生真正理解和掌握相关知识和操作技能。例如，可以从简单的机器人搭建开始进行教学，逐步教授齿轮配比、杠杆搭建、摩擦力计算等相关知识，再到教授机器人程序编程等，让学生逐步掌握机器人知识。

（三）注重专业化的师资培养

乡村机器人教学的发展离不开师资的完善，要完成和实现机器人教学的任务，相关教师必须具有专业知识，这是机器人教学的重要保障。但如今很多机器人教学的教师是由信息技术教师担任的，这些教师由于机器人专业知识不强，只能对理论知识进行简单讲授，再让学生自主探索。而要上好机器人课程，引导大部分学生掌握机器人的理论知识和实践操作能力，教师必须要有专业化的知识。乡村小学应该安排机器人课程教师定期去到发达城市进修，和相关的高校或者是具有丰富的机器人教学经验的中小学校进行合作，开展交流活动，从而使得乡村机器人任课教师可以在不断的交流中实现自我能力和专业素养的提升。这样才能够培养出专业的机器人任课教师，给学生们带来更专业的机器人教学。

（四）注重学科融合

机器人教学的到来为信息技术课堂注入了新鲜的血液，同时融合了数学、音乐、美术、科学、劳动技能等学科知识，能促进学生德、智、体、美、劳全面发展。教师应该根据素质教育的要求，注重学科融合，在教学过程中不断提升学生的科学素养。机器人课程的开发是基于各种项目的，教师应设计多个项目，并且让不同项目侧重融合不同的学科。例如，制作机器人机械臂模块，教师可以将此内容与科学课、劳动技能课深度融合，让学生对杠杆原理、齿轮传动等基本科学原理进行了解并运用，从而将机械部件制作成实用的装置。再如，在编写机器人转弯小程序时，学生要考虑运用左右马达的转速来实现转弯，根据弯度的大小反复调试，这些都要运用到数学知识，教师就可以结合相关的数学知识进行讲授。教师要以教学为基础，以创新为主体，建立一个集教学、学科融合、比赛为一体的“三位一体”的教学模式，并以此辐射带动机器人在各个学科中的应用。

（五）落实小组合作学习

1.科学合理分组

就目前而言，我国大部分乡村小学机器人社团的学员年龄跨度大，有少部分是零基础的低年级学生，大部分是有一定机器人基础和比赛经验的高年级学生。他们在机器人搭建能力、计算机应用能力、逻辑思维能力、学习编程能力等方面都存在一定的差距。因此，作为机器人指导教师，在前期学习基础知识的过程中，要分析学生的学习能力和性格特点，采取以老带新、强弱搭配、性格互补、男女搭配等方法，将学生分为3—4人小组，尽量实现优势互补。经过一段时间的学习和磨合，采取民主选举和教师建议相结合的方法推选出小组长，便于活动的开展和学习反馈。科学合理分组更有利于学生发挥自己的优势，相互学习，共同进步。

2.注重过程性评价

教师可以以小组为单位，结合学生平时的学习和比赛情况，开展过程性评价。并且利用学生自我评价、小组相互评价、教师选择性评价相结合的方式，填写小组活动评价表、学生活动评价表，积极评价、激励学生。期中、期末还可以开展小组竞赛，采用大赛比赛规则进行单个项目的考核，通过阶段性检测来了解学生的设计、搭建、编程、调试等各方面的能力。教师通过以上评价机制可以改变目前机器人教学评价中过于单一的问题，以多元评价促进学生科学素养和综合能力的提升。

（六）鼓励学生写学习日记，建立交流学习社区

1.鼓励学生写社团日记

在機器人学习过程中，学生遇到的问题往往是多种多样的，而辅导老师无法及时帮助所有学生解决每个问题，这个时候就需要学生通过社团日记来记录下学习中遇到的各种困惑和问题。在活动之后，教师可以通过社团日记来有针对性地对教学流程进行修改，以及对学生进行指导。与此同时，学生能够通过日记积累经验，从而为日后的深入学习打下扎实的基础。因此，乡村小学机器人任课教师应该鼓励学生们写学习日记，以此来促进乡村小学机器人教学的发展。

2.建立交流学习社区

乡村小学机器人任课教师应该帮助学生们组建社团QQ交流群用于技术交流。学生通过QQ群相册上传社团日记，交流学习心得，分享自己的小创意以及小成果，能有效促进问题的解决，实现更高效的学习。机器人学习更多的是经验学习而非知识学习，学生之间的经验分享尤其重要。学生在学习社区中获取经验，有利于知识的积累和能力的提升。

随着基础教育信息化2.0行动计划的实施，机器人教学会越来越普及，在学校中开展机器人教学是大势所趋。在机器人教学中，教师注重培养学生的学习兴趣、合作学习意识，可以大大提高学生的学习效率，有效培养学生的创新实践能力。

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