中小学机器人教学课程实践研究

中小学机器人教学课程实践研究摘要：机器人是科学技术快速发展的产物，而随着科学技术和信息技术的不断发展，机器人逐渐被应用到越来越多的行业领域中。在教育行业应用机器人教学仍属于新鲜事物,还面临着许多的问题,需要进一步的发展和完善。关键词：小学信息技术；机器人教学；在信息技术新课程标准背景下，小学机器人教学活动的存在方式已不仅仅是少数人的兴趣活动，机器人教学活动的主要目标除了普及机器人科学知识以外，更重要的是在问题解决过程中培养学生的计算思维，提升信息素养。机器人教学作为小学信息技术教育的新载体，机器人教育一定程度上体现了信息技术的核心价值，也必将给信息技术教育带来新的活力。1.小学信息技术应用机器人教学的现状在机器人教育这股浪潮中，不同地域的学校，开展教学的课程项目受到硬件资源配置、教学资料缺乏和师资配置等问题限制，没有完善的课程体系，教学内容一直是零散杂乱状态，课程内容缺乏层次性、衔接性和科学性。但是在部分小学中很多教师还是在积极的实践和探索机器人教学的有效策略。就目前的机器人教学现状分析，部分小学学校在主流教材的选择上还存在缺陷，教材中关于机器人教学的单元和内容不够详尽和完善，对教学活动的安排和实施是有影响的。机器人教学需要有专业的教师队伍支持，但是部分学校的信息技术教师在机器人教学技巧以及核心要求的把握上都还有较大的提升空间。从学校层面来看，没有完善的信息技术培训机制，并且在各种教学资源的配置上也跟不上学生的学习需求。这些都让机器人教学的开展和落实阻碍重重。2.小学信息技术应用机器人教学的内容选择根据机器人活动小组或社团里学生的不同认知能力和知识层次，以最终培养学生信息素养为目标导向，有针对性地设计从科普到竞赛完整的课程体系，课程体系里的每一个阶段课程教学目标明确并具有可实践性。主要分为以下六个阶段：（一） 启蒙阶段：机器人力学结构本阶段课程主要内容针对于小学三年级上学期学生的认知能力设计。通过分析、讨论和搭建生活中常见的不同机械装置的结构与功能，培养学生的动手能力、想象力、观察力，重点培养分析和逻辑思维能力，为后续课程做好铺垫。（二） 入门阶段：机器人动力机械入门阶段课程主要内容针对于小学三年级下学期学生的认知能力设计。通过不同的主题，设计搭建出生活中常见的动力机械结构，让学生掌握相关的物理等方面知识，在动手实践中提高自己的科学素养。（三） 基础阶段：机器人趣味编程本阶段课程主要内容针对于小学四年级上学期学生认知能力设计。通过Scratch图形化编程软件并结合Micro:bit平台，让学生初步认识机器人的控制与操作原理，并学会如何使用Scratch图形化编程在电脑屏幕设计出自己的软件作品，同时学会实现自己对Micro:bit开发套装器材的控制，从而完成老师指定的活动或任务，增强学生动手能力、探究思维和程序化解决问题的思维，逐渐形成计算思维。（四） 强化阶段：机器人竞赛基础本阶段课程主要内容针对于小学四年级下学期学生的认知能力设计。通过对各类机器人竞赛的了解，和一些特定场景与应用，设计搭建合适的机器人，并能够对常见的相对复杂型机器人竞赛进行抽象、简化，学生能够经过系统学习机器人操控语言后，用搭建好的机器人通过程序控制完成简化模拟的机器人竞赛或主题任务。让学生在模拟实践中建立起初步的竞赛分析思维，同时提升结构设计、观察分析和逻辑思维能力。（五） 进阶阶段：机器人竞赛编程本阶段课程主要内容针对于小学五年级上学期学生的认知能力设计。通过Scratch图形化编程软件和RoboEXP机器人快车软件的相互对比学习，充分利用学生自身的知识迁移能力，提高学生对机器人编程的进一步认识，建立起问题抽象、分解、表现等计算思维分析能力，强化编程能力培养，为后续C语言程序设计打下良好的基础。（六） 竞赛阶段：机器人综合竞赛本阶段课程主要内容针对于小学五年级下学期及六年级学生的认知能力设计。本阶段主要是针对经过前面五个阶段完整学习过后，具备一定的结构设计搭建能力、编程能力的学生冲刺机器人竞赛而展开教学活动。通过分析竞赛规则、分解竞赛任务、设计竞赛任务策略、竞赛任务解决方法实现等步骤提升机器人竞赛水平。使学生掌握机器人各类知识和技能的综合运用能力。3.小学信息技术应用机器人教学的策略研究（一）重于激发学生的学习兴趣小学生由于年龄小，对新鲜事物充满了好奇心，机器人教学本身又有挑战性，所以学习兴趣高涨，他们勇于去实践，去创新，因此，智能机器人在小学课堂中可探索的空间非常大，但是，在小学机器人教学中，又由于孩子们年龄小，对事物的认知水平不够，所以，对孩子们的要求不能太高，活动过程中的管理不能放养，教学中应该从最基础的智能机器人的搭建开始学习，激发学生学习兴趣在浓厚的学习兴趣当中，激发他们的求知欲，由简变难，逐步发展成为编程学习，在编程中体味自己编辑程序的快乐，让学生在轻松快乐中学习，去循序渐进。（二）善于利用学校社团教学的优势小学开设机器人社团，报名的人数多，学校的微机室空间有限，机器人辅导员可以在学生报名的基础上再次选择，争取汰劣存优，挑选出具有一定天赋的学生进行训练其次、社团教学活动可以增加家长的参与度，加强了家长对智能机器人更深层次的了解，一边家长和学生共同学习共同成长，甚至学生在社团活动中的一些不理解的知识点家长都可以进行适当指导，加深学生印象，学生也更容易掌握知识点。最后，社团活动中，教师设计一些简单的内容，增加学习的乐趣，增强学习的氛围，还可有循序渐进适当的增添一些障碍物，增加学习难度，或者将学生分为几个小组，单独训练，达到分层提高。（三）开发学生的创造思维智能机器人编程，我们要求学生起初是按照老师编好的程序去跑，但随着教学的深入，学生对编程的了解，逐渐不要求学生完全按照老师的要求，或者根据老师制定的路线完成作业，而是要求学生能够根据自己所有的智能机器人的知识，主动思考提出自己的独特的想法，主动设计完成一些别人没有完成的动作，积极思考，勇于创新，提高动手能力。本着开发学生的创新思维能力为目的，满足学生产生好奇心和求知欲的这个要求，激发学生的学习机器人的兴趣。结语总而言之，小学信息技术拥有机器人教学需要教师和学校正确认识机器人教学对学生成长发展的促