“變形金剛”走進(jìn)科學(xué)課堂——小學(xué)機(jī)器人校本課程建設(shè)探索

江蘇省南京市金陵中學(xué)河西分校 馬曉寅

21世紀(jì)高科技的集成體毫無疑問是智能機(jī)器人，它是科學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)、電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)、人工智能、通信等等的融合。目前，很多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)開始開展智能機(jī)器人比賽，以此促進(jìn)創(chuàng)新教育。機(jī)器人教學(xué)的優(yōu)勢是既可以迅速傳播信息，也可以增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新思維。提高學(xué)生的動手能力、協(xié)作能力、綜合素質(zhì)等等。

一、小學(xué)機(jī)器人課程開展的重要性

1.小學(xué)機(jī)器人課程開展對小學(xué)生學(xué)習(xí)的重要性。

據(jù)美國著名研究專家托蘭斯結(jié)論：針對小學(xué)生群體進(jìn)行創(chuàng)造教育，可以加快小學(xué)生創(chuàng)造力發(fā)展。這其中必然依賴科學(xué)教師的正確引導(dǎo)，逐步提高學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。通常，處于小學(xué)階段的學(xué)生都具有極強(qiáng)的好奇心，喜歡動手，這時(shí)開展豐富多彩的機(jī)器人課程或比賽，可以使他們的動手能力、創(chuàng)造能力得到發(fā)展，養(yǎng)成較好的重理論、抓實(shí)踐的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

2.小學(xué)機(jī)器人課程開展對開展科學(xué)技術(shù)教育的重要性。

前面已經(jīng)提到過，智能機(jī)器人是尖端科技的集成體，它綜合了多種學(xué)科的發(fā)展成果，同時(shí)也覆蓋了科學(xué)技術(shù)多個領(lǐng)域，開展小學(xué)機(jī)器人課程也為小學(xué)科學(xué)技術(shù)課程注入新的活力，通過豐富、有趣的機(jī)器人課程引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入一個充滿想象力的、激動人心的機(jī)器人世界，有效地克服科學(xué)技術(shù)教育的某些弊端。比如，過于強(qiáng)調(diào)軟件工具應(yīng)用，缺失程序設(shè)計(jì)思維素質(zhì)等。對科學(xué)技術(shù)教育的深入意義非凡。

二、小學(xué)機(jī)器人校本課程建設(shè)的意義

一個民族的進(jìn)步取決于創(chuàng)新，它是國家發(fā)展源源不斷的動力。所以，我們應(yīng)大力開展機(jī)器人教育，從娃娃抓起，培養(yǎng)出適應(yīng)激烈競爭的、具有創(chuàng)造力的新型人才。

1.小學(xué)機(jī)器人校本課程建設(shè)有利于增加學(xué)生的科技創(chuàng)新興趣。

目前，教育學(xué)家研究的難題在于如何開發(fā)學(xué)生智力。機(jī)器人課程的建設(shè)能很好地解決這個難題。由于機(jī)器人設(shè)計(jì)面較廣，在學(xué)習(xí)過程中，必須學(xué)生積極配合，主動加入，一方面掌握了理論知識，一方面鍛煉了動手操作能力，使之對科學(xué)知識產(chǎn)生興趣，在循序漸進(jìn)的過程中激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作欲、求知欲。

2.小學(xué)機(jī)器人校本課程建設(shè)有利于增強(qiáng)學(xué)生的科技創(chuàng)新意識。

任何創(chuàng)作的前提都是基于創(chuàng)作意識。只有具備比較完善的創(chuàng)作思維，才能創(chuàng)造出比較完美的作品，獲得較高的創(chuàng)作成果。小學(xué)機(jī)器人課程建設(shè)強(qiáng)調(diào)了自主式和開放式的重要性，使學(xué)生作為主體滲入到課程中來，充分滿足他們該年段的表現(xiàn)欲，激勵他們大膽猜想、發(fā)揮想象、鍛煉意志、培養(yǎng)堅(jiān)強(qiáng)品質(zhì)，逐步提高科技創(chuàng)新意識。

3.小學(xué)機(jī)器人校本課程建設(shè)有利于培養(yǎng)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力。

機(jī)器人課程的特色在于變學(xué)生客體為主體，被動為主動，每項(xiàng)任務(wù)全程由學(xué)生自主動手獨(dú)立完成，這充分鍛煉了學(xué)生的獨(dú)立思考能力、解決問題能力。學(xué)生通過自主選擇材料，發(fā)揮自己的動手能力，運(yùn)用不同的算法進(jìn)行編程，逐步養(yǎng)成愛思考、愛動手、愛設(shè)疑、愛解疑的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣，綜合培養(yǎng)了個人的設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐操作能力，為創(chuàng)新教育打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三、機(jī)器人教學(xué)實(shí)例

在學(xué)習(xí)科學(xué)課四年級下冊《運(yùn)動的快慢》一課時(shí)，為了讓學(xué)生直觀地感受到物體運(yùn)動速度的變化，我特地帶學(xué)生一起來到學(xué)校中學(xué)部的機(jī)器人室，結(jié)合科學(xué)課程進(jìn)行了一次機(jī)器人教學(xué)，具體的流程如下：

1.將本班學(xué)生分成六個小組，設(shè)定1米無障礙的路程，學(xué)生計(jì)算得出機(jī)器人通過此路程需要行走的步數(shù)，輪流進(jìn)行編程；

2.設(shè)定2米有障礙的路程，要求機(jī)器人必須繞過障礙物，走到終點(diǎn)，學(xué)生分別進(jìn)行編程；

3.機(jī)器人行走比賽，把已經(jīng)編程好的機(jī)器人放置場地進(jìn)行行走比賽，要求機(jī)器人不能碰到障礙物，評判機(jī)器人達(dá)到終點(diǎn)時(shí)間最短，且繞過障礙物則取勝，并進(jìn)行一二三等獎的頒發(fā)；

4.總結(jié)機(jī)器人比賽經(jīng)驗(yàn)，小組分別派代表發(fā)表總結(jié)意見。

在本次活動中我發(fā)現(xiàn)，同學(xué)們對這樣的上課形式非常感興趣，學(xué)習(xí)效率很高，自主探究的熱情也空前高漲。這為我今后在科學(xué)課程中適當(dāng)?shù)匾霗C(jī)器人教學(xué)增強(qiáng)了信心。我認(rèn)為可以在研究物體運(yùn)動、力等課程的時(shí)候加入一些適宜的機(jī)器人進(jìn)行講解教學(xué)，這樣可以形象化地讓學(xué)生直觀感受研究的問題，便于學(xué)生更好地理解課堂內(nèi)容。

本文通過研究科學(xué)課部分課程提出機(jī)器人教學(xué)策略，探索機(jī)器人教學(xué)模式，使理論充分結(jié)合實(shí)際。實(shí)踐證明，我們的努力是有成效的，為小學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)貢獻(xiàn)自己的一份力量。我相信在我們教師的共同努力下，機(jī)器人教學(xué)必將成為科學(xué)課的一部分被納入常規(guī)教學(xué)，希望我國的機(jī)器人教育能走向世界前列。

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