開展機器人教學的有效策略

余正剛

機器人競賽已成為我國青少年科技活動的一個品牌項目，機器人教學的獨特優勢，已經得到學校、家長及社會的充分認可和推崇。2014年以來我市升級了信息化教育裝備，所有中小學都配置了南京紫光三角教育機器人。至今，各校已正常開展機器人教學近兩年時間。本人通過邊教邊學，總結了點滴經驗，希望能與大家共同研討。

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師。”機器人聽起來很科幻、很神秘，讓人直接聯想到美國大片中的“終結者”形象。但我們的教育機器人卻是一個底長22厘米、高20厘米，狀如等腰三角形的物體。我向同學們介紹這就是要學習的機器人，結果不僅沒有引起他們半點學習興趣，甚至讓他們非常失望，認為它只不過是一個低級玩具而已。

此時，我拿出一張“圓形”機器人場地圖紙，把事先編譯、下載好“沿線走”程序的機器人放在場地圖紙上，打開電源開關，按下運行按鈕。當他們看著機器人飛速、精準地沿著圓形黑線一圈又一圈地旋轉時，不由地發出了驚呼聲。趁學生興趣被充分激發時，我向學生講解了機器人“灰度”傳感器、機器人沿線走時五種狀態等相關知識。他們都聽得津津有味，躍躍欲試，紛紛表示要學好機器人知識。

一、構建小組合作學習模式，提高課堂教學效益

我市教育裝備中心為每所中小學都配備了教育機器人，但因為其價格高昂，采購數量有限。學校網絡教室有聯想品牌一體機40臺，共分配到10臺8位紫光教育機器人和10根專用數據下載線（一頭是T口，另一頭是COM口），可是六年級每個教學班都是35人左右。面對如此“僧多粥少”的教學窘境，如果開展“小組合作學習”這一教學模式，教學器材少的難題將迎刃而解。

課前，我把網絡教室電腦分成10組，每組4臺，其中1臺電腦上安裝數據下載線，在教師機上安裝架設了FTP服務器。課堂上，將學生分成4人小組，進行小組合作學習。使用安裝了數據下載線的那臺電腦的同學先暫代小組長一職，為本組領取1臺機器人。然后與學生“約法三章”，小組合作學習不是指每小組只要求一個同學完成任務，而是成員間相互交流、協作學習，發揮團隊精神，一個也不能落下。階段時間內，每小組中表現最出色的組員升為正式小組長。每學期完成率最高的小組評為優勝小組，優勝小組成員享有優先參加機器人比賽、機器人社團的權利。

雖然FTP服務器的架設，使得那些沒有數據線的學生，通過FTP中轉自己的程序到有數據線的電腦上，實現正常編譯、下載運行、檢驗程序的操作，但誰不想掌握主動權呢？組員與組員之間一方面都在暗暗較著勁，畢竟如果能當上正式小組長，不僅是表現最出色的證明，還能直接掌管機器人與數據線，擁有“優先”使用權；另一方面又都在加強交流、互相學習，因為只要有一個成員完成不了任務，本小組可能就沒有參評優勝小組的資格。

二、運用機器人教學，發展學生的創新能力

機器人教學不僅是信息技術學科發展的趨勢，更因為其顯著的獨特性，在培養學生的創新思維、科技素養、綜合實踐等方面具有不可替代的作用。

那怎么才能培養與發展學生的創新能力呢？學生僅僅學會教材上的知識，并不表明創新能力得到了很大提高。例如學生在學習了《機器人傳感器》《機器人循光》《機器人沿線走》等課后，他們認知了紅外、灰度傳感器，掌握了機器人循光、沿軌道線行走的原理。至此只能說是學會了案例運用，但創新、探索能力其實并沒有得到多大提升。

此時，教師要結合教育機器人的特點，對實驗項目進行拓展，使學生創新能力在拓展探究實踐中得到升華。如引導學生們分組展開討論，利用紅外傳感器還可以讓機器人完成什么項目？利用灰度傳感器又可以讓機器人完成什么項目？經過討論，有的小組想到了用紅外傳感器可以讓機器人避開障礙、可以制作紅外感應手機……用灰度傳感器可以繞“8”字形、走迷宮等。接下來我讓同學們根據自己的設想，分別談談準備怎么做。同學們暢所欲言，各抒己見。然后我給予他們充足的時間，各組根據自己的設想，編譯完善團隊程序，遇到問題可與我交流。等學生完成基本調試后，專門安排二節機器人“表演”課，為他們提供一個展現自我、豐富自我、提升自我的平臺。通過這些環節的設計，學生不僅樹立了學習機器人的自信心，而且創新意識、能力均得到了極大的提升。

三、開展機器人社團活動，提高學生探究品質

學校開設了機器人課程，挑選了27名六年級學生組成了機器人社團。這些學生分為3人一組，活動中不再重復學習平時課堂上學習的知識，而是講解、實踐一些“好玩”的項目。如機器人沿不規則軌道線走、避障走迷宮房間、沿線走迷宮指定房間等。要完成這些項目，同學們不僅需要通力合作，更要用心、用腦、用手對機器人進行改裝，添加必要的傳感器元件。另外還要花費很長時間，不斷測試修改程序，才能最終實現目標。通過這些課程活動的開展，我們不僅培養了學生的思維能力和綜合實踐能力，更鍛煉了他們的意志力。他們在不斷調試、完善程序的過程中，逐步養成了不輕易認輸的堅強精神。雖然完成項目的過程不輕松，時間又較長，可當他們經過自身努力，看到自己團隊的機器人在場地圖紙上正確“運動”時，人人臉上寫滿了喜悅與自豪，他們對科學探究的興趣與熱情也隨之空前高漲。

總之，現在機器人教學活動正如火如荼地進行，它是全新的信息技術綜合教學平臺。學生通過學習，不僅創新思維、創新能力可以得到開發，而且可以充分發揮自己的想象力，實現自己的創意，最終使學生的信息素養和技術素養得到全面提高。

（作者單位：江蘇省句容市葛村中心小學）