初中機器人教育中存在的困境及改善對策

曾犇

摘 要：我國初中學生普遍存在動手能力較弱的問題，這對以后的成長十分不利，各大學校根據這一狀況開展了一系列機器人教育課程，但是由于我國還處于萌芽時期，其中有很多問題還一直存在著，提出改善對策。

關鍵詞：機器人教育；困境；改善對策

雖然初中機器人教育存在著許多困境，但這都是暫時的，隨著科技的發展，我們應該運用什么對策來應對呢？

一、初中機器人教育在教學中存在的困境

1.我們先列出一張結合圖，在我國的初中機器人教育當中，并沒有進行信息技術和勞動技術等技術方面的融合，導致我國中學生普遍動手能力很弱，無法進行真正的深入融合。

2.我們在教學當中，要正確對待教學觀念，進行開放式教育，因為機器人教學中，學生才是學習的主體，他們所面對的是一個個活靈活現的機器人，只有讓他們產生高昂的興趣，才能進行更好學習，因為科學的探究并不是40分鐘就可以完成的，要求學生有主見地進行學習，雖然科學的答案沒有唯一，但是要在聆聽他人建議時不能忽略自己的意見，從而在互補中提高自我。

3.科學探究活動都是從簡單到復雜這么一個循序漸進的過程，所以老師也應該按照這個過程，放手來進行教學，從而使學生度過從生疏到自我完成的過程，在探究中不斷提出問題，進行猜想和預測，從而完成一個從探究到結束的過程，目的是要讓學生靈活掌握實踐教學所教的知識，在探究教學中，我認為老師應該注意下面幾個問題。首先，教學中要在開始階段就對學生進行各種發散性思維問題的提問和訓練。第二點，要讓學生在活動過程中進行大膽設想，對問題做出多種預測。第三點，學生自己解決問題，在解決問題之前引導他們對實踐先進行計劃的考量，然后動手。第四點，讓學生進行觀察實踐和記錄的結合，每次實踐結束后都可以在本子上看到第一手的計劃資料和完成的記錄。第五點，老師的目的是引導而不是手把手教育，引導學生自己得出結論，而不是直接強加給學生。活動結束后，進行一次綜合研討，從而在所有人發表過自身經驗和意見后讓他們進行自我的升華。

4.在探究活動為核心的機器人教育過程中，老師不能用以往死板執教的辦法來教育學生，教學應該是以引導學生活動為目

的，因為在這樣的環境下，學生的發散性思維可以得到廣闊空間來進行提問，在這樣的情況下，老師也會在課堂上進行自我的升華，同時可以推動課堂向著科學性和創造性來進行發展，才能使教學更加有意義，同時使教學更加靈活。

5.每個人都有不同的興趣，老師應該因人而異進行教育，有學生喜歡動手，并且希望多多參與，那么老師更加應該激發他們的興趣。我們要積極了解學生自身的意愿，根據不同的學生進行不同的任務布置，因材施教，例如有些學生可能理論知識比較強，那么就要進行平衡的教育，不要取長補短，從而扼殺他們的好奇心，每個學生都要給他們相同的機會，鼓勵他們提問、實踐。

6.機器人教學課程的評價，目的是促進學生的發展，我們應該重視學生在實驗過程當中的評價，客觀記錄學生的具體情況，不要用標準化的評價。倡導用檔案袋的形式來記錄學生情況，課堂當中的各個細節都記錄下來，例如學生的課堂回答，學生的課堂問題等。最后用學生的作品、論文等作業形式，加入到最終的評價結果當中，記錄學生的進步和表現，從而利用客觀的事實進行比較，進步就是最好的評價。

7.教師讓學生自己通過反思自我的學習情況，來對學校進行評價，由家長進行組織監督和視察，從而使老師在教學當中可以更加有針對性，成為學生的“朋友”，來掌控學生的學習節奏和自身的教學節奏。

二、機器人教育實踐中的對策

可能在機器人教育中有許多案例，在這里我們挑出來一個針對性分析。實踐中改善教育中存在的困境。

1.我們找到的案例是齒輪的速度探究學習。我們的教學任務是如何改變齒輪轉動比來影響機器人運動的速度，從而來研究機器控制變量。在這里我們準備了坦克車、膠帶、卷尺、秒表、樂高零件等材料，然后我們對坦克車進行兩邊履帶和軸承的去除，把驅動的軸向后兩個軸孔，最后把兩個軸用軸進行連接，把拖拉機輪胎放在自由活動的軸上，兩個寬大的輪胎放在驅動軸上，保證了坦克車可以進行直線行走。

然后將坦克車拿到我們的程度編碼旁邊進行程序上的編程，在地板上進行畫線，把機汽車放在線的后面，然后我們運載程序，看看機器人在三秒內可以行駛多遠的路程，進行記錄，拿到數據看向老師并接受老師的提問：“動輪在轉動一圈的同時，主輪轉動了多少圈？”“汽輪的轉動比例是多少？”這樣的問題來讓學生進行回答。

2.上述問題回答完畢后，進行第二個改動。在坦克車上卸載驅動輪，拿出馬達上常用的24齒齒輪，換入8齒齒輪，軸上的24齒齒輪換成40齒齒輪。然后運作程序，測出機器人在3秒后行走了多遠，然后把這第二個實踐的數據填入我們的工作表格中，回答老師的問題如“齒輪轉動比是多少”“動輪在轉了一圈的同時，主輪運動了多少圈”。

3.下一步我們在軸上進行安全軸套，兩邊都放上一個24齒齒輪和軸套，然后把驅動的輪子放入新的軸上，讓打齒輪成為一個惰輪。然后把機器人轉一個方向，運作同一個程序，測量3秒內移動的距離是多少。把數據填入表格當中，回答老師的問題：“動輪轉一圈的情況下，主輪轉動了多少圈”“齒輪的轉動比是多少”回答過后，我們的試驗結束來進行下面的數據分析。

4.我們的表格填寫完成后，老師進行統一的指導和研究，在下面幾個問題中開始搶答。第一個問題，哪個實驗中的機器人速度最快；第二個問題，哪個實驗中機器人速度最慢；第三個問題，第一個活動的機器人速度是第三個實驗中機器人速度的幾倍；第四個問題，在第二個實驗中和第三個實驗中他們的齒輪轉動比之間又存在著什么關系。這樣的問題學生進行回答會有事半功倍的

效果。

5.上述活動做完之后，如果時間充足，教師可以和學生進行一個小小的拓展試驗，把馬達上的大齒輪來帶動輪子上的小齒輪，效果會是什么樣子呢？答案是：速度會非常快，但是力矩會降低很多。這樣就完美帶動了整個課程的節奏，課程也會變得豐富多彩。

6.在機器人的教學活動當中，學生花費的精力是十分巨大的，如果經常在日常生活中給學生進行機器人教育的任務布置，他們往往會利用好幾個月的時間來進行自我意志的磨煉，如果遇到比賽，學生的積極性會變得更大，失敗了他們會想著如何重回賽場，不服輸的精神也會激勵著他們，同時獲勝的那一剎那，他們夸張的肢體語言激動的淚水，會認為賽前準備的一切都是值得的，極大增強了他們的上進心和自我的驕傲感。

7.通過利用坦克車機器人作為工具，我們在實踐中學到很多初中基礎物理知識，基礎數學和機械制造知識，讓學生直觀應用了齒輪、力矩、轉速、時間、速度和距離之間的關系已經一些概念的運用和轉變，迅速幫助學生理解和領悟各個知識點，從而在生活中實踐，有意義體驗科學探究過程的樂趣，培養了學生的興趣和學習能力、動手能力。

在這個信息社會，中學生必須要學會獨立進行自我的實踐操作能力并積累經驗，通過一系列的教學，通過自我的動手來解決問題，智能機器人課程教學的引入，是當代教育的一股新潮，想辦法讓我們的教學適應社會，適應機器人教學，從而做出改變，從而讓中學生的機器人教育更加完整。

參考文獻：

[1]趙善蓬.論機器人教育在初中教學中的價值[A].現代教育教學探索組委會.2014年3月現代教育教學探索學術交流會論文集[C].現代教育教學探索組委會，2014：2.

[2]張國民.虛擬機器人在中學教育中的應用研究[D].浙江師范大學，2009.

[3]孫媛媛.中小學機器人課程的研究與開發[D].首都師范大學，2006.

編輯 孫玲娟