機器人沿線行走的STEM教學設計與應用

王海斌

摘要：隨著新課改的發展和推進，當前我國的教育教學工作也迎來了全新的局面，得到了全面的進步。而且，在這一模式下，教師對學生的課堂學習能力、課堂學習水平、綜合學習素養等看得非常重要。STEM 理念在當下小學教育界是熱門話題。和傳統的課堂相比，STEM 更多地強調學科之間的交叉融合，旨在通過跨學科教學來培養學生的綜合能力，促進學生全面、個性化發展。

關鍵字：信息技術;課堂教學;機器人;STEM教學方法;應用措施

本文將結合以下幾個方面對其進行論述與探討：首先，教師需要利用視頻教學的模式帶入新課;其次，教師需要深入研究機器人行走的情況;最后，教師需要對機器人沿線行走的編譯程序進行分析與探索，進而對其做出完善和優化，并讓學生對其做出理解和掌握。

視頻導入新課

教師在開展教學工作的過程中可以結合多媒體教學的方式對學生進行引導與培養。通過該方法可以讓學生在學習相關知識的時候跟能提起興趣，以及更能帶動起個人的學習熱情。對此，教師可以利用視頻導入新課的方法對學生進行教學。在此基礎上，教師需要對課程內容進行相應的編輯與策劃，以此為學生提供一個良好的課堂學習環境。

例如：教師在教學的時候，可以通過分步驟教學的方法對學生進行引導。在此，可以將教學內容氛圍三大部分。第一，教師需要通過播放一段動畫片來提高學生的注意力，抓住學生的課堂學習興趣。如，教師可以在課堂上播放關于機器人的動畫《機器人總動員》。通過這一影片內容讓學生觀看機器人在虛擬世界中的強大。第二，教師可以給學生展示一組灰度傳感器的照片。以此讓學生了解，機器人沿線行走的設計離不開灰度傳感器。這樣，學生在后期的學習過程中會對其加倍重視，且會對灰度傳感器有一個簡單的了解。第三，教師需要鼓勵學生對灰度傳感器進行編寫。而且需要學生應用自己已經學過的知識內容對其進行設計。在設計的過程中教師可以告訴學生，先不要考慮能力的問題，想考慮想法的問題。在想法成熟之后，再去提高自己的設計能力。這樣，學生會將所有的精力都集中于如何編寫灰度傳感器上。

深入研究機器人行走情況

為了有效的強化學生的學習能力，以及帶動學生對于沿線行走機器人的設計水平，教師需要對學生進行相應的教學與引導，并且要讓學生懂得如何利用灰度傳感器，以及如何在機器人沿線行走的過程中對其運動軌跡進行合理的設計與編寫。這樣，不僅能夠讓學生對機器人有一個全面的了解，還能讓學生在設計的過程中逐漸明白灰度傳感器的編寫方法與編寫理念。

例如：教師在對學生進行機器人行走情況的教學過程中，需要對學生進行三個方面的重點教學。第一方面為：教師需要讓學生對機器人沿線行走的運動做出分析與研究，并且需要讓學生結合機器人在行走過程中說應用的黑線，以及灰度傳感器的感光值展開相應的研究。其目的是為了有效判斷灰度傳感器的感光值能否反映在黑線上。第二方面：教師需要讓學生進行編程的編寫，還需要對其對比值進行分析與研究，進而得出需要多少以及如何識別黑白對比值等方法。第三部分：教師需要對學生進行機器人的啟動實驗。在實驗的過程中，重點要對機器人的黑線感光值以及白線感光值做出深入的情況研究，進而分析其行走的狀況和感光值的準確性。最后，在完成上述任務之后，教師可以讓學生對機器人的沿線行走進行黑線行走測試，進而分析其中的問題。

完善運行程序，編譯運行內容

在設計過程中，機器人的行走方式必然不能都是直線，而是需要有拐彎，曲線等特征的表現。在此，教師可以鼓勵學生利用合作探究的方式對其進行分析與研究，進而總結出一套更好地運行程序對其做出完善和優化。這樣，學生所編譯的內容就會更加全面，且漏洞也會更少。而且，在這一過程中，也是學生不斷實踐、分析和再實踐的過程。該方法能夠有效地帶動學生的人機交互能力，且可以逐漸幫助學生建立起一個科學的研究態度。

例如：教師在教學過程中，需要通過以下三種方法對其進行設計：第一是在設計的過程中出示曲線圖路線計劃，進而從機器人本身的硬件設施上做出曲線研究與弧度的抓取，為后期的穩定運行打下扎實的基礎。第二是捷愛士需要結合學生所編寫的程序對其進行程序的下載與創設。然后將之融合在機器人當中進行應用。在應用的過程中，學生能夠直接的觀察到自己編寫的程序到底有哪些不足之處，該方法可有效推動后期試驗和調試的效率與質量。第三是教師需要對機器人沿線行走的應用方法進行講解。如，讓學生知道在掃地機器人、自動泊車機等都應用了機器人沿線行走的技術。

結束語

二十一世紀的競爭，歸根到底是人才的競爭。我國科學家錢學森面對當時中國的落后，曾經發出了“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才”的叩問。時隔多年，我們的教育一直在不斷發展和進步，在STEM理念的指導下，通過整合科學、技術、工程和數學這四大領域的學科知識，可以為社會培養創新型人才，推動我國邁入創新大國的行列。

參考文獻：

[1]柏林.融合STEM理念的小學機器人教學研究——以“機器人沿線行走”為例[J].華夏教師，2018（35）：74-75.

[2]盧曉琦，秦健.基于STEAM理念的小學機器人項目教學實踐——以LEGO機器人“駕考寶典”項目為例[J].中小學電教，2018（Z2）：76-79.