基于STEM教育理念的機器人教學實踐探究

仲建龍

素質教育以及新課程改革要求教師培養學生的創新意識和綜合素養。為此，教師應在STEM教育理念的指導下對機器人教學進行改革和創新，以培養學生的綜合素養。本文擬對基于STEM教育理念的機器人教學實踐進行簡要分析。

STEM是一種較為先進的教育理念，強調把科學、技術、工程以及數學教育結合起來，解決更多的實際問題，有助于培養學生的創新能力以及綜合素養。因此，教師應該將STEM教育理念應用在機器人教學當中，創新教學方式，培養學生的綜合素養。

一、STEM教育理念的概念

STEM是科學、技術、工程和數學這四門學科的結合。科學是認識世界和解釋世界的客觀規律;技術和工程是改造世界，解決實際問題;數學則是學習技術和工程的基礎。STEM教育理念強調要培養學生的科學素養、技術素養、工程素養以及數學素養，讓學生能夠利用一定的科學知識解釋自然界中的現象和客觀規律，讓學生掌握使用技術和評價技術的能力，讓學生理解工程的開發設計，讓學生解決數學問題。

在小學中應用STEM教育理念，主要是為了培養學生的綜合素養以及創新能力。比如讓學生對重力等物理知識進行探究，培養學生的科學素養;讓學生對機器中蘊含的科學知識進行評價、讓學生嘗試著編寫機器人的程序，培養學生的技術素養;讓學生學習如何畫簡單的機器人編程圖，培養學生的工程素養;讓學生測量機器人以及斜坡的長度，并嘗試計算機器人在完成某項任務時所需要的時間，培養學生的數學素養。

二、部分小學機器人教學現狀

隨著科學技術的發展與普及，機器人已經逐漸深入小學教學中。主要內容是讓學生了解機器人的結構，并讓學生動手組裝機器人，從而培養學生的實踐能力和創造能力。但是當前小學機器人教學仍存在一定的問題，比如沒有完全普及機器人教學、師資力量薄弱、忽視學生的能力培養等。因此，教師應該在STEM教育理念的指導下對機器人教學進行改革。

三、基于STEM教育理念的機器人教學實踐

（一）加強資源整合激發學生興趣

教師應該對STEM教育理念進行深入研究，更新教學理念，堅持以學生為本的教學理念。在機器人教學中，應充分發揮學生的主體作用，給予學生充分的思考和探究時間。教師還應該對各個學科的特點進行探究，將學科有機結合。比如教師可以對機器人中的科學資源、技術資源、工程資源以及數學知識加以整合，讓學生了解到更多的知識。此外，還應該利用情境教學進行導入。比如教師可以利用多媒體設備播放關于機器人的視頻，讓學生感受到機器人在生活中的價值和作用，激發學生對機器人的興趣，調動學生的學習積極性。

（二）引導學生進行體驗式學習

體驗式學習是STEM教育理念中的重點。學生在體驗式學習中能夠理解知識的深層內涵。因此，教師要以學生的認知規律為依據，引導學生在觀察和體驗中形成對機器人所含知識的認識和理解。首先，教師可以為學生創設一定的問題情境，讓學生帶著問題去探究機器人，這樣有利于提高學生的主動性。其次，教師可以多組織一些機器人制作大賽，讓學生利用一定的材料設計和制作機器人。學生制作的機器人種類多樣，甚至可能比較奇怪，教師不應急于否定學生的設計，而應先讓學生闡述一下自己的設計思路，然后再從多方面對學生的設計進行點評。通過親身體驗，學生就可以將所學的理論知識應用在實踐中。這不僅能培養學生的科學素養，還能培養學生的技術素養及工程素養。

（三）引導學生進行合作式學習

STEM教育理念強調合作學習，認為讓學生進行合作學習能夠更好地實現教育目標。因此，教師在進行機器人教學時，應引導學生進行合作式學習。首先，教師應該對學生進行科學分組，比如把思維活躍的學生和程度不太好的學生放在一組，這樣有利于帶動程度不好的學生學習。分組之后，教師還要根據每一個學生的實際情況明確學生的分工，比如可以讓程度比較好的學生研究機器人的整體構造，讓程度不太好的學生研究機器人的零部件。這樣，不僅能讓每一個學生都參與到機器人教學中，也能讓學生從交流中加深對機器人的了解，從而培養學生的綜合素養。

（四）加強教學總結和反思

STEM教育理念強調教學總結和教學反思。因此，教師應該重視教學總結和反思。教學總結和反思主要分為三個步驟，自我總結、小組總結、教師總結。在學生自我總結當中，教師可以問學生：你們在研究機器人時發現了哪些問題呢？你們在制作機器人的過程中遇到了什么困難呢？這樣可以引導學生進行自我反思。通過總結和反思，能夠讓學生和教師發現教學中的問題，有利于提高教學質量、培養學生的綜合素養。

在STEM教育理念的指導下，教師在進行機器人教學時應該尊重學生的主體地位，引導學生對自己的學習過程進行反思和調控，提高學生的綜合素質。

【甘肅省教育科學“十三五”規劃2018年度課題 “小學機器人教育學生創新能力和實踐能力的研究”階段性成果，立項號GSZ[2018]GHB0903】

【作者單位：臨洮縣第一實驗小學? 甘肅】