初探机器人教学对学生能力发展的意义

◇马 恒 闫 妮

如今，信息化产业迅猛发展，机器人的产生，帮助我们人类做了很多事情。信息时代改变着人们的生活和学习方式，也对人们的认知结构和思维特征提出了新的要求。值得肯定的是，机器人教学能够很好地满足这样的需求。因此，我们应让更多的孩子了解、接触、学习机器人，为他们创造此类活动和学习的机会。

目前，随着国家战略的推进，基础教育阶段正在大力普及机器人教学。通过亲身的教学实践，笔者发现机器人教学在培养机器人软硬件这些基础知识之外，还促进了学生多项能力的发展，特别表现在创新思维与实践能力、学习兴趣、主体意识、耐心与意志力等方面。

一、发展学生的创新思维与实践能力

创新是一个民族进步的灵魂，是国家兴旺发达的不竭动力！作为一名科技教育工作者，让学生掌握知识、技能是基本任务，但更重要的是，要让学生学会创新。在机器人学习中，让学生在真实任务中进行探究，通过提问、评价和总结，引导学生积极思考，提出解决问题的新方法，从而提升创新思维和实践能力的发展。我校现开展小学机器人兴趣课和初中机器人社团课，教学中运用的是WER世界教育机器人（这里简称WER机器人）。运用WER机器人辅助教学，充分发挥其操作便捷、结构善变等优势，有利于激发学生的创新思维。WER机器人比赛的地图分上下两层，共有十几个任务。比赛采取积分制，每个任务对应一个分值，每个任务的分值组成不同，比赛时间一般为3分钟。这些任务都很开放，没有固定的线路和方法，需要考查学生的团队协作能力、构思设计能力、应变能力，还有编程知识、动手能力等。在实际比赛中，每个任务都需要学生自己编程、搭建任务道具和机器人的结构。学生不仅要会编程，还要制定适合自己机型特点的路线，并在最短的时间中完成尽可能多的任务。从实际比赛任务来看，能够发展学生的创新设计思维。

去年下半年，为了取得好成绩，我利用赛前一周时间进行强化训练。在训练过程中，在某一个角度的转弯时，巡线总是会出现问题（如下图），机器人走不到指定的线上，会往左或者右偏离（黄色箭头）。在我也困惑的时候，这时一个学生的想法，让我豁然开朗。他打破了常规的巡线方式，而是反方向转了一圈（蓝色箭头），这样就避免了问题的发生，而且很顺利地完成了任务。由此可见，学生的创造力是无限的，有效地学习机器人，对学生的创新、创造能力有很大的提高。

比赛地图

二、激发学生的学习兴趣

兴趣是最好的老师，兴趣是孩子接受教育的感情基础，是他们探求知识、促进思维发展的巨大动力。因此，我们在对孩子进行技能培训时，更应该通过丰富多彩的教学内容，大胆采用多种形式的教学方式，使学生在轻松、愉快、和谐的环境中享受学习和游戏的乐趣，逐步培养学习机器人的兴趣。

作为一名信息技术教师，我经常将机器人和教学结合起来。在教学《有趣的Scratch》这一课时，考虑到Scratch是一款类似拼图的编程软件，而WER机器人用的编程软件也类似。于是，利用后者软件编写好的程序下载到WER机器人中，然后用机器人展示出编程的内容，让学生以一种直观的方式了解编程的实际意义。当学生观察后，马上被它的新颖所吸引，个个兴奋不已，积极性高涨，接着学生自己尝试编程，并把程序下载进机器人运行。在这个学习过程中，我深刻体会到学生对机器人的喜爱、对获得知识的渴望及探索知识的主动性。

三、树立学生主体意识

叶圣陶先生说过“教是为了不教”，这句话用在机器人教学中，我认为非常合适。在传统教学模式中，老师讲，学生听，并且注重学生对知识点的掌握。但是，机器人教学是以创新为目标的。因此，教师应该少讲、精讲，留更多的时间让学生自己去摸索、探索；教师应当融入其中，师生互动，让学生掌握方法与技巧，培养学生探究意识和创新能力。

刚开始教中学机器人社团和小学兴趣课时，我围绕近几年WER比赛的主题而展开，从WER机器人的结构设计到程序设计，讲得非常详细。下发任务后，学生并没有按照我的要求去做，但是，他们却能完成任务。此后，我转换了角色，我会先说明任务要求，然后让学生自己去探索方法，当学生遇到难点时，我会适时进行引导和分析。这样一来，学生就会很自然地融入整个教学活动过程，充分体现了学生的主体意识，调动了学生的兴趣与积极性，达到了很好的教学效果。

四、磨炼学生的耐心和意志力

当今的中小学生都是大人们的“掌中宝”，过的是衣来伸手、饭来张口的舒适生活。在学习中，有什么困难和问题，不是大人帮忙就是向网络求助。而在机器人活动中，学生花费的脑力和精力是惊人的，平日里要让机器人完成一个复杂的任务，学生往往会花很多时间和精力，非常锻炼人的意志。学生参加比赛时，大多数孩子很难得到一个预想的好成绩，因为制约机器人运动的因素有很多，可能因为周围光线问题导致机器人跑偏，也可能因为场上道具和训练的时候有所区别，等等。但是，当看到他们失败后表现出的那种不服输的倔强和如果有机会还要重返赛场的神情，你会感慨机器人活动带给孩子心灵上的震荡是如此强烈。通过一场场比赛，学生在不断遭受挫折中磨炼了坚强的意志力，也有了更大的耐心，而这些品质在所有学科的学习中都是必不可少的。

通过机器人教学，学生不仅掌握了机器人基础知识，学会了综合运用各学科知识，更重要的是在实践中提高了创新与实践能力，磨炼了面对人生道路的一些重要品质。在今后的教学中，还需要进一步探索合适的教学模式或方法，以便更有效地发展学生的各项能力。