中小学机器人课程的开发与应用研究

刘霞

摘  要：由于我国的教育水平在不断提高，科技在课程中的渗入也越来越频繁，机器人课程也随之融入中小学的课程当中，从此，机器人教育也成了中小学教育的特色课程，这在一定程度上也给中小学的课程教育带来了一个新的起点。该文以中小学机器人课程的开发与应用研究为题，主要从中小学机器人课程的开发和应用两个方向进行分析，旨在为今后中小学的机器人课程提供宝贵的经验，也是提高学校综合素质教育的关键，达到培养学生的科学素养。

关键词：中小学  机器人课程  开发  应用

中图分类号：G434           文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）07（c）-0025-03

Research on Development and Application of Robot Curriculum in Primary and Middle Schools

LIU Xia

（Cangzhou Normal University， Cangzhou， Hebei Province， 061001 China）

Abstract： As China's education level continues to improve， and technology infiltration in the curriculum is becoming more and more frequent， the robot curriculum has also been integrated into the curriculum of primary and secondary schools. Since then， robot education has become a characteristic curriculum of primary and secondary education. To a certain extent， it has also brought a new starting point to the curriculum education of primary and secondary schools. This article focuses on the development and application of robotics courses in primary and secondary schools. It mainly analyzes the development and application of robotics courses in primary and secondary schools. It aims to provide valuable experience for robotics courses in primary and secondary schools in the future， and also to improve the comprehensive quality education of schools. The key is to achieve the scientific literacy of students.

Key Words： Primary and secondary schools; Robot curriculum; Development; Application

近年来，机器人技术发展迅速，为顺应时代发展的需要，在中小学课程教育中融入机器人课程。机器人课程作为新的教育内容渗入中小学教育中，都是由学校来组织课程，然后让信息技术教师来教学，对学生进行相关知识的指导。但是，很多学校也由于各种原因还没有将此课程纳入教学，这在一定程度上不利于教育公平的发展，为了能够让更多的中小学学校享受该课程，就必须要对中小学机器人课程的融入进行开发研究，使得这一特色课程能够在更多的中小学教学课程中出现，同时也是提高学校综合素质教育的关键，达到培养学生的科学素养。

1  中小学机器人课程的开发

1.1 分析学习对象

据相关调查显示，很大一部分的中小学生都对机器人课程感兴趣，但是，如果对中小学的学生进行机器人课程教学，其中所涉及的编程等内容对于这部分学生而言理解难度较大，机器人课程的相关程序操作等理論知识比较抽象，中小学生的思维还不足够理解。这样就会造成学生在上课期间很难集中注意力，兴趣度下降。而且，对于机器人课程，中小学生根本没有任何一点理论或者实践基础，面对课程也很难有创新的思路，在团队合作上更没有相关意识。所以，在开发机器人课程时要确立相关的教学目标：（1）基础知识。首先要对机器人的相关基础知识有所掌握，对其相关的零件熟知，还要了解拼接的步骤。（2）技能。组装一个简易的机器人对其进行编程，然后运行，在组装或者编程的时候要探讨，并制定相关的计划，要能够与其他学生分享。（3）情感态度。中小学生要在课程中勇敢地尝试，拥有合作意识及协作能力，遇到困难要积极应对并能够解决[1]。

1.2 分析学习环境

近年来，越来越多的中小学教育在关注机器人课程，也有很多学者对其有着较高的期盼，但是，在实际的教学中，机器人课程并不理想。从整体情况来看，机器人课程存在很多不完善的地方，如课程资源不足、师资力量不够、缺乏试验的场地等，出现这些不足的原因主要还是因为学校的重视程度不够，对于社会而言，也没有可利用之处。所以，中小学在进行机器人教学时要改变原有的教学观念。（1）丰富课程教学。学校要转变原有的功利概念，创建适合学生的机器人教学体系。（2）强化教师的专业性。在开发课程时一定要加强培训相关教师的专业化，在课程中引进机器人等有关的设备或者虚拟设备，将课堂内外联系起来。（3）机器人课程需要创建相应的学习空间以及实验基地，帮助学生加强实践。在开发机器人课程时对课程对象、学习环境进行分析，更能够达到课程的要求，做到教学有针对性，实现对中小学生的全面教育，有助于学生在今后的学习道路上快速成长[2]。

2  中小学机器人课程的应用

2.1 综合相关课程内容

在现在的中小学教育课程中，有一部分学科有涉及机器人的相关知识，例如，美术课中，将画画与机器人联系到一起;自然课教学中的玩具动力机械，还有信息技术课程，与机器人都有着紧密的联系。所以，在中小学的机器人课上，就要将这些课程与之联系起来，不会让学生感觉到陌生，特别是对信息技术课的利用，可以将信息技术课中的相关内容作为对机器人的基础认识。具体的做法有：教师在上美术课时，可以让学生绘制机器人，这样就能够让学生初步了解机器人的大概;教师在进行自然科学课程时，学生能够从课程上大概了解机器人的相关构造以及能源，这样，帮助学生对于机器人的认识从平面转变到立体。教师在进行信息教育课程时，可在课程中融入虚拟的机器人，也可使用动画将机器人展示给学生，让学生直观感受，信息技术课程中关于机器人的相关知识较全面，通过学习可以最大程度地帮助中小学生了解机器人[3]。

2.2 在课程中组织机器人搭建活动

通过相关课程的学习，中小学生对于机器人已经有了相关了解，要使其更加了解机器人，就要实行体验课程，只有让学生亲自接触，才能促进课程的进步。但是，这就成了教学上的一大难题，所以，机器人教学的相关课程就要把教学的重点置于对其机械原理的学习上，使学生更加深入地了解机器人构件，也给后期的学习打下基础。在此学习过程中，教师要先给学生讲解何为机器人，其与人有什么样的关系，制作机器人所使用的技术与生活有何联系，还要能够组织学生进行课程体验，教师可以使用乐高来对学生进行指导，创建机器人，给学生实际动手的体验。乐高搭建机器人非常考验学生的动手能力，此方式也是大多数学生比较喜欢且易于接受的。教师可以组织学生使用乐高进行机器人搭建比赛，这样不仅激发其兴趣，还能够帮助学生对机器人有着更进一步的了解。

2.3 抓住教学重点深度培养学生

待学生们都有了一些基础知识之后，教师就可以对学生进行专业的知识教学，让学生对机器人设计，主要的内容可以包含机器人的相关套件组织。拼搭、设计的方法以及编程等。学校在给学生的教材进行编写时，一定要与实际的生活相联系，教材中的案例尽量使用生活中比较常见的，这样有利于学生的理解。教师在进行教学时，可以借助图形帮助学生理解机器人的相关设计，在讲解的过程中逻辑要清晰，达到引导学生的目的。教师在授课时一定要抓住重点进行讲解，要让学生学有所得，对编程语言深入了解。教师要给学生足够的空间，让其发挥想象，了解机器人的同时还要能够制作机器人[4]。

3  结语

对中小学实行机器人教学，其主要的目的是培养创新型学生，学生通过对机器人课程的学习，不仅能够拓宽思维，还能够强化其创作性，实现发挥自由，促进自我成长。在中小学的课程中增加机器人课程，也从侧面反映出一些问题，如学生的差异性大、课程环境需要更新等，对于中小学教师而言，给学生传授机器人教学内容也属于一个较大的挑战。因此，无论是学校还是教师，都应该做好相关的教学准备，给中小学生带来不一样的机器人教学，培养中小学生与社会发展相适应。文章对中小学机器人课程的开设以及应用进行了相关的理论与实践分析，也希望为未来的教育工作出一份力。

参考文献

[1] 张巍娜.中小学机器人課程体系设计与研究[J].赤峰学院学报：自然科学版，2019，35（5）：1-3.

[2] 姚佳磊.基于项目学习的小学机器人教学活动设计研究[D].上海师范大学，2019.

[3] 李青燕.中小学创客教育的教学现状及其影响因素调查研究[D].西南大学，2017.

[4] 张爽.创客教育视域下中小学机器人教学活动设计研究[D].江南大学，2017.

[5] 张六凤，尚传福.国内中小学机器人教育课程的开发、设计现状分析[C]//北京中外软信息技术研究院.第三届世纪之星创新教育论坛论文集.2016：165.

[6] 蒙庆华，蓝日海，戴海清.机器人教育校本课程开发探究[J].教学与管理，2019（15）：90-92.

[7] 高有群.中小学机器人教学中“微课”的制作与应用研究[J].教育，2017（5）：176.

[8] 刘宝瑞.基于项目式学习的小学机器人课程设计与应用研究[D].陕西师范大学，2019.

[9] 张迪.浅谈虚拟机器人的校本课程开发[J].中国信息技术教育，2017（13）：161-163.