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(jù)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(fā)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(jié)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(xiàn)的機器人，只有讓他們產(chǎn)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(jié)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(fā)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(jié)合，每次實踐結(jié)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(jié)論，而不是直接強加給學生?；顒咏Y(jié)束后，進行一次綜合研討，從而在所有人發(fā)表過自身經(jīng)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(zhí)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(huán)境下，學生的發(fā)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(chuàng)造性來進行發(fā)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(fā)他們的興趣。我們要積極了解學生自身的意愿，根據(jù)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(fā)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(jié)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(yè)形式，加入到最終的評價結(jié)果當中，記錄學生的進步和表現(xiàn)，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(jiān)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(jié)奏和自身的教學節(jié)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(zhuǎn)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(qū)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(qū)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(nèi)可以行駛多遠的路程，進行記錄，拿到數(shù)據(jù)看向老師并接受老師的提問：“動輪在轉(zhuǎn)動一圈的同時，主輪轉(zhuǎn)動了多少圈？”“汽輪的轉(zhuǎn)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(qū)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(shù)據(jù)填入我們的工作表格中，回答老師的問題如“齒輪轉(zhuǎn)動比是多少”“動輪在轉(zhuǎn)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(qū)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(zhuǎn)一個方向，運作同一個程序，測量3秒內(nèi)移動的距離是多少。把數(shù)據(jù)填入表格當中，回答老師的問題：“動輪轉(zhuǎn)一圈的情況下，主輪轉(zhuǎn)動了多少圈”“齒輪的轉(zhuǎn)動比是多少”回答過后，我們的試驗結(jié)束來進行下面的數(shù)據(jù)分析。

4.我們的表格填寫完成后，老師進行統(tǒng)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(zhuǎn)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?？欤橇貢档秃芏?。這樣就完美帶動了整個課程的節(jié)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(jīng)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?shù)木褚矔钪麄儯瑫r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(shù)學和機械制造知識，讓學生直觀應用了齒輪、力矩、轉(zhuǎn)速、時間、速度和距離之間的關系已經(jīng)一些概念的運用和轉(zhuǎn)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(yǎng)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(jīng)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(xiàn)代教育教學探索組委會.2014年3月現(xiàn)代教育教學探索學術交流會論文集[C].現(xiàn)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(fā)[D].首都師范大學，2006.

編輯 孫玲娟