“人工智能”时代，让机器人走进课堂

关注两会关注教育那些事 点二维码 关注我们 

《教育信息化“十三五”规划》明确提出要“积极探索信息技术在‘众创空间’、跨学科学习（STEAM教育）、创客教育等新的教育模式中的应用，着力提升学生的信息素养、创新意识和创新能力，促进学生的全面发展。” 在此背景下，如何在教学中坚持STEAM教育理念开设适合学生的拓展性课程？

为此，我们的做法是：在“以生为本，为学生一生的幸福和发展奠基”的育人理念和数字校园的环境支撑下，学校组织教师开发数字化校本课程，形成了以“机器人”为代表的数字化校本课程群，以课程拓展学生眼界，促进学生全面发展。

在“三级课程、三级管理”的模式下，校本课程开发与学校的特色构建相辅相成，需要以学校为本位，注重学校、教师和学生的发展。在开发具有学校特色的校本课程过程中，我校利用数字校园优势，在原有六大类课程体系的基础上，不断丰富数字化校本课程，形成了具有一定规模的数字化校本课程群。我们的出发点是着眼学生一生的发展，通过校本课程教学拓宽学生视野，提升学生素养。

机器人是信息技术的前沿领域，是一门具有高度综合渗透性、前瞻性和实践性的学科，其作为教学内容已经出现在多个版本的信息技术学科教材中。我校的机器人校本课程教学并非单纯教授信息技术内容，而是坚持STEAM教育理念，引导学生借助信息技术手段，应用数学、工程、艺术等多学科知识，将设计机器人同实际生活、实际问题相联系。

机器人校本课程的教学设计与实践

机器人校本课程的设计思想

一是基于小组合作，在“做中学”；二是基于项目开展学习活动；三是基于STEAM教育理念设计教学。

说到“机器人”，很多人的反应是“核心在于编程”，有一定技术难度。我们设计机器人校本课程，将着眼点放在挖掘学科交叉上，以多学科渗透作为课程的特色，通过多样化的情境、多角度的任务、多维度的评价等，让每个学生都有发挥自己所长的舞台，做到学以致用。

课程教学目标

本课程教学围绕知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标展开。一是知道机器人的历史、发展和应用，了解机器人对人类社会的价值；二是了解机器人的结构、特点和基本原理；三是能够完成简单机器人的设计与组装；四是掌握基本的C语言图形化编程的方法，认识简单的程序结构，会进行简单的程序调试；五是养成严谨的思维习惯，提升创新能力。总之，最终是为了提高学生的核心素养。

课程结构及内容

本课程按照学习内容及难度分为基础、能力、综合三个模块。基础模块侧重介绍机器人相关知识、基本原理等；能力模块通过模拟某些真实场景，让学生体会机器人在现实生活中的巨大作用；综合模块从实际出发，引导学生通过设计机器人来解决问题，具体内容及课时分配如表1所示。

表1 机器人校本课程课程结构及内容

基于STEAM教育理念的课程实施案例

我校的机器人校本课程教学并不是单纯讲授编程方法，而是将科学、技术、工程、艺术、数学等科目进行有机整合，与实际生活相联系，引导学生创造性地开展跨学科探究活动。下面以其中一节课例“玩具的创新设计”（第4课时）加以说明。

该项目为综合模块的内容，共6课时，前3课时学生主要学习了分支、循环两大重要的程序结构，还根据小组的设计完成了机器人拼装。本节课主要引导学生发挥想象力对玩具车进行改造，并根据自行设定的应用情境，使用硬纸板、橡皮泥、彩带等材料对改造后的玩具车进行装饰，使之更加美观。通过设计与实践，让学生体验将知识运用于生活的乐趣。

1.教学目标（括号内的字母表示对应STEAM的学科）。一是认识光电传感器，会正确使用光电传感器测量光电值（S、E、M）；二是能综合运用分支结构、循环结构等实现寻迹车功能（S、T、M）；三是通过小组探究培养学生分工合作的团队意识（S、E、A）。

2.教学过程。本课时教学共分为4个部分：情境导入、探究活动、小组展示和组内研讨。在情境导入环节，我们先回顾之前的探究内容，基于玩具创新来设计探究主题，激发学生的探究热情。之后设计了3项探究活动，分别解决光电传感器的使用、程序结构的认识和程序调试问题。这些是技术难点，学生在原理理解、外形拼装上还要应用科学、工程、数学等知识，这样的教学体现了STEAM教育的理念。

3.教学评价。对于课程评价，在评价主体上改变了单一的教师评价，引入学生的自评、互评等形式。依据多元智能理论，本课程评价的维度并非只有程序完成与否、功能实现与否，而是从多方面进行评价，其评价维度具体包含如下几个方面：一是机器人的设计维度——机器人拼装是否稳固、美观，是否有创新之处，能否体现“玩具的创新设计”这一主题；二是程序的编写维度——程序编写是否简洁，结构是否清晰，对特殊情况是否有相应的处理机制；三是小组合作维度——小组成员分工是否明确，是否全员参与，成果展示是否达到预期效果，是否有反思及改进策略等。

在多主体、多维度的评价过程中，每发现一个亮点，就在评价量表的对应维度内添加一颗星，通过小组间的互相竞争推动探究活动的开展。教师对各小组的表现将从设计的机器人是否稳固、美观、新颖，程序的编写是否简洁、清晰、完整，小组合作的分工、合作、展示、分析情况如何等方面进行综合评价。

总结

通过本节课的教学，我们对STEAM教育做了探索，尝试将多学科进行融合，取得了不错的效果。

总的看来，本节课具有如下特色：其一，情境教学，贴近生活。整个系列活动以“童年的玩具”作为情境，以“玩具的创新设计”作为课题，有效激发了学生的学习热情，让教学内容与生活有效融合，体现了知识的应用价值。

其二，融会贯通，类比学习。在本节课教学过程中，教师引导学生发现不同程序结构之间的相似之处，将“光电检测”类比于“碰触检测”，让学生通过类比学习完成知识迁移，学会应用知识。

其三，多元展示，各显神通。为使每个学生的所长都能得到展示，我们力求做到多元立体，不仅让学生展示机器人功能，还让学生展示机器人形态。

其四，注重反思，研讨提升。本节课最后一部分为小组研讨，让学生通过观摩其他小组的展示，做进一步思考，对本组的作品提出改进方向，进一步提高学习效果。

机器人校本课程基于STEAM教育理念展开，充分彰显了新课标中“教师主导，学生主体”的精神，通过学科交叉渗透让学生在合作探究中提升能力。在教学实施过程中，学生在探究过程中打破学科界限，充分运用所学知识，体验成功的乐趣，同时为进一步提升奠定坚实的基础。

（作者系湖北省宜昌市第六中学教师）

~ END ~

文章来源：《中小学数字化教学》2018年第1期

责任编辑：祝元志

微信编辑：李中华

---

推荐阅读

2018，我们将聚焦以下话题，

欢迎来稿，欢迎留言，欢迎联系数老师哦

数老师微信：hua598679767（请注明姓名+学校）

长按二维码，关注我们

《中小学数字化教学》

教育部主管，人教社主办

国家级教育专业期刊

欢迎订阅 订阅有用▼

订阅方式：全国各地邮政局

邮发代号：80-896

期刊定价：12 元

欢迎投稿 稿酬从优▼

投稿邮箱：[e-mail]

              [e-mail]

投稿联系：010-56086251

投稿QQ群：246982773

点击“阅读原文”，查看更多！