中小学生开展机器人教育意义论文

中小学生开展机器人教育的意义摘要：开展机器人教育旨在培养学生的创新精神和综合实践能力，它也是有效实施素质教育的主要途径之一。结合几年的实践经验从多方面阐述了中小学开展机器人教育的意义。

关键词：中小学生；机器人教育；意义

在全国第三次教育工作会议上，党中央、国务院明确、郑重地把“重点培养学生的创新精神”写入党的教育方针。如何培养在新时期具有创新精神的新一代，是事关国家前途和民族命运的大事，也是基础教育义不容辞的责任，而且课程改革是基础教育和实施素质教育的核心。在中小学开展机器人教育是通向此目的的途径之一。

通过机器人的学习活动，让学生了解掌握传感器知识，结构的搭建方法，各种部件的控制方法；引导学生逐渐形成编程的思想，掌握机器人的程序设计方法；在计算机上编写程序，然后通过计算机和机器人的通讯技术，将程序下载到机器人的微处理器上，通过观察机器人的运行情况来调试、验证、反思、改进。这里面涵盖了计算机知识、数学知识、物理知识、结构学知识等，这种多学科的综合性、合作性学习，极大地激发了学生的学习兴趣，有效地培养了学生的创新能力和综合素质能力。所以我认为在中小学开展机器人教育有着重要的意义。

一、有利于激发学生的兴趣和参与热情

电脑机器人制作在很大程度上需要学生自己动手搭建出机器人

模型。通过各种乐高积木的组合，可以搭建出各种车、房屋、动物等实体的模型，千变万化。有时候还需要结合其他材料，需要学生自己设计、组建，老师只充当引导者角色，实际的操作由学生完成。在反复调试验证的过程中，学生往往要拆装机器人很多次，在很大程度上体验了科学工作者的艰辛，并理解了机器结构的奥妙，从而手也变得灵巧起来。

机器人教育课程与传统的以知识传授和技能培养为目标的课程不同，机器人项目的设计、制作、调试具有实践性强、探索性强和综合性强的特点，因此，每次活动都以学生为中心，以问题为驱动，学生自己设计、组建，促使学生主动进行探究式学习，充分发挥学生的主动性和创造性，老师只是作为活动组织者。例如：在《wro 机器人常规赛》项目研究中，根据每年官方网站公布的主题，给出相关任务要求和提供相关的机器人套件，让学生提出自己的想法，并主动去探索、去研究、去观察、去发现、去搭建、去编程，然后再反复调试验证，最后在小组的共同合作下成功地完成老师所给任务，让机器人在试验场地上胜利地完成各项挑战任务。在反复调试验证的过程中，学生的动手能力也得到了锻炼。通过这些生动、直观、有趣的实际情境，激发了学生的兴趣和参与热情。

二、有利于培养学生良好的观察、思考习惯和认真、细心的工作态度

敏锐的观察能力对于每个人来说，都是不可缺少的能力素质。而独立思考是一个人进行创新活动的前提，也是素质教育的目标之

一。这些都需要通过后天的实践逐渐培养起来。

机器人活动可以培养学生良好的观察习惯，提高观察能力。在项目研制的过程中我们经常要求学生留心观察机器人的运动情况、观察周围光线环境、观察黑线的位置等等，这在很大程度上锻炼了学生的观察能力。如机器人走轨迹的时候，经常会出现脱离轨迹的现象。我们建议学生主要从环境光的干扰方面考虑，学生也通过自己仔细观察发现，在电源充足的情况下，模拟黑标安装的位置高低不同，所采集的数据也相差很大，要降低模拟黑标离地面的高度，安装位置越低效果越好。另外为了更好地减少外界环境光的干扰，也可以在模拟黑标上做一些改动，例如在模拟黑标上贴上一层黑色电工胶布尽量减小透光的小孔，或者调整模拟黑标上接收管的位置等等，这些方法都能起到很好的效果，通过这些调整，机器人就能够很稳定地完成任务。

机器人活动要有认真、细心的工作态度，这是容不得半点马虎的，而且一丁点的误差都有可能导致任务的失败。即便你各方面都很出色，也不可能每次都获得成功，红外线的影响、光线的变化、电量的消耗、机器人每次放置的位置等等都会影响你最后的结果。例如：我们学生在重庆参加全国青少年机器人大赛上，比赛前做准备工作时不够细心，过于信赖新电池的质量，没有把新开封的电池进行一次全面的电量检测，碰巧这次所买的新电池里面有两个电池是没有电的，导致机器人在比赛中控制失灵，最后很遗憾与冠军头衔擦肩而过。这个不应该出现的失误让老师和学生都得到了一次很

好的教训。在不断的失败中，学生懂得了如何保持平和的心态，仔细观察，积极思考，发现问题所在，吸取教训。总之，勤于观察、善于思考的人才能拥有充满希望的未来之路。

三、有利于培养学生的逻辑思维能力

创造性的思维是整体的思维，逻辑思维是这个整体思维的正确性的基础，没有严密的逻辑思维基础，思维将是混乱的、彼此矛盾的。制作机器人，大至整个制作过程的构思、计划、步骤的拟定，小至机器人结构中大小齿轮的选择、位置的摆放，都需要调动学生的逻辑思维。例如在进行《机器人探险》研究项目时，要求设计的探险机器人必须沿着一条规定的轨迹线前进，并通过河流、草地、斜坡等各种障碍在完成越野任务后，最后到达基地。在这个项目中，学生首先要研究场地地形，然后再根据地形的情况来设计、搭建机器人，接着编写程序，最后经过反复调试直到胜利完成任务。在这个过程中，学生必须要考虑到很多问题：如何才能让机器人沿黑线走？要采用几个光电传感器来检测黑线？如何通过河流、草地、斜坡等各种障碍？如何尽可能快地完成任务？这些问题都是学生在

制作、调试过程中所要遇到的问题。为了能解决这些问题，学生必须认真细心地分析问题的原因，理清、理顺各任务、各问题的逻辑关系，在调试过程中做到思路清楚，明确该先换什么、再改什么，大胆尝试、大胆改进。在解决这些问题的过程中无时无刻不在挑战学生的逻辑思维能力，同时也在不断地提升着他们的逻辑思维能力。

四、有利于培养学生的团队意识和合作精神

在传统课堂上，学生很少有合作行为，生生之间鲜有合作互动行为出现，且他们大部分时间是被动地听老师讲课。而机器人制作活动涉及的知识很广泛，许多活动学生不可能一个人完成整个任务，必须要有多名同学的协作。并在协作的过程中相互探索、发现有用的信息，然后和其他成员共享。例如：《fll机器人工程挑战赛》项目是一项队制比赛，队伍可由6~12名9~16岁的学生组成。每年在全球范围内统一发布一个前沿科技热点课题，包括场地赛机器人设计、课题研究答辩和表演赛等几个子任务，要求学生在八至十周内完成。要想在这么短的时间内很好地完成各项任务，必须充分调动学生的学习积极性，也需要小组全体成员的共同努力，我们开展这项课题的方法就是：将“大任务”分拆为多个“子任务”再分配给每位组员，使每个学生既要对自己所负责的部分全力以赴的学习和研究，又要依靠小组其他同学的帮助完成最终的作品，让小组学生之间形成互相帮助、互相支持的团队合作氛围。通过这种小组合作的形式进行机器人技术的学习与研究，有利于激发学生内在的自我意识、合作意识；让学生通过团队活动，不仅提高自身的科学素养，还能在尊重他人中懂得自尊，在合作交往中懂得自信，在学习机器人技术的过程中享受到团队合作的乐趣。

因此，在中小学开展智能机器人教育，开发机器人文化的教育功能和发掘智能机器人的教育价值，对推进教育创新，促进教育改革和教育现代化，对创造型、研究型、专家型教师队伍的形成，对