机器人科学教育论文

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一、开展机器人科学教育活动的途径

面对新的形势和学校的实际情况，笔者所在的学校———浙江传媒学院实验中学，积极进行了机器人科学教育的探索。

（一）成立机器人俱乐部，创设学习现代科学与技术的实验平台

为了将国家课程“通用技术”中的“机器人制作”课程更好地落到实处，浙江传媒学院实验中学在上级教育部门、科技局的支持下，与浙江外国语学院、上级教育技术中心、潮鸣街道科协和杭州发明学校共同发起，创办了浙江省首家通用技术与机器人科学教育相结合的“杭州机器人俱乐部”（设于浙江传媒学院实验中学内），并正式挂牌开展机器人科学教育活动。俱乐部开展活动的宗旨是开展丰富多彩的机器人研制和竞赛活动，普及机器人科学知识，发挥青少年的聪明才智，使青少年在快乐的体验中学习，在成长与进步中培养科学精神和科学思想，掌握科学知识和科学方法。此外，也鼓励更多优秀科技幼苗的涌现，唤起全社会对青少年科技活动的普遍关注和支持。俱乐部有人工智能机器人工作室（各种规格的机器人50多套）、电子制作工作室、模型设计工作室、通用技术工作室和劳动与技术创新制作室等。俱乐部面向全市中小学生开展示范展示活动，并开放机器人专用实验室或活动场地，组织学生和社区市民参观、体验、参与机器人设计与制作项目，让更多的学生和市民了解机器人、接触机器人、设计机器人、制作机器人。俱乐部还利用业余时间对中小学生开展机器人基本知识和技能的培训，并定期组织开展校际机器人邀请赛，为广大中小学生提供一个学习科技、展示自我的平台。这样，社区与学校合作，达到了资源共享的目的，体现了“建设节约型社会”的理念。此外，俱乐部还与杭州市科技局、浙江中控科技机器人研究院合作举办了全国科普周活动项目“机器人的昨天、今天和明天”的科普讲座，受到了很多通用技术教师和市民的好评。

（二）利用俱乐部吸引爱好者共同探究机器人教育

俱乐部依托机器人教育工程专业人员在为有关学校进行定向指导后，很多学校将机器人科学教育纳入到信息和通用技术及物理等选修课程中去，并逐步开展机器人科学教育的组织方式与教学活动的研究。有的学校成立了机器人项目教学活动研究小组，有针对性地开展各项活动；有的学校与现代科技企业合作，创办机器人科学教育联盟，针对中小学生机器人教育的标准化硬件和软件进行开发和试验；有些学校还投入大量经费，创建了经济实用的机器人实验室，并添置了最新的机器人教学设备，为进一步深入开展机器人科学教育提供硬件支持。这样，专业人才与业余爱好者相结合，运用多种方法，总结经验，使机器人科学教育不断得以改进和完善。

（三）以任务驱动使机器人教育成为参赛项目和常态实践活动

学校强调在普及的基础上，充分发挥学生的自主性、探索性和实践性，鼓励有兴趣、有特长的青少年深入开展机器人科技活动。在活动前或活动的过程中，教师必须经常与学生共同讨论，明确实践的具体要求和任务，通过不断引导激发和维护学生的兴趣和热情，帮助学生开拓思维，培养学生创造性解决实际问题的能力。如周斌同学进行了赛车机器人的研制，他充分发挥了想象力，并查阅了许多资料，请教了有经验的老师，将真实的赛车控制系统运用于机器人的设计中，一举在省机器人大赛中获得了冠军。

二、开展机器人科学教育活动的特点

我们开展的机器人科学教育活动主要有以下特点：

（一）具有趣味性机器人科学教育活动能增强学生的求知欲，激发学生的学习兴趣，使它们在兴趣盎然中逐步形成创造的原动力，使“快乐机器人”探究变成现实。它能启发学生发现问题，使机器人科学原理的学习和科技创新与现实问题相互联系，进而激发学生的创造欲望。

（二）有利于培养学生的创新能力机器人科学教育活动对学生思维方法的培养和锻炼、对学生的创新能力的形成极为有利。例如学生设计的“机器狗”，生动形象，并且还有语音和情感响应。

（三）有利于培养学生的合作交流能力学生在小组合作的实验环境中，共同设计、组装、编程和调试。在完成每次技术任务的过程中，设计制作者必须进行讨论和交流，必须有相应人员的配合和共同努力才能达到相应目的。这样就能慢慢促进学生合作学习能力的提升。

三、开展机器人科学教育活动的保障措施

（一）师资落实

我们选定既有好的科学基础理论水平，又有很强的实践动手能力的优秀教师，承担机器人科学教育活动的具体指导工作，并实行分工负责，合理调节。指导教师主要为：科技教育特级教师、机器人俱乐部科技创新负责人、高中技术学科教师，还有物理、化学、生物等相关课任教师，以及团委和学生会的科技骨干教师和高校志愿者。

（二）时间落实

机器人科学教育活动一般安排在下午放学后或双休日，寒暑假期主要开展实践活动，也会在全国“科普周”等特殊的日子里安排一些活动。

（三）场地落实

机器人俱乐部设有各种门类的机器人探究实验室，包括机器人踢足球的专业球场6个、机器人灭火实验场地2个，此外还有机器人调试台等专业场所。

（四）器材落实

我们为俱乐部创造了较好的资金条件，专门招标购置先进的组合式机器人套材，如用于科技探究活动的“科乐思”器材30套、小型机器人200套件、高级机器人组件12套以及各种电子元器件等，投入约80万元，为机器人科学教育活动的有序、有效开展奠定了良好的硬、软件基础。

四、开展机器人科学教育活动的成效

杭州机器人俱乐部设在浙江传媒学院实验中学的“全国科学教育基地”内。自从成立之日起，我们就积极组织学生参加各种各样的机器人科技创新实践活动，在传授科学文化知识的同时，重视培养学生的科学思想和创造意识，激发学生的创造积极性。学生手脑并用，创新设计和发明制作了很多科技作品。在学生参加的各级各类青少年科技创新发明比赛中，共有1600多项次获全国、省、市的一、二、三等奖。2012年，机器人俱乐部派出的代表队在杭州市机器人比赛中荣获高中组和初中组足球赛冠军，后来在浙江省的比赛中，杭州艮山中学队和浙江传媒学院实验中学队分别取得机器人足球比赛一等奖和冠军的好成绩。2014年，中央电视台专程来学校机器人俱乐部拍摄机器人科学教育实践活动。他们对机器人俱乐部所开展的各种各样的科技活动给予好评。我们的机器人技术创新设计与制作活动照片还被刊登在中央教育科学研究所主办的杂志封面上。实践证明，机器人俱乐部的成立有利于促进青少年第二课堂活动的广泛开展和学校科学教育水平的提高。

五、对开展机器人科学教育活动实践的认识

机器人科学教育活动内容必须丰富，形式必须多样。只有这样才能吸引学生参加，满足学生各方面的要求，使他们的兴趣、爱好向积极方向发展。同时，机器人科学教育活动要基于学生的生理、心理特点，其目标设定要契合和适应课程改革与未来劳动者素质的要求，根据面向现代化、面向世界、面向未来的方向来确定。机器人科学教育活动应具有科学性、知识性和实践探究性。科学性就是要求内容正确，能从力学、热学、电磁学、光学和信息学等极其广泛的物理基础理论和科学实验技术中寻求依据，找出解决问题的办法。知识性就是指科学实验探究创新实践活动要有助于学生掌握知识、形成技能，使学生在活动中有所收获。实践探究性就是寓知识于实践活动之中，让学生在实践活动中接受科学教育，提升创新素养。机器人科学教育活动的开展要注重建构可持续发展的实验方案与竞赛标准。科学的评价体系以及适宜的奖励机制，能够激励学生的参与积极性、激发学生的创造性。在机器人科技教育活动中，教师既是组织者、指导者，又是参与者。教师要在教学中尽可能地创造宽松的环境和和谐的学习氛围，发扬民主，大力鼓励学生向教师提问题，引导学生树立“不唯书，不唯师，只唯实”的科学态度和科学精神。

作者：陈欢庆 单位：浙江传媒学院实验中学