近年来，随着信息技术教育的不断发展，中小学信息技术的又一新载体——智能机器人已进入中小学并走进课堂，机器人教育已成为深化素质教育改革、培养学生创新精神和实践能力的又一重要平台。探索中小学机器人教育的特点，探索中小学机器人教育教学活动的模式、规律和方法，已成为当前中小学信息技术教育工作的一项新课题。山东省潍坊市在开展中小学信息技术教育的过程中，注重了机器人教育的环境建设，依托机器人实验室，积极进行中小学机器人教育的探索实践，初步形成了具有本地特色的机器人教育教学活动的模式、规律与方法。
一、结合教学特点搭建机器人教学平台
开展机器人教育教学活动，必须有一个适合的环境平台，以实现机器人的课堂教学、课外活动以及竞技比赛的目标。因而，科学合理地搭建机器人教学平台，是保证机器人教育教学活动顺利实施的重要前提。
1.结合教学目标搭建。中小学开展机器人教育教学活动的目标主要有三个方面：一是通过学习，使学生了解智能机器人的性能、特点和工作方式，破除中小学生对机器人的神秘感。二是通过开设机器人课程，使学生掌握简单的机器人编程方法，了解机器人各种传感器和相关装置的作用，体会机器人是怎样在人的指挥下工作的，通过编程实践，提高学生分析问题和解决问题的能力。三是组织学生参加校内外有关机器人的竞技比赛，使学生熟悉各种机器人的搭建方法，掌握有关数字电路方面的知识，通过竞技比赛培养学生的动手能力、协作能力和创造能力，展现学生的创新成果。
2.结合教学活动方式搭建。目前，中小学开展机器人教育教学活动有以下几种方式：开展机器人兴趣小组活动、开展机器人师生培训和轮训、开设机器人选修课和必修课等。各学校可根据学校的规模和财力情况，选购机器人和相关拓展配件，开展机器人兴趣小组活动或机器人教学。
我市结合机器人的教学目标和活动方式，以集成机器人实验室的方式搭建机器人教学平台，并按照不同学段和学校规模的需求，整合了三种机器人实验室的配置方案。下面以“广茂达”的能力风暴机器人为例，谈机器人实验室的配备方案。
配置方案A：简易型机器人实验室（价值5万）
本实验室配备AS－MII机器人15套、L99050高级机械创新型机器人8套、LG4500课程型控制创新型机器人2套、AS灭火比赛扩展套件15套、AS多功能扩展卡2套。适合小学阶段和小规模初中学生开设机器人课程、开展兴趣小组活动和竞技比赛。
规模：20～30人的小班授课。
分组方式：机器人课程2～3人一组，创新课程4～5人一组。
配置方案B：标准型机器人实验室(10万)
本实验室配备AS－MII机器人25套、L99050高级机械创新型机器人12套、LG4500课程型控制创新型机器人4套、LG8000工程创新型机器人1套、AS灭火比赛扩展套件25套、AS多功能扩展卡5套、AS比赛用具2套。适合大规模初中和中等规模的普通高中学生开设机器人课程、开展兴趣小组活动和竞技比赛。
规模：50人左右的正常班级授课。
分组方式：机器人课程2～3人一组，创新课程5～6人一组。
配置方案C：豪华型机器人实验室(20万)
本实验室配备AS－MII机器人35套、L99050高级机械创新型机器人12套、LG4500课程型控制创新型机器人8套、LG8000工程创新型机器人1套、AS灭火比赛扩展套件35套、AS多功能扩展卡20套、AS灭火传感器扩展套件8套、AS比赛用具2套。适合普通高中学生开设机器人课程、开展兴趣小组活动和竞技比赛。
规模：50人左右的正常班级授课。
分组方式：机器人课程2～3人一组,创新课程6～7人一组。
到目前，我市已建成中小学机器人实验室76间，在机器人教育教学活动中发挥出了巨大的作用。
二、中小学机器人教育活动的模式探索
几年来，我们结合机器人教育教学活动的任务和特点，依托机器人实验室，开展了多种形式的教学活动和实践，初步探索总结了中小学机器人课堂教学的模式与方法。
1．小、初、高梯队式培养模式。该模式以县市区或一个相对集中的教学区域为单位，由电教主管部门牵头，发挥强校师资队伍的优势，整合高中、初中、小学的教师资源，按不同的教学模块组建了机器人灭火、机器人足球、机器人创意等项目组，在电教站统一调度下，形成了以强带弱、以高带低、优势互补、共同提高的机器人教学教研机制，在开展机器人教学研讨活动的过程中，形成了在小学阶段打基础、初中阶段重点培养、高中阶段出成果的“小、初、高梯队式培养模式”。我市滨海开发区应用该模式，机器人的教育教学水平逐年提高，特别是在竞技比赛中，连续两年蝉联全国高中机器人比赛冠军，两次在国际中学生机器人大赛中取得佳绩，在国内外产生了较大影响。
2．“点、线、面”相结合的教学模式。该模式由我市高密一中探索并总结提炼形成。高密一中是我市较早开展机器人教学活动的学校之一。该校结合机器人教学的特点，编制完成了《电脑机器人基础》、《电脑机器人科技创新》、《中学生电脑机器人DIY》等校本教材，并在初中实验班开设机器人必修课，将机器人教育渗透到信息技术课程之中。经过不断地实践探索，形成了以必修课为面，以活动小组为线，以竞赛项目为点的“点、线、面”相结合的教学链条，学生的信息素养在教学活动中逐年提高，该校的机器人代表队连续几年在全国比赛中取得佳绩，为我市开展中小学机器人教学和机器人竞技比赛提供了经验。
3．“三位一体”的教学模式。机器人教育是一项新事物，社会、家长都很陌生。在开展机器人教育过程中，如何取得社会、家长的支持是开展机器人教育的关键。基于这一点，我们选定了开展“青少年机器人教育和竞技”这一课题，发放公开书、“致家长的一封信”等，让社会各界了解我们的教育理念，争取社会的广泛支持。在取得社会、家长支持的基础上，结合学校实际，开展了丰富多彩的机器人教学与实践活动，逐步探索构建了“社会－家庭－学校三位一体”的管理模式，有效促进了我市机器人教学与实践活动的深入开展。
4．小学机器人教学“六步教学法”。经过一系列课堂探索与实践，在机器人教学中形成了一套符合我市实际的“激趣导课、学点互动、操作实践、合作交流、巩固深化、拓展延伸”六步教学法。具体做法：
（1）激趣导课。上课开始，利用科技发明小故事、机器人轶事或精彩的录像片段等进行导课，让学生主动地投入到机器人研究中去。
（2）学点互动。针对本堂课的教学知识点进行师生、生生互动。教师在课堂上给学生创设民主的学习气氛，解放学生的大脑，让他们大胆设想。教师不轻易否定学生的想法，肯定学生的任何一个灵感的火花。
（3）操作实践。根据上一环节的知识点，自己动手进行实践操作。解放学生的双手，让他们尽情地创造，让学生在操作中实践物理原理并和机器人技术进行有机结合。
（4）合作交流。在操作的基础上，进行班级间的合作交流。完成初步操作后，再进行分组交流，讨论本课领悟到的知识，畅谈收获，找出不足，共同进步。
（5）巩固深化。学生在交流的基础上，进行巩固练习。整理课堂笔记，通过练习、应用，巩固本节课学到的知识，改进不足。
（6）拓展延伸。针对课堂中所学的内容组织学生进行发散思维，把课堂学到的知识联系到日常生活中去。
实践证明，“六步教学法”符合小学机器人教学的特点，在教学中能收到事半功倍的效果。
三、中小学机器人教育的几点思考
1．开展中小学机器人教育教学活动，搭建适合机器人教育教学的环境平台，必须得到政府的支持和社会的参与。首先是领导重视。我市在2002年开展机器人教育之初，市教育局领导多次在全市教育工作会议上强调，要把机器人教育作为“一把手”工程来抓，要从培养学生信息素养、提高学生创新精神和实践能力、落实新课程标准、推动素质教育、与国际教育接轨的高度去认识。我们深深感到，领导的认识和重视是基础保障。其次是政策鼓励。如对辅导学生在全国比赛中获奖的辅导教师颁发政府教学成果奖，将中小学机器人实验室建设纳入政府教育督导。市教育局对建成机器人实验室的中小学给予一定的奖励。这些激励政策，充分调动了基层中小学校和广大师生参与机器人教育的积极性，使我市中小学机器人教育的设备配备及应用都有了很大进步，并逐步形成了我市的办学特色。
2．开展机器人教学，必须培养一批事业心强的专家型教师队伍。机器人教学与实践活动涉及信息技术、物理、音乐、美术等多个学科，需要教师知识面广、责任心强。几年来，我们多次邀请国内机器人教育领域的专家、教授来我市作辅导报告，举办多种形式的培训班，培训骨干教师300余人，形成了一支水平较高、覆盖全市中小学的机器人辅导教师队伍，为下一步大面积开展培训和机器人教学活动奠定了基础。
3．开展机器人教育教学活动必须做到“点面结合”。在机器人教育教学活动中，就学校而言，“点”就是个别学生、各类兴趣小组，“面”就是学校的全体学生。就全市来讲，“点”就是个别学校、个别县市区，“面”就是县市区的绝大多数学校和学生，就是要面向全体学生培养学习机器人的兴趣和意识，为将来的专业发展打下基础。开展机器人教育，首先要善于在“点”上发现动手能力、创造能力及逻辑思维能力强的学生以及有突出成绩的兴趣小组和特色学校进行重点培养，然后以点带面，带动面上的普及、推广与提高，为培养和造就专业人才打好基础。
（作者单位：山东潍坊市电化教育馆）
