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摘要：创客教育理念下，以智能机器人为载体、以培育计算思维为导向的学习已悄然而至。当灵动而具象的机械结构被赋予程序的灵魂，学习也将呈现一番动感而富有生命力的美景。本文在创客教育主题下，结合机器人教学实践经验，从启蒙、尝试、实现、创造四方面规划出一条机器人教学的通用路径，并探究不同阶段教学策略的有效运用。
关键词：计算思维；机器人；机械；程序；教学策略
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2018）21-0009-04
当人工智能时代的钟声敲响，当创客的风帆已经高高扬起，当STEAM教育的浪潮已经涌向岸边，我们可以清晰地感受到未来的教育将发生巨大的改变。在人工智能新时代，中小学信息技术教育肩负着让孩子触摸人工智能，培育其计算思维的使命。以机器人为载体的教学活动已然成为教育迭代的产物，它既可以通过机械的精巧搭建触摸思维，又可以通过程序的精密设计活跃思维。
然而，一个崭新的时代留给教育的更多的是机遇与挑战。纵观当前机器人教学的现状，要完成新时代所赋予的使命我们是“心有余而力不足”。机器人价格的制约、理论研究的缺乏、竞赛趋势的导向等都阻碍了机器人教学的普及。其实，机器人教学光有硬件设备是不够的，还需要有配套的课程；光有课程也是不够的，还需要有适切的教学策略。只有这样，机器人教学才能勾勒出一条有效的路径，以通往新时代所期待的唯美境地。
启蒙，始于触摸机器而迸发的满腔热情
古人云：启其蒙而引其趣。机器人教育的启蒙也要从学生的兴趣出发，形成乐学、好学、自学的态势。机器人尽管以其多变的造型、智能的技艺受孩子们青睐，但却难以经受多重的考验。因此，兴趣不是天生的，也不是固定不变的。如何能够激发并保持孩子们学习机器人的兴趣呢？针对这一问题，笔者结合实际的教学经验与机器人本身的特征进行研究整理，并归纳出一种可行的策略——三度触摸策略（如图1）。
1.一度触摸，感受机械与程序融合的魅力
今天的孩子是数据时代的原住民，在人工智能的时代背景下，他们不乏与机器人亲密接触的机会。但在与机器人打成一片的同时，却鲜有人思考其组成、原理、技术、意义……因此，有必要将机器人请进课堂，让学生浸润到机器人世界中，在充分的触摸体验与深刻的感悟中习得知识技能，培养学生持久的兴趣。
案例1：《认识机器人》——课堂里出现的智能伙伴。
在《认识机器人》一课中，目标是让学生了解机器人结构的基本组成。笔者将智能机器人——小优引进课堂，孩子们一进门便一片哗然，难以抑制的好奇与热情溢于言表。课堂上，孩子们可以通过全方位观察活动，了解机器人的执行机构；可以通过互动体验，感知机器人的传感器模块；可以通过交流对话，感受机器人核心处理器的强大……在教师的适当引导下，孩子们在不知不觉中印象深刻地储备了机器人基础知识。
一度触摸的形式可以多样化，除了实体机器人，也可以是虚拟机器人、视频、图片、简易模型等。而它们的共同目的是让孩子们浸润到机器人的世界，并为之倾倒，激发兴趣，驱动主动学习的热情。
2.二度触摸，与零件交朋友
二度触摸，是一个从整体到局部的演变。学生对机器人有了整体的感性认识，也对每一个部件充满了好奇。那就顺应孩子们的好奇心，让其在零件的海洋中寻找机械结构的奥秘。
案例2：百变造型中探究齿轮的相互作用。
以乐高机器人为例，齿轮是动力传递的主要来源。而乐高机件中齿轮的种类繁多，功能不一，机械传递的原理也不尽相同。笔者在教授大齿轮与小齿轮之间带动关系时，为学生设计了一份导学单，引导学生在用自己设计的齿轮结构传递动力的过程中，观察力的大小、速度、方向等的变化。通过比较与分析，得出齿轮间相互作用的结论。在整个教学活动中，孩子们既倾心于自己设计的齿轮造型，又力求寻找规律将齿轮的价值发挥到最大。
机械结构的触摸让孩子更进一步接触机器人，并可以亲自体验对机器人进行改造。教师在二度触摸的过程中要做好引导作用，结构的设计不仅仅是为了美观与好玩，合理的结构设计是机器人得以施展其功能的物质基础。
3.三度触摸，与程序打招呼
如果机械结构的搭建培养了孩子们的动手能力，那么程序便是对思维能力的提升。三度触摸，将原本机械的动力结构智能化，将孩子们的学习热情推向了高潮。
案例3：比比谁的小车更灵动。
以小车作为机器人的基本结构，加以程序的作用，学生能轻松地驱动其前进与后退。而笔者在此基础上，教授机器人转向的奥秘。首先让学生观察，小车在转向过程中轮子的方向与速度变化，从而得出左转与右转轮子的速度、转向角度等变化规律。孩子们在调试过程中，感受到程序的巨大魅力，研制出各种走向的机器人。笔者以此为契机，增设了“比比谁的小车更灵动”环节，展示的机器人中有的能走正方形，有的能绕障碍物，有的还能跳舞……孩子们在分享的过程中，看到的是机器人灵动的行为，收获的却是程序设计的奥秘。同时，他们在同伴和老师的认可中，增强自信，对机器人的热情也得以保持。
三度触摸，直达机器人的核心，孩子们也在此过程中体验到程序是机器人灵魂一样的存在。对程序的调控而产生的机器人不同行为的反馈，正是孩子们热衷的焦点，进而也推动了程序的学习热情。
嘗试，汇于模仿所带来的成功体验
尝试，意味着机器人教学由单一的结构学习转向整体的项目学习。在尝试阶段，学生对机器人的设计与操练尚未成熟。因此，模仿是该阶段最有意义的学习行为。模仿是学习复杂动作技能的早期阶段，适用于机器人学习的起步。模仿的目的在于让学生体验完整的机器人项目所带来的成就感，同时，也深化机器人相关的基本知识，了解机器人原理如何应用到实际机器人设计与制作中。笔者在引导学生尝试的过程中，总结出一些教学策略，让该阶段教学效果最大化。
关键词：计算思维；机器人；机械；程序；教学策略
中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2018）21-0009-04
当人工智能时代的钟声敲响，当创客的风帆已经高高扬起，当STEAM教育的浪潮已经涌向岸边，我们可以清晰地感受到未来的教育将发生巨大的改变。在人工智能新时代，中小学信息技术教育肩负着让孩子触摸人工智能，培育其计算思维的使命。以机器人为载体的教学活动已然成为教育迭代的产物，它既可以通过机械的精巧搭建触摸思维，又可以通过程序的精密设计活跃思维。
然而，一个崭新的时代留给教育的更多的是机遇与挑战。纵观当前机器人教学的现状，要完成新时代所赋予的使命我们是“心有余而力不足”。机器人价格的制约、理论研究的缺乏、竞赛趋势的导向等都阻碍了机器人教学的普及。其实，机器人教学光有硬件设备是不够的，还需要有配套的课程；光有课程也是不够的，还需要有适切的教学策略。只有这样，机器人教学才能勾勒出一条有效的路径，以通往新时代所期待的唯美境地。
启蒙，始于触摸机器而迸发的满腔热情
古人云：启其蒙而引其趣。机器人教育的启蒙也要从学生的兴趣出发，形成乐学、好学、自学的态势。机器人尽管以其多变的造型、智能的技艺受孩子们青睐，但却难以经受多重的考验。因此，兴趣不是天生的，也不是固定不变的。如何能够激发并保持孩子们学习机器人的兴趣呢？针对这一问题，笔者结合实际的教学经验与机器人本身的特征进行研究整理，并归纳出一种可行的策略——三度触摸策略（如图1）。
1.一度触摸，感受机械与程序融合的魅力
今天的孩子是数据时代的原住民，在人工智能的时代背景下，他们不乏与机器人亲密接触的机会。但在与机器人打成一片的同时，却鲜有人思考其组成、原理、技术、意义……因此，有必要将机器人请进课堂，让学生浸润到机器人世界中，在充分的触摸体验与深刻的感悟中习得知识技能，培养学生持久的兴趣。
案例1：《认识机器人》——课堂里出现的智能伙伴。
在《认识机器人》一课中，目标是让学生了解机器人结构的基本组成。笔者将智能机器人——小优引进课堂，孩子们一进门便一片哗然，难以抑制的好奇与热情溢于言表。课堂上，孩子们可以通过全方位观察活动，了解机器人的执行机构；可以通过互动体验，感知机器人的传感器模块；可以通过交流对话，感受机器人核心处理器的强大……在教师的适当引导下，孩子们在不知不觉中印象深刻地储备了机器人基础知识。
一度触摸的形式可以多样化，除了实体机器人，也可以是虚拟机器人、视频、图片、简易模型等。而它们的共同目的是让孩子们浸润到机器人的世界，并为之倾倒，激发兴趣，驱动主动学习的热情。
2.二度触摸，与零件交朋友
二度触摸，是一个从整体到局部的演变。学生对机器人有了整体的感性认识，也对每一个部件充满了好奇。那就顺应孩子们的好奇心，让其在零件的海洋中寻找机械结构的奥秘。
案例2：百变造型中探究齿轮的相互作用。
以乐高机器人为例，齿轮是动力传递的主要来源。而乐高机件中齿轮的种类繁多，功能不一，机械传递的原理也不尽相同。笔者在教授大齿轮与小齿轮之间带动关系时，为学生设计了一份导学单，引导学生在用自己设计的齿轮结构传递动力的过程中，观察力的大小、速度、方向等的变化。通过比较与分析，得出齿轮间相互作用的结论。在整个教学活动中，孩子们既倾心于自己设计的齿轮造型，又力求寻找规律将齿轮的价值发挥到最大。
机械结构的触摸让孩子更进一步接触机器人，并可以亲自体验对机器人进行改造。教师在二度触摸的过程中要做好引导作用，结构的设计不仅仅是为了美观与好玩，合理的结构设计是机器人得以施展其功能的物质基础。
3.三度触摸，与程序打招呼
如果机械结构的搭建培养了孩子们的动手能力，那么程序便是对思维能力的提升。三度触摸，将原本机械的动力结构智能化，将孩子们的学习热情推向了高潮。
案例3：比比谁的小车更灵动。
以小车作为机器人的基本结构，加以程序的作用，学生能轻松地驱动其前进与后退。而笔者在此基础上，教授机器人转向的奥秘。首先让学生观察，小车在转向过程中轮子的方向与速度变化，从而得出左转与右转轮子的速度、转向角度等变化规律。孩子们在调试过程中，感受到程序的巨大魅力，研制出各种走向的机器人。笔者以此为契机，增设了“比比谁的小车更灵动”环节，展示的机器人中有的能走正方形，有的能绕障碍物，有的还能跳舞……孩子们在分享的过程中，看到的是机器人灵动的行为，收获的却是程序设计的奥秘。同时，他们在同伴和老师的认可中，增强自信，对机器人的热情也得以保持。
三度触摸，直达机器人的核心，孩子们也在此过程中体验到程序是机器人灵魂一样的存在。对程序的调控而产生的机器人不同行为的反馈，正是孩子们热衷的焦点，进而也推动了程序的学习热情。
嘗试，汇于模仿所带来的成功体验
尝试，意味着机器人教学由单一的结构学习转向整体的项目学习。在尝试阶段，学生对机器人的设计与操练尚未成熟。因此，模仿是该阶段最有意义的学习行为。模仿是学习复杂动作技能的早期阶段，适用于机器人学习的起步。模仿的目的在于让学生体验完整的机器人项目所带来的成就感，同时，也深化机器人相关的基本知识，了解机器人原理如何应用到实际机器人设计与制作中。笔者在引导学生尝试的过程中，总结出一些教学策略，让该阶段教学效果最大化。