〔摘""要〕"本文著眼于科技進步與教育理念革新背景下，機器人教育在小學科學教學中的重要意義，深入探討如何借助機器人校本課程有效創新小學科學教學模式，旨在提升教學質量，激發學生學習興趣與創新實踐能力。〔關鍵詞〕"小學科學；機器人校本課程；教學模式；創新一、研究背景與目的機器人教育作為培育學生創新實踐能力的前沿陣地，備受矚目。我校立足教育創新前沿，于2013年率先在小學四年級科學課程體系中設置了16課時，引入極具創新性的"Lego"Mindstorms"樂高機器人器材，開設機器人校本課程，為傳統科學教學注入全新活力。本課程旨在對小學四年級學生進行機器人基礎教育的普及，通過學習使同學們在玩中學到建筑、機械、自動化、數學、物理等科學知識，培養他們動腦動手和獨立思考、解決問題的技能，不斷發展學生的觀察力、想象力和創新能力。二、教學目標機器人校本課程的教學目標，即培養學生的創新思維、動手實踐能力和團隊合作精神。在此基礎上，結合科學課程標準，設計豐富多彩的教學內容，如機器人基礎知識、編程技能、結構搭建等，確保學生在掌握科學知識的同時，助力本校四年級學生在科學探索、技術實踐、團隊協作等多方面實現跨越式發展，為其終身學習奠基。知識與技能目標。讓學生了解樂高機器人的基本組件、搭建原理及編程環境，掌握基礎的機械結構搭建技巧，如齒輪傳動、皮帶傳動等，能夠獨立搭建簡單的機器人模型，學會使用圖形化編程軟件對機器人進行編程，實現移動、轉彎、避障、巡線等基本動作控制。過程與方法目標。通過小組合作搭建與編程項目，培養學生的團隊協作能力、溝通能力與問題解決能力。讓學生經歷從設計構思到動手實踐再到優化改進的完整項目流程，提升學生的工程思維與創新思維。情感態度與價值觀目標。激發學生對科技領域的興趣，培養學生勇于探索、敢于創新的精神，讓學生在完成項目任務中獲得成就感，增強自信心，提升對學習的熱情。三、機器人校本課程與四年級科學教學的關聯（一）知識體系的互補性小學四年級科學課程涵蓋了物質科學、生命科學、地球與宇宙科學等基礎知識領域，注重培養學生對自然現象的觀察與理解。而樂高教育機器人校本課程則涉及機械搭建、電子電路、編程算法等知識模塊。在教學實踐中，當學生學習科學課程中的簡單機械原理，如杠桿、滑輪時，樂高教育套件中的各種零件可直觀呈現這些機械結構，讓學生通過親手搭建，深入理解抽象的科學概念。同時，編程操控機器人的過程，又融入了數學中的邏輯思維、變量運用等知識，與四年級數學課程緊密銜接，實現跨學科知識的互補融合，拓寬了學生知識面。（二）能力培養的協同性動手實踐能力。四年級科學課程包含一些簡單實驗操作，旨在鍛煉學生動手能力，但實驗內容相對有限。樂高機器人校本課程從零件組裝到傳感器連接、程序調試，全程需要學生親自動手。學生在操作中，動手能力得到極大提升，與科學課實驗操作形成遞進式培養。問題解決能力。面對科學課上諸如“為什么影子的長短會隨時間變化”等問題，學生需運用所學知識分析解答。樂高教育機器人在運行中也會出現各種故障，如程序錯誤導致機器人行動異常、零件安裝不當影響結構穩定等，學生必須自主排查問題，嘗試不同解決方案，這一過程與科學課探究過程相互呼應，培養學生面對復雜問題時冷靜思考、多元嘗試的能力。（三）激發興趣的共通性小學四年級學生好奇心旺盛，對新鮮事物充滿探索欲。科學課上新奇的自然現象、有趣的實驗能吸引他們注意力，但部分理論知識講解仍顯枯燥。樂高機器人以其趣味性的自由搭建形式，每個學生都可以按照自己的想法對機器人進行個性化設計，學生看到親手搭建的機器人按自己編寫的程序完成任務，成就感十足，學習熱情高漲。這種由興趣驅動的學習模式，無論是在科學課上的知識吸收，還是機器人校本課上的技能掌握，都能極大提高學生的參與度。（四）教學方法的適配性小學科學課堂探究式教學，引導學生提出問題、做出假設、設計實驗驗證。樂高機器人校本課程同樣適用探究式學習模式。例如在設計“智能避障機器人”"項目時，教師先拋出問題“如何讓機器人感知并避開障礙物”，學生分組討論假設，設計機器人結構與編程方案，然后動手實踐驗證。這種教學方法的通用性，便于教師整合課程資源，靈活切換教學場景，提升教學效果，促進學生在兩種課程學習中的思維連貫性與知識遷移能力。四、樂高機器人校本課程教學規劃校本樂高機器人課程分為三個步驟：結構搭建、圖形化編程和機器人測試。樂高積木是一種廣為人知的可拼搭積木玩具。它的拼接方式簡單直觀，學生能在短時間內掌握基本的搭建技巧，快速上手構建機器人的基礎框架。教師使用搭建圖、播放視頻等形式引導學生熟悉杠桿、齒輪傳動、鉸鏈連接等常見機械結構，了解結構原理以及如何用樂高積木模擬它們，鼓勵學生大膽創新，激發學生對結構搭建知識的興趣。在完成結構搭建后，教師指導學生使用編程軟件進行編程演示操作。樂高機器人配套的編程軟件通常采用圖形化編程界面，學生只需將代表不同指令的圖形模塊拖放到編程區域，并按照一定的邏輯順序連接起來，就可以完成對機器人的編程。這種可視化、簡單易懂的編程方式，大大降低了小學生學習編程的門檻，助力他們輕松踏入編程世界，為后續深入學習編程筑牢根基。教師引導學生進行任務拆解和方案規劃，通過思維導圖等工具梳理編程思路，在演示過程中，深入剖析每個傳感器數據的處理方式以及不同模塊之間的邏輯嵌套關系，讓學生掌握更高級的編程技巧。我校四年級開設的校本機器人課程教學內容見文后附表。校本機器人課程中機器人測試場地圖的印制是一項精心籌備的重要環節。因每節課都有著獨特的授課內容，而與之緊密契合的機器人場地圖就如同為學生量身定制的探索版圖。印制場地圖前，我們會深入剖析課程目標與任務要求。例如，當課程聚焦于機器人的巡線時，場地圖就會設置復雜多樣的路線、障礙以及目標點，旨在引導學生思考如何優化機器人的運行軌跡，以高效完成任務。通過在場地圖上進行測試，學生能夠直觀地看到機器人在不同指令下的運行情況，從而發現問題并調整編程參數，達到最佳效果。在地圖的邊緣，還會標注詳細的尺寸和比例，讓學生對場地的實際大小有清晰的概念，這對于他們在編程中設置機器人的參數至關重要。五、借助機器人校本課程創新科學教學模式傳統的小學科學授課模式通常采用較為常規的流程：課程導入—知識講解—實驗演示—課堂總結。這種傳統授課模式注重知識的系統性傳授，但在學生自主探究和創新思維培養方面存在一定局限性。在整個教學過程中，學生更多處于被動接受知識的狀態，自主發現問題、提出假設、設計實驗并深入探究的機會相對較少，限制了學生創新思維的拓展與自主學習能力的深度挖掘。而機器人校本課程在教學方法上展現出了極大的創新與突破。與傳統小學科學課堂授課模式不同，它采用項目式學習、探究式學習等方式，讓學生圍繞機器人主題進行自主學習、合作研究和創新實踐。（一）基于項目式學習構建課程體系設計一系列圍繞機器人創意的項目任務，如“垃圾分類機器人”“校園機器人導游”等，以項目驅動學生自主探究。在完成項目過程中，整合科學、技術、工程、數學等多學科知識，教師引導學生從項目需求分析、方案設計、零件制作、程序編寫到測試優化，全程參與，提升學生綜合素養。（二）創設情境化教學課堂結合小學科學教材知識點，創設生動有趣的機器人情境。例如在講解簡單機械時，引入“機器人建筑工地”情境，讓學生操控微型機器人模擬建筑工地中的杠桿、滑輪等工具作業，使抽象知識具象化，激發學生學習興趣，強化知識理解與應用能力。（三）開展小組合作學習活動在小組合作搭建機器人、編寫程序過程中，學生需分工協作、交流溝通。在合作過程中，學生學會了傾聽他人的意見，發揮各自的優勢，共同解決遇到的問題。例如，讓學生設計并制作一個能夠完成搬運、避障任務的機器人等，在這個過程中，教師應引導學生分析問題、制定方案、動手實踐、反思總結，從而培養學生的綜合實踐能力，團隊協作和溝通能力得到有效鍛煉。六、機器人校本課程收獲利用機器人校本課程創新小學科學教學模式，為學生提供了全新的學習體驗，有助于培養學生的科學素養、創新能力與綜合素養。我校機器人校本課程歷經12年的積累沉淀，在小學科學教學領域興起了創新的浪潮，教學模式、課堂組織形式也因機器人校本課程而改變，不再局限于傳統的教室空間，學校的機器人實驗室、科學教室、?？茖W館等都成為學生的學習場地。學生在更廣闊的空間