摘 要：结合本次新课程改革的要求，关注新课程的学习目标，在通用技术课程中设置了《简易机器人制作》（选修）的内容，有效地把现代化的科学概念引入到校园里，开拓青少年的科技视野，提高青少年在科技方面的想象力及创造力，培养学生综合的视野及应用信息技术知识和技能解决问题的能力。本文就简易机器人制作在高中通用技术课堂上运用信息技术教学的开展作了一番探究，同时对该课程实施中发现的一些问题产生了思考。
关键词：科技创新教育;新课程;简易机器人制作;信息技术
引言
在科技创新发展飞速的时代，传统应试教育越来越凸显出它的弊端，狭隘的教育模式阻碍了学生个性的发展，扼杀了孩子与生俱来的创造力，而创新教育是为了迎接即将到来的知识经济时代而提出来的。它不仅是方法的改革或教育内容的增减，更是教育功能的重新定位，是带有全局性、结构性的教育革新和教育发展的价值追求，是新的时代背景下教育发展的方向。当今世界新技术革命的挑战和对新世纪人才的需求，使得各国纷纷把竞争的焦点放在教育改革上。而在世界性基础教育课程改革的浪潮中，改革传统的技术教育，设置富有时代特征的技术类课程，形成课程结构中学术性课程与技术（技能）性课程的均衡性和合理张力，使学生适应当代以技术进步为主导的社会发展的需要，成为众多国家教育改革中的主流取向。
21世纪是机器人的时代，社会需要的将不只是知识的复制者，更需要的是创新人才。我们国家要从“中国制造”迈向“中国创造”，需要从小开始培养人才。因此，面对新的时代背景，为了适应时代的需要，与时俱进，时刻考虑学生的时代特征以及时代发展对学生的新要求，切实体现教育面向现代化、面向未来的精神，通用技术课程在《技术与设计1》和《技术与设计2》的基础上开设了《简易机器人制作》的选修模块。
1 《简易机器人制作》的特点
简易机器人涵盖了计算机、传感、智能信息处理、控制和机械等技术，体现了信息技术与机械技术的综合，软件技术与硬件技术的结合，体现了知识和技能的综合运用，有利于拓展学生技术学习的视野，培养学生的创新精神，提高学生的实践能力。简易机器人制作这一模块的设置具有其独特的意义和价值。
2 “机器人设计和制作”走进通用技术课堂
2.1 课程资源的准备
凡是有助于实现课程目标的一切因素都可以叫做课程资源。新课程改革中突破了原有“教材”概念的局限，从“教材”扩展为“课程资源”，教师在教学中同时重视课程资源的研究、开发和利用，能为优质教育的创造提供前提条件。
（1）条件性课程资源：（人力、财力、时间、场地、媒介、设备、设施、环境……）、
《简易机器人制作》教学内容中学生设计、制作的活动较多，还有配套的器件，所以我们设立了“机器人制作”专用教室，配备了教学用的《简易机器人制作》的套件和教学软件为学生的动手设计和实践操作创造了平台。
（2）素材性课程资源：（知识、技能、原理、经验、感受……）
《简易机器人制作》涉及科学、工程、技术、设计和数学等多学科、多领域的知识。因此需要我们树立资源意识，多渠道地开发和利用各种文本资源和人力资源，为学生设计活动的顺利进行奠定更为坚实的基础。
2.2 课程的实施
简易机器人制作本身有很强的实践性、趣味性，学生感兴趣的是最终制作出机器人的成品。而机器人本身涉及的知识较多，且对学生而言较难掌握，堆砌在一起，会显得枯燥、冗长，讲得太少又会给人“嚼不烂”的感觉。如何让学生产生学习兴趣，将知识的学习和能力的培养结合起来呢？
机器人的设计和制作从本质上讲是一个设计的过程，因此我尝试按照《技术与设计1》中所提出的“设计一般过程”来组织教学。下面我以自己开展的一堂机器人搭建课为例，进一步探讨课程的实施过程。
（1）课件展示，确定机器人的设计目标和项目
发现和明确方向是解决问题的前提，机器人的设计和制作要取得成功，必须先确定能引起学生兴趣，可以实现一定人机互动的机器人项目。因此，我首先将学生分为四人一组，将制作好的课件，通过计算机向学生提供几个可供选择的机器人搭建项目，由学生讨论后，选择1-2个搭建项目。学生在讨论中曾经提出搭建可直立行走的机器人、打高尔夫的机器人、灭火机器人等。但是这些项目中有的受器材和环境的限制，有的难度超出了中学生现有的能力，不能顺利实现。最后，我们共同探讨确定了以投篮机器人项目进行搭建。
（2）收集信息，进行机器人搭建的构思
《技术与设计》中提到了几种常见的构思方法，如模仿法、联想法和奇特异构思法等，这些方法同样适用于搭建机器人的构思中。
模仿是人类与生俱来的一种最基本的学习和构思能力，在对一件新事物的接触和学习过程中适当的模仿必不可少。借助网络平台，学生们先是学习了解了基础小车的拼装结构，并将其作为投篮机器人的底盘，在此基础上思考如何才能使其执行投篮动作。模仿法的特点在于“仿”，而联想法的特点是在模仿的基础上实现“移”。学生们联想到既然电机可以驱动车轮前进和后退，那么如果再增加一个电机，控制其转动的角度和功率，并辅以简单的框架结构，就能将球抛出去了。如果再不断调整电机的转动角度和功率，则可以大大提高投篮的命中率了。
（3）信息加工，装配结构和编写程序
初学者在机器人的装配过程中，往往是边构思边装配，你中有我我中有你。因此，借助搭建软件，学生可将自己的构思先在电脑上进行尝试和调整。程序的编写也很重要，程序的不完善或不正确都会使装配完成的机器人无法实现预先设定的功能;只有正确的程序可以使用同一个机器人实现我们所期望的功能。为了使学生更容易掌握编程的方法，提高编程的效率，同时减少错误的发生，我们采用了图形化程序设计平台，克服了以往学习计算机语言的教学“瓶颈”。
在机器人的搭建和编程过程中，学生们以小组为单位，合理分工，团结协作，不知不觉中融入技术世界。在这种课程环境中，学生手脑并用，创造欲望被激发，实践能力得以发展，同时提高了人与人之间的交流和表达能力，体现了团体协作的精神。
（4）测试、评估及优化
刚搭建完成的机器人，无论在结构上还是在程序的编写上，或多或少都会存在一些问题，需要不断地进行技术测试并加以改进。“投篮机器人”需要利用光传感器来读取桌面的反射光，这在教室里测试多次都没问题。但是，把机器人拿到户外进行测试时，却发现由于太阳光的干扰，当机器人背对太阳或正对太阳时，光传感器读取到的同一个点的反射光的强度值相差极大，这就意味着机器人无法对此作出正确的反应。
问题如何解决？学生之间展开了激烈讨论。有的同学提出：问题是由于太阳光的照射对光传感器造成了干扰产生的，那么，只要把这种干扰消除或尽可能减弱，问题就能够得到解决。又有同学提出：我们如果用不透明的纸板将光传感器周围包起来，光传感器的抗干扰能力不就提高了吗？讨论过程中，同学们又一次求助于网络，进一步多渠道收集、分析、整理了相关信息。经过几次的测试和改进，“投篮机器人”得到了优化，最终获得了成功。
这一过程中，学生在不断体会技术带来的乐趣的同时，提升了技术素养，培养了综合的视野及应用信息技术知识和技能解决问题的能力，增强了对先进技术的理解。
2.3 课程开展存在的问题及思考
（1）“简易机器人”专用教室的设立及教学器材配备的不足
本次课改将“简易机器人”纳入技术课程中尚处于起步阶段，专用教室的建设以及教学器材配备标准尚不完善。有的地区或学校受客观条件的限制，目前还没有专用的技术试验室，学校和老师要充分利用物理、化学、生物及信息技术等学科试验室的场地、设施、工具、仪器等，为“简易机器人”的活动创造条件;教学器材设备是简易机器人教学实施的重要物质条件，它是教学最基本的平台，学校应尽可能地配备，从而确保我们的学生有动手实践的机会，有一个运用先进技术的机会。
（2）教师专业能力及学生知识结构需全面提高
机器人本身就渗透着多种技术，是一个综合技术的载体。通用技术教师通常是由信息技术、物理或其他学科转任而来，从知识、能力方面看，机器人制作对转任教师来说也是崭新的，需要我们去学习，这需要一定的过程和时间。教师可以通过培训、教研活动、阅读专业书籍、网络等方式完善自己的知识结构，提高专业的技术素养，从而保证“机器人制作”能持续、稳定、更好的发展下去。
机器人本身涉及的知识较多，且对学生而言较难掌握。教师课前应充分了解学生的知识现状，对学生知识、能力方面存在的一些不足要及时提出，并给予帮助;机器人制作是一个团队协作的活动，教师在进行小组编排的时候，要根据学生不同的能力特点，进行合理搭配，取长补短，确保活动顺利进行，同时培养学生的合作精神。
（3）学生设计、制作活动过程长，实践教难掌控
机器人的制作是一个探究的过程，学生在掌握相关知识能力的前提下，仍然需要较长的时间进行机器人的建构和程序的编写。最后还要进行反复地测试、改进，以达到期望的目标值。由于整个过程的顺利与否不但与学生的技术能力有关，还受到许多不确定因素的影响，因此时间上难以掌控。为了使学生有更多探索的时间和发展创新的空间，机器人制作课程采用2节连排的方式能取的更好的教学效果。为了加深对课堂教学内容的理解，教师还可以指导学生进行课外实践课，目的是让学生在课外可以利用器材进一步自主探究，进一步培养学生的创新精神和创新能力，提高学生的技术修养。
结论
应该说，机器人制作纳入高中通用技术课程是时代的需要，是国家和社会的需要。作为先行者之一，我们会尽自己最大的努力去贯彻新课改的理念，勇于实践，克服困难，积累经验，加强交流。相信有一天，我们能够培养起一批批21世纪创新型的人才。