三年前，约什·斯顿彭霍斯特（Josh Stumpenhorst）在他儿子的介绍下接触到了Sphero BB-8，一个外观受《星球大战》里机器人造型启发而设计，大小像棒球一般的自走型机器人，从那时起，约什迷上了机器人技术。现在，约什已经成为了伊利诺伊州一所初中的通用学科主任，是一位持证上岗的Sphero Hero*。

Sphero是一款可编程机器人，在全球超过2万所学校都能找到它的身影，其中固然包括了约什所在学校的数学和科学课堂。

编程机器人Sphero

最早被带到学校里的三四个Sphero，是约什当时自己掏腰包置入的。而目前，这所学校已经购置了超过20个Sphero，配套供学生在平板电脑或Chromebook上使用的应用程序，学生能够学习编程的基础知识。

六年级的学生第一次接触到Sphero是在校图书馆，当时很多学生还以为这是别人遗漏的玩具。转眼他们到了八年级，当初那个不起眼的“被遗漏玩具”已经应用到科学实验课和数学课中，比方说用编程的方式让Sphero在白纸上绘制函数图像。

“孩子们可以为Sphero编写代码，让它在指定的时间内以指定的速度爬上斜坡，”约什介绍说，“在Sphero配套的App中会给出机器人运动的实际线性方程。然后我们会给孩子们一个挑战，让他们自己画一段函数图像，并让他们为机器人编程以匹配所绘制的函数图像。这有一定的操作难度，但部分拔尖的学生能够完成。”

Sphero配套App编程界面

什认为Sphero的美妙之处在于它足够简单。

“从字面上讲，你只需要一台平板电脑或Chromebook，然后就把Sphero连上去充电，”约什说。“我们不需要学校IT部门的技术支持，也不需要购买或安装额外的东西。拆开包装盒，打开App，你就可以开始编程了。App里面内置了很多教程和指导，即使我对它一无所知，我也可以放心把它交给孩子们，他们通常很快就能够上手。”

实际上手机器人让孩子循序渐进地掌握编程知识

尽管机器人的大规模流行目前还是通过课后兴趣班的形式来展现，但目前已经开始被逐步应用到常规课程当中，纽约市教育委员会前办公室主任，同时是《由乐高机器人开始：给K-12教育者们的一份向导》的作者——马克·古拉（Mark Gura）这么说道。

这是一件好事，因为机器人教学可以填补许多学校在STEM和STEAM项目上的空白，他补充道。

“当我和校长们交谈时，有时会得到这样的反馈：他们认为一旦在课程中整合了科学、技术、艺术和数学课程，就能理直气壮地称自己在实践STEAM教育，”马克说。“我们的想法是通过工程学来整合这些学科。但是工程学长期以来被忽视，因为它的教学难度很高。学生用机器人的出现，恰好弥补了工程学部分的知识。”

但学校要在这些方面下功夫的话，开始的时间不能太早。

举例来说，在马萨诸塞州普利茅斯市的一所小学，技术集成专家卡米拉·休斯（Carmella Hughes）在采访中表示，他们学校的机器人教育在孩子们入学之初便已开始。

针对幼儿园的学生，他们采用了Bee-Bot——一种蜜蜂形状的玩具，孩子们可以用它身上自带的方向箭头来控制机器人的动作；针对一年级的学生，使用KinderLab机器人公司出品的KIBO机器人工具包；针对二年级的学生，可以使用LEGO WeDo积木；针对三年级的学生，可以学习Wonder工作室出品的Dash and Dot。

对于四年级和五年级的学生来说，则是利用了littleBits，一种带有模块化电子元件的工具包，这些元件可以拼接在一起从而构成不同的机器，根据指示可以对这些机器进行编程。

littleBits

“到五年级的时候，他们应该已经准备好开始尝试更复杂的编程语言。我们的目标是让他们了解这项技术能如何解决现实世界中的问题。”卡米拉说。

卡米拉最初是在2016年使用来自马萨诸塞州计算机教育协会（MassCUE）的拨款实现了这个项目，现在他逐渐购置了更多的设备，让不超过三个孩子可以在任何时候共用一台设备。

“实践经验非常重要，”她说。“每个人都需要被倾听和参与。让学生两人或三人一组工作，鼓励合作，这是为如今的职场做好准备的一项关键技能。”

让孩子学会坚持，学会解决问题，机器人的出现提供了新的方法

在新泽西州北部的一所初中，学生可以从一系列教育机器人中进行选择，选项包括了Dash&Dot、乐高头脑风暴和littleBits。

“在我们学校，主要使用littleBits来教授工程学，”数学老师兼STEM教学协调员克里斯·昆克尔（Chris Kunkel）说。“它们非常适合做模型原型。我们给孩子们布置一项挑战，让他们用littleBits和其他材料来实现目标任务。我们也使用littleBits配套编程App，让它变成一个可编程的微型计算机。”

克里斯还担任该校机器人团队Roboken的教练，该团队最近在一场州机器人大赛中进入了赛区决赛。

这所学校参加了由乐高组织的FIRST科技挑战赛，这是一项全球性的赛事，中学生们可以在比赛中建造机器人，并编程让它们进行正面竞争。（另外据FIRST会方报道，康涅狄格州、明尼苏达州、新泽西州和德克萨斯州都承认机器人是高中的一项正式课外运动。)

FIRST机器人竞技锦标赛

与许多学校一样，这所初中面临的最大挑战是为所有想要机器人的学生提供足够的机器人。

“我们没有成百上千套机器人供学生自由使用。当班上只有五六个机器人和20来个孩子时，想办法让每个孩子都能上手操作机器人是很困难的。你要确保每个孩子都能获得高质量的体验，同时让尽可能多的孩子都能有这种体验。”

这种投资可以带来巨大的红利。克里斯说，除了令人兴奋地介绍科学和技术之外，合理利用机器人还可以让那些在传统课堂环境中可能会遇到困难的学生获益。

他说：“作为一名数学老师，我经常观察到学生有时会出现心态上的崩溃，如果遇到问题没有在第一时间弄明白，就会举手说‘这对我来说太难了’。但当他们在完成工程学任务的时候，你几乎从未见过这种情况。他们试了一次又一次，直到他们让机器人听命于自己。”

*Sphero Hero是Sphero公司对顺利通过了他们教师培训课程并取得结业证书的人的称号。