桑麗華　張運凱　王靈曉

摘要 協(xié)作學(xué)習對培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作共事能力、創(chuàng)新能力和改變學(xué)生的思維方式有重要的作用。與傳統(tǒng)學(xué)習方式相比，協(xié)作學(xué)習更能提高課堂學(xué)習氛圍、學(xué)習興趣和效率。將協(xié)作學(xué)習應(yīng)用到中小學(xué)機器人教學(xué)中，對基于協(xié)作學(xué)習的中小學(xué)機器人教學(xué)設(shè)計進行研究。

關(guān)鍵詞 協(xié)作學(xué)習；中小學(xué)機器人；教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G424.23 文獻標識碼：A 文章編號：1671-489X（2009）06-0030-02

Study on Primary and Secondary Schools Teaching Robot Design based on Theory of Collaborative Learning//Sang Lihua, Zhang Yunkai, Wang Lingxiao

Abstract Cooperative learning on cultivating students' ability of coordination, innovation ability and the work of the students' way of thinking has changed. Compared with the traditional learning mode, cooperative learning can improve classroom learning atmosphere more, students' interest and efficiency. Cooperative learning is used in elementary education, based on robot of cooperative learning in primary design teaching robot was studied.

Key words collaborative learning；primary and secondary robot；instructional design

Authors address

1,2 Hebei Normal University, Shijiazhuang 050016

3 Hebei University, Baoding, Hebei 071002

機器人教育是全面培養(yǎng)學(xué)生信息素質(zhì)、提高創(chuàng)新精神和綜合實踐能力的良好載體。隨著智能機器人技術(shù)的迅猛發(fā)展和機器人競賽在中小學(xué)的逐漸升溫，將智能機器人的基礎(chǔ)知識和技能納入中、小學(xué)的信息技術(shù)課程的必要性和可行性已經(jīng)非常明朗和成熟[1]。在中小學(xué)開展機器人教育，有助于學(xué)生的邏輯思維能力、實際動手能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。中小學(xué)生初步接觸機器人知識既感到新奇又沒有一定的知識基礎(chǔ)，需要教師的指導(dǎo)及學(xué)生之間的相互協(xié)作。所以從協(xié)作性學(xué)習方面著手，筆者對中小學(xué)機器人教學(xué)設(shè)計進行了研究。

1 協(xié)作學(xué)習理論

協(xié)作學(xué)習也稱合作性學(xué)習、合作教學(xué)等，是一種基于學(xué)習協(xié)作體組織形式的群體學(xué)習方式。在這種學(xué)習方式下，通過一定的激勵機制，使得不同的學(xué)習者都對協(xié)作體負責，共同完成學(xué)習任務(wù)，同時學(xué)習個體也從協(xié)作體中獲益[2]。

目前國家還未制定中小學(xué)機器人課程標準，這種情況下在中小學(xué)教師要靈活開展機器人課程，充分發(fā)揮機器人教育在培養(yǎng)中小學(xué)生各種能力中的作用。首先，要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣和動機。學(xué)習興趣是學(xué)生持續(xù)學(xué)習的重要因素，機器人教育不管是在教學(xué)過程還是在課外活動中都能以小組比賽形式，使學(xué)生獲得成功的快樂，從而激發(fā)學(xué)習動力。其次，響應(yīng)中小學(xué)新課程教學(xué)中倡導(dǎo)的學(xué)習方式，促進教學(xué)方式的改革。在機器人教育中，課堂以學(xué)生為中心，教師提供學(xué)習主題和主題支架。最后，通過機器人競賽等形式可以培養(yǎng)小組成員之間的相互協(xié)作能力。在競賽等活動進行過程中需要小組成員之間相互配合和學(xué)生之間相互交流，在實踐中提高團隊協(xié)作能力。

2 協(xié)作學(xué)習理論指導(dǎo)下的中小學(xué)機器人教學(xué)設(shè)計

案例為石家莊四十三中機器人教學(xué)中的一個例題，如題：“請給你的機器車編寫程序，使機器車能準確地完成以下任務(wù)：讓機器車從A線出發(fā)（出發(fā)時車體的任何部位不能超越起跑線A），當車體的任意部分超越Ｄ時，立即倒退至Ｂ線（車體的后輪壓過B線即可）后，在迅速前進至終點線F停車（停車時車體的任意部分都必須越過終點線F）。如圖1所示?！?/p>

此題目有4種常見解決方案。方案一，時間變量控制（圖2）；方案二，時間和光感聯(lián)合控制①（圖3）；方案三，時間和光感聯(lián)合控制②（圖4）；方案四：光電傳感器精確控制（圖5）。

題目要求各小組通過共同協(xié)作完成任務(wù)，在下次機器人課堂上教師組織小組間進行協(xié)作學(xué)習。

1）學(xué)習任務(wù)設(shè)計。設(shè)計學(xué)習任務(wù)時，應(yīng)充分考慮：學(xué)習任務(wù)要符合學(xué)習者的特征，不能超越學(xué)習者知識能力太多；學(xué)習任務(wù)應(yīng)具有開放性，解決問題的目的不是期望學(xué)生給出完美的答案，而是鼓勵學(xué)生參與；學(xué)習任務(wù)應(yīng)具有足夠的復(fù)雜性，能夠引發(fā)學(xué)習者的高級思維活動；學(xué)習任務(wù)的完成依賴于學(xué)習伙伴之間的合作[3]。

本文以一堂展示各小組完成任務(wù)和小組間的協(xié)作學(xué)習為研究對象，作業(yè)任務(wù)明確，具有一定的復(fù)雜性和可分解性，題目的復(fù)雜性容易激發(fā)學(xué)生的挑戰(zhàn)欲望，并且能凝聚小組成員之間的團結(jié)力量。

2）分組設(shè)計。在進行分組時，依據(jù)CSCL分組系統(tǒng)模型的設(shè)計思想進行了分組，分組的基本原則是異質(zhì)同組，分組的基本算法是盡可能地將差異度最大的學(xué)生分在每個小組中，并且使得小組間的差異度減小到最低程度[4]。這樣既使小組間沒有太大的差異又保證了小組成員之間的和諧。指導(dǎo)教師進行指導(dǎo)，保障小組成員之間能夠在相互信任依賴的情況下工作。

3）學(xué)習資源設(shè)計。學(xué)習資源設(shè)計目的在于提供與任務(wù)相關(guān)的信息資料，供學(xué)生查詢、學(xué)習，為學(xué)生進一步思考提供支架，引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)。

教師將每節(jié)課的課件放在機器人教室的電腦上以供學(xué)生參考。指導(dǎo)教師每周有兩天在指定時間給學(xué)生進行指導(dǎo)，針對學(xué)生提出的問題進行講解，將所需資料提供給學(xué)生，指導(dǎo)小組討論、協(xié)作研究并將各自的學(xué)習結(jié)果利用適當?shù)姆绞竭M行表達，學(xué)生也可以自己搜集資料并分享給其他學(xué)生。

4）學(xué)習活動設(shè)計。本文的主要活動是學(xué)生展示和交流學(xué)習成果，活動設(shè)計如表1所示。

5）協(xié)作學(xué)習評價。最后評價分為2部分：一是對學(xué)習小組的評價，二是對學(xué)生個人的評價。

小組評價：小組自評，小組間互評和教師評價三種評價方式。小組評價從以下幾個方面考慮：小組協(xié)作程度、任務(wù)過程中參考資料、任務(wù)結(jié)果。小組最后得分是3種評價方式的平均分。

學(xué)生個人評價：針對學(xué)生在協(xié)作過程中的表現(xiàn)進行評價，學(xué)生個人的評價成績由小組成員和指導(dǎo)教師共同決定，評價主要是從協(xié)作過程中的態(tài)度、分配任務(wù)完成程度等方面考慮。

3 結(jié)論

在協(xié)作學(xué)習過程中學(xué)生主動學(xué)習大家提供的資源，學(xué)生自主篩選有用信息，不僅擴大了知識范圍也提高了自主學(xué)習能力，同時協(xié)作學(xué)習對培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)新能力和團結(jié)協(xié)作能力有很大促進作用，也改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式。但目前對它的研究還比較少，需要更多人繼續(xù)研究。

參考文獻

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[3]劉萍.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下協(xié)作學(xué)習的教學(xué)設(shè)計與案例研究[J].陜西師范大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)報,2005

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