諶躍飛
機器人技術(shù)是一門新興學(xué)科,它綜合了現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計、電子、機械、傳感器、計算機軟硬件、人工智能等諸多領(lǐng)域的先進技術(shù)。
本世紀初,機器人開始以競賽的方式呈現(xiàn)在中小學(xué)生面前,深受各階段學(xué)生的喜愛。學(xué)生在機器人競賽活動中體驗到不一樣的樂趣,這項活動能激發(fā)學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)造意識和潛能,因而逐步被學(xué)校、家長和社會所接受。
與此同時,新的問題不斷出現(xiàn):參加競賽的學(xué)生因缺乏硬件設(shè)施的原因,對機器人知識的接觸面太小。如何讓更多的學(xué)生了解與使用機器人,接觸高科技?如何讓更多的學(xué)生學(xué)習(xí)機器人,享受快樂?
湖南教育進入課改后,高中階段開始開設(shè)技術(shù)課程,分為信息技術(shù)與通用技術(shù),通用技術(shù)又分必修與選修,其中選修七個模塊中就包含了簡易機器人制作。
我從2002年開始接觸機器人,如何將機器人活動普及一直是我思考的問題。課改前,我曾做了一些嘗試,課改后正式將機器人引入高中通用技術(shù)課程。
根據(jù)高中生好學(xué)、好動、勇于探索并具有一定的邏輯思維和發(fā)散思維、能夠獨立完成較高要求學(xué)習(xí)任務(wù)的特點,我將簡易機器人制作課程進行了提升,在全省乃至全國率先走出了一步:依托樂高器材在整個高二年級開設(shè)機器人課程。從開設(shè)的情況來看收到了不錯的效果。
下面我從三方面談?wù)勅绾卧诟咧虚_設(shè)機器人課程。
機器人引入高中通用技術(shù)課程,以怎樣的方式呈現(xiàn)在學(xué)生的面前?通過多年的實踐摸索,筆者覺得教學(xué)模式可以采用機器人興趣課、機器人社團、通用技術(shù)課三種有效方式。
1.興趣課
根據(jù)高一與高二學(xué)生每學(xué)期可以選校本課程學(xué)習(xí)的特點,我在這兩個年級設(shè)置了機器人興趣課,專門向?qū)C器人有興趣的學(xué)生開設(shè),每周一課時。
因受高考指揮棒的影響,加上學(xué)生對機器人不甚了解,絕大部分學(xué)生會主動或被動選擇文化課,真正選機器人興趣課的學(xué)生只是少數(shù),并且出現(xiàn)男多女少的現(xiàn)象,如何吸引更多的學(xué)生到這個群體中來,是一個難以逾越的坎。
2.機器人社團
社團是學(xué)生自己將有相同愛好、興趣的同學(xué)自發(fā)組織在一起并開展相關(guān)活動的團體。社團對高中的教師來說并不陌生,比如文學(xué)社、辯論社、茶藝社、街舞社等。我校也曾成立過機器人社團,開展過多次活動,但由于受場地、器材與時間的影響,機器人社團活動的開展受到很大限制。
3.通用技術(shù)課
如何將更多的學(xué)生引入機器人學(xué)習(xí)的大門,以點帶線、以線帶面,避免學(xué)生因缺乏時間而錯過學(xué)習(xí)機器人的機會?結(jié)合我校通用技術(shù)學(xué)科的特點,我將機器人引入常規(guī)課中。
我校通用技術(shù)課課程采用集中上課模式,每個班每學(xué)期集中兩天到通用技術(shù)教室上課,這樣學(xué)生就有時間與精力學(xué)習(xí)機器人技術(shù),有利于機器人活動的開展。
多年的實際教學(xué)證明這種模式非常適合學(xué)生,深受學(xué)生的喜歡,學(xué)生的主動性、積極性、參與性得到了充分體現(xiàn),教學(xué)效果非常不錯。
在機器人教學(xué)中,采用怎樣的教學(xué)方式尤為重要,特別是如何吸引學(xué)生的注意力。
我在實際教學(xué)過程中采用多元化的教學(xué)方法:課堂教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合;開放式與自主實踐相結(jié)合的教學(xué)。集中授課時主要講解如下內(nèi)容:1.講解機器人的定義;2.介紹樂高器材及常用搭建技巧;3.NXT編程軟件的使用以及簡單程序的編寫。
通用技術(shù)課注重團隊與合作意識的培養(yǎng),所以我將學(xué)生以組為單位,每組自選一位小組長,根據(jù)民主選擇,選取FLL工程挑戰(zhàn)賽項目中的任務(wù)作為本組挑戰(zhàn)的任務(wù),綜合運用各學(xué)科知識特別是物理、數(shù)學(xué)知識來指導(dǎo)挑戰(zhàn)任務(wù),將通用技術(shù)、機器人、各學(xué)科知識有機結(jié)合,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣,提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。
教師在整個教學(xué)過程中主要起引導(dǎo)作用,以學(xué)生為主,采用放羊方式,這樣課堂才有生命力。
機器人活動之后的教學(xué)評價也不容忽視,教師的一句肯定、一句鼓勵,能讓學(xué)生們?nèi)玢宕猴L。
教學(xué)評價是對教學(xué)工作質(zhì)量所作的測量、分析和評定,同時也是對學(xué)生學(xué)業(yè)成績的評價。機器人教學(xué)可以采用以下幾種方式對學(xué)生進行評價。
1.競賽制
選擇相同任務(wù)的組采取競賽的方式檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,組與組之間比時間、比策略、比方案,看哪個組完成任務(wù)花的時間最少,成功的幾率最大。
通過競賽找出本組存在的問題,分析其他組解決問題的方法與自身的異同,從而提升解決問題的技術(shù)素養(yǎng)。
2.常規(guī)制
對不同任務(wù)的組,可以視其完成的情況及任務(wù)的難易程度進行評價。對沒有完成任務(wù)的組,則視其工具設(shè)計的科學(xué)性、實用性,便捷性,以及對學(xué)生在解決問題時運用的知識面等進行評價。
不論采用哪種評價方式,都不必過分注重結(jié)果而忽視過程,應(yīng)以鼓勵表揚為主,以培養(yǎng)學(xué)生的自信心。
以上是我在高中學(xué)校開設(shè)機器人課的一些做法,但還有一些需要進一步研究,如機器人如何全面進入高中教學(xué)課程?如何解決場地、師資、器材的問題……
不過,不論在機器人教學(xué)這條道路上會遇到多少困難,我都將勇往直前,為機器人被更多、更廣的學(xué)生所接受而做出努力。
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2013年5期