蘆惠君 趙會芳

摘 ?要：智能技術(shù)的發(fā)展推動著教育機(jī)器人技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)器人教育已經(jīng)成為中小學(xué)課堂教學(xué)的內(nèi)容之一。然而，培養(yǎng)中小學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識去解決問題，以及處理教學(xué)實踐中遇到的問題等都是值得深入探討的問題。本文探討了項目促進(jìn)個性化創(chuàng)意教學(xué)實踐問題，分析了該教學(xué)方法的效果并提出相應(yīng)的教學(xué)建議，以期推動中小學(xué)機(jī)器人教育的推廣及發(fā)展。

關(guān)鍵詞：教育機(jī)器人 ?項目式 ?個性化創(chuàng)意教學(xué)

中圖分類號：G622 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-1578（2020）03-0189-01

智能技術(shù)的高速發(fā)展使教育機(jī)器人及機(jī)器人教育成走入中小學(xué)課堂成為一種必然。教育機(jī)器人為課堂教學(xué)提供了新的教學(xué)載體，其能夠?qū)?chuàng)新教育、素質(zhì)教育同前沿研究有機(jī)結(jié)合，而教育機(jī)器人自然也具有較強(qiáng)的趣味性、實踐性、綜合性和探究性，極易吸引學(xué)生的積極參與。同時，機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展對我國未來發(fā)展具有重要作用，而中小學(xué)生作為國家的未來，開拓其視野，使其盡早接觸機(jī)器人的相關(guān)知識，能夠進(jìn)一步激發(fā)其探討及學(xué)習(xí)熱情。機(jī)器人教育是新的教育范式，教育機(jī)器人能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)激情和興趣，可有效培養(yǎng)其實踐能力、動手能力，對學(xué)生的計算機(jī)思維具有重要意義。本文以項目式教學(xué)理念及方法來探討機(jī)器人教學(xué)，以使中小學(xué)生通過自身實踐，綜合利用跨學(xué)科知識去探討問題和解決問題。

1 ? 教育機(jī)器人項目式教學(xué)模式設(shè)計

1.1 構(gòu)建項目式學(xué)習(xí)模式

項目式學(xué)習(xí)是基于情境化學(xué)習(xí)理論的一種模式，學(xué)生能夠應(yīng)用動手操作及知識等方式掌握和學(xué)習(xí)知識，從而加深其對知識材料的理解，注重其合作學(xué)習(xí)及積極建構(gòu)能力的培養(yǎng)。該學(xué)習(xí)模式強(qiáng)調(diào)以情境問題驅(qū)動任務(wù)，將要學(xué)習(xí)的知識內(nèi)容通過一個集多個項目活動進(jìn)行整合學(xué)習(xí)，使其能在項目完成的過程中學(xué)習(xí)到新內(nèi)容，從而獲取全面跨學(xué)科的知識，并利用此項目活動培養(yǎng)學(xué)生的時間能力及解決問題的能力。

機(jī)器人教學(xué)主要有創(chuàng)造交互性模式、交互趣味性模式、實驗?zāi)M教學(xué)及科學(xué)探究教學(xué)等模式，其中實驗?zāi)M模式的教學(xué)目標(biāo)側(cè)重于掌握基礎(chǔ)知識，趣味交互模式則是應(yīng)用同基礎(chǔ)并重，科學(xué)探究模式側(cè)重于基礎(chǔ)知識的掌握，創(chuàng)造性教學(xué)模式則為創(chuàng)新實踐及知識的應(yīng)用[1]。本文結(jié)合項目式教學(xué)特點及學(xué)生的基本需求、特征選擇趣味交互式和科學(xué)探究兩種模式，將基礎(chǔ)知識的掌握及應(yīng)用等作為教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)機(jī)器人編程功能強(qiáng)，操作簡單，在此教學(xué)模式中，通過情境創(chuàng)設(shè)、問題的確定、提出假設(shè)及推斷問題能否解決、完成項目、假設(shè)驗證及評價總結(jié)等環(huán)節(jié)構(gòu)成，以培養(yǎng)中小學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合應(yīng)用知識及解決問題的能力為教學(xué)目標(biāo)。在此教學(xué)過程中，教師應(yīng)明確學(xué)生學(xué)到了什么知識，使其能夠?qū)嵺`過程中的問題進(jìn)行梳理，思考如何解決此問題及解決此問題后有什么收獲等。

1.2 實施項目式教學(xué)

在此項目式教學(xué)模式中，教師首先應(yīng)創(chuàng)設(shè)情景，情景應(yīng)接近真實世界，并讓學(xué)生明確此情境中待解決的項目，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和發(fā)現(xiàn)所要解決的項目問題。其次，教師應(yīng)啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題，引導(dǎo)其完成并掌握項目需要的知識，反復(fù)強(qiáng)調(diào)由情境中抽象出來的問題，引導(dǎo)學(xué)生聚焦問題并給出解決問題的假設(shè)，鼓勵學(xué)生多思考，通過自己掌握的跨學(xué)科知識及樂高機(jī)器人相關(guān)知識去推測或驗證解決問題的假設(shè)能否成立。驗證假設(shè)環(huán)節(jié)需要學(xué)生進(jìn)行調(diào)式、搭建和編程等實踐操作，在此環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)了解學(xué)生暈倒的問題且適時給予干預(yù)，以確保學(xué)生能夠順利完成驗證環(huán)節(jié)的操作[2]。

在整個項目式教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師一直是幫助者、指導(dǎo)者、啟發(fā)者和組織者，學(xué)生則是主體，在為機(jī)器人編程或搭建機(jī)器人時教師應(yīng)從數(shù)學(xué)、藝術(shù)、工程、技術(shù)及科學(xué)等層面對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)，以促進(jìn)學(xué)生綜合應(yīng)用各種知識處理問題。

2 ? 項目式教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

2.1 機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容設(shè)計及實施

本文依據(jù)學(xué)校實際情況及學(xué)生要求和能力風(fēng)暴機(jī)器人知識體系進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)計，對課程體系內(nèi)容進(jìn)行重新組織，項目設(shè)計時確保項目間的層次及其銜接的合理性。機(jī)器人知識體系主要是程序知識和結(jié)構(gòu)知識兩方面，但若要完成此項目設(shè)計，學(xué)生還應(yīng)具備相應(yīng)的跨學(xué)科知識，如程序知識方面的運算模塊、傳感器、控制器及運動、通信等模塊;結(jié)構(gòu)知識主要有渦輪系統(tǒng)、復(fù)雜齒輪組、齒輪組、方向轉(zhuǎn)變的齒輪組、凸輪、連桿、重復(fù)結(jié)構(gòu)、傳送帶、間歇運動、遠(yuǎn)距離齒輪組等，以及驅(qū)動電機(jī)等結(jié)構(gòu)。

本項目式教學(xué)中將班級學(xué)生分組，每組學(xué)生需承擔(dān)四個角色，即小隊長、搭建手、編程手、小助手等，而后隨機(jī)從各角色中選1人組成一個小組每組4人。每個項目約2-3個課時，每周2個課時，項目教學(xué)涉及的知識點主要有解決問題流程、總結(jié)機(jī)器人主控、傳感器、電機(jī)及編程等知識。

2.2項目式教學(xué)效果評估

教學(xué)效果評估主要包括兩部分，一是評估“教”，二是評估“學(xué)”。通過學(xué)生對項目設(shè)計、項目實施的滿意度對教師教學(xué)進(jìn)行評估，而“學(xué)”的評估則由教師評估和學(xué)生小組評估的方式來實現(xiàn)。項目結(jié)束后，教師組織小組間互評和討論，并針對小組討論情況及時指導(dǎo)也引導(dǎo)，使其能夠及時掌握相關(guān)知識，并對項目活動各小組實踐學(xué)習(xí)情況、知識點進(jìn)行歸納總結(jié)。同時，教師為學(xué)生打分記錄學(xué)生成長，且應(yīng)用5c量表在項目實施前、后分別測評，對比二者差異，以此評估項目式教學(xué)后學(xué)生創(chuàng)造力、解決問題能力、合作能力、批判思維能力、交流溝通能力等能力的提升情況。

總之，以項目促進(jìn)個性化創(chuàng)意教學(xué)能夠提高學(xué)生的實踐操作能力、綜合運用知識的能力及合作、創(chuàng)造能力等，但在應(yīng)用項目式教學(xué)過程中，要注意教學(xué)工作的反思，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并及時總結(jié)歸納，以切實提高機(jī)器人課堂教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔寧.試論項目式教學(xué)在工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].電子世界，2019（21）：80-81.

[2] 孫莉.虛擬機(jī)器人教學(xué)的研究與思考[J].基礎(chǔ)教育論壇，2019（28）：21-22.