微課程在撫順二中機(jī)器人教育活動(dòng)中的應(yīng)用研究

遼寧省撫順市第二中學(xué) 張德維

從2008年，我校開啟了撫順二中機(jī)器人教育活動(dòng)之路。但由于沒有專職機(jī)器人教師，兼職的教師沒時(shí)間系統(tǒng)為學(xué)生上機(jī)器人課，微課程卻為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、獨(dú)立學(xué)習(xí)創(chuàng)造了極其方便的條件。設(shè)計(jì)機(jī)器人微課程，配合機(jī)器人實(shí)踐室的開放使用，為撫順二中機(jī)器人教育注入了新的生機(jī)與活力。

我們從機(jī)器人實(shí)踐室入手，配以充足的電腦與器材，嘗試將機(jī)器人課程微課化。根據(jù)我校機(jī)器人社團(tuán)活動(dòng)實(shí)際需求結(jié)合全國青少年機(jī)器人競賽方向，利用一切可能的時(shí)間，創(chuàng)作一系列“式機(jī)器人微課程”，引導(dǎo)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)，積極參與機(jī)器人項(xiàng)目活動(dòng)，并隨時(shí)操作實(shí)踐。機(jī)器人微課程的創(chuàng)作流程及其在教學(xué)中的應(yīng)用策略研究如下。

一、機(jī)器人微課程的設(shè)計(jì)思路

機(jī)器人微課程的實(shí)施初步解決學(xué)生的學(xué)習(xí)愿望，圍繞機(jī)器人活動(dòng)課程的主題內(nèi)容和學(xué)生提出來的具體問題，我們陸續(xù)開發(fā)創(chuàng)作一系列機(jī)器人微課，并配上相關(guān)的練習(xí)和輔助材料，引導(dǎo)學(xué)生在課內(nèi)或課外自主地學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)，參與機(jī)器人項(xiàng)目活動(dòng)。

機(jī)器人微課程的宗旨是“以生為本、導(dǎo)學(xué)導(dǎo)練”，在機(jī)器人基本課程體系的基礎(chǔ)上，從活動(dòng)教學(xué)與競賽教學(xué)相結(jié)合的目標(biāo)出發(fā)，利用生動(dòng)有趣的任務(wù)情境，引導(dǎo)學(xué)生針對分解的競賽任務(wù)開展分析；借助競賽任務(wù)單開展獨(dú)立自主的機(jī)器人相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)；通過微視頻的講解示范解決學(xué)習(xí)重難點(diǎn)，控制學(xué)習(xí)活動(dòng)流程；使用分解的競賽任務(wù)練習(xí)進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的檢測。從而將“任務(wù)—分析—學(xué)習(xí)—操作—反饋”等一系列教學(xué)活動(dòng)有機(jī)結(jié)合起來，形成一個(gè)自學(xué)自練教師指導(dǎo)的機(jī)器人活動(dòng)教學(xué)體系。機(jī)器人微課程重在引導(dǎo)學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生個(gè)性化創(chuàng)作，引導(dǎo)學(xué)生針對競賽任務(wù)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、尋求解決問題的最佳方案。

二、機(jī)器人微課程的內(nèi)容結(jié)構(gòu)

機(jī)器人微課程的內(nèi)容應(yīng)遵循學(xué)生的年齡特點(diǎn)與學(xué)習(xí)習(xí)慣，每個(gè)微課中一般都包括競賽任務(wù)、問題分析、實(shí)例應(yīng)用、拓展練習(xí)、歸納總結(jié)五個(gè)環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，自主實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練。

1.競賽任務(wù)

由競賽任務(wù)提設(shè)對應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法去學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生提供體驗(yàn)實(shí)踐的情境和感悟問題的情境，圍繞任務(wù)展開機(jī)器人學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也方便任務(wù)的完成效果檢驗(yàn)和總結(jié)學(xué)習(xí)過程。

2.問題分析

此環(huán)節(jié)是微課的重點(diǎn)，是利用已有知識(shí)系統(tǒng)，學(xué)習(xí)新知識(shí)，綜合解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)。在機(jī)器人微課中，需要在此環(huán)節(jié)將實(shí)際任務(wù)問題轉(zhuǎn)化為邏輯問題，將操作順序轉(zhuǎn)化為流程圖方便學(xué)生理解，為之后的實(shí)際操作奠定理論基礎(chǔ)。

3.實(shí)例應(yīng)用

為學(xué)習(xí)者展示問題的一般解決思路。在機(jī)器人微課中，此環(huán)節(jié)可能包含機(jī)器人結(jié)構(gòu)構(gòu)建、編寫程序、調(diào)試修改過程、機(jī)器人運(yùn)行效果等部分中的一個(gè)或幾個(gè)。

4.擴(kuò)展練習(xí)

針對某些知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生提供相關(guān)的練習(xí)，方便學(xué)生對學(xué)習(xí)成果和所完成的任務(wù)進(jìn)行自我檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)。

5.歸納總結(jié)

通過課堂小結(jié)將新舊知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行串聯(lián)，形成知識(shí)體系，為學(xué)習(xí)者將課時(shí)知識(shí)轉(zhuǎn)化為內(nèi)在能力提供基礎(chǔ)。教師也可以提出知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際生活中的應(yīng)用形式與方法，擴(kuò)展知識(shí)面，真正體現(xiàn)機(jī)器人課程知識(shí)價(jià)值。

三、機(jī)器人微課程的創(chuàng)作要點(diǎn)

創(chuàng)作機(jī)器人微課程，教師除了要把握好整體設(shè)計(jì)思路，統(tǒng)一規(guī)劃、精選內(nèi)容之外，還要考慮教學(xué)載體、發(fā)布平臺(tái)、制作方式和配套資源等因素。

1.選擇適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)載體

采用實(shí)體機(jī)器人與虛擬機(jī)器人相結(jié)合。實(shí)體機(jī)器人直觀可見，學(xué)生在機(jī)器人的搭建、編程、調(diào)試、運(yùn)行過程中，更能真切地體驗(yàn)到成功，在微課中應(yīng)該盡量選擇具有代表性的機(jī)器人類型。

2.平臺(tái)發(fā)布形式多樣化

機(jī)器人微課也是一種支持學(xué)生翻轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)、混合學(xué)習(xí)、移動(dòng)學(xué)習(xí)、碎片化學(xué)習(xí)的資源，因而在網(wǎng)絡(luò)中才能發(fā)揮最大的作用。為了便于學(xué)習(xí)任務(wù)單等配套材料的發(fā)布，我校采用現(xiàn)有成熟的“撫順市第二中學(xué)教學(xué)視頻應(yīng)用平臺(tái)”進(jìn)行發(fā)布，同時(shí)可支持PC端和移動(dòng)端的流媒體學(xué)習(xí)，既方便了發(fā)布者與學(xué)習(xí)者，又便于學(xué)習(xí)者之間的多方交互，后期還要考慮擴(kuò)展微信平臺(tái)功能，讓師生訪問與交流更加便捷。

3.逐漸積累和準(zhǔn)備出豐富的配套資源

為發(fā)揮微課程資源的最大效用，教師除了制作相關(guān)的教學(xué)視頻外，還要為其提供配套資源，如使用說明、競賽視頻、實(shí)用機(jī)器人資料、機(jī)器人傳感器資料、練習(xí)等。各級(jí)種類競賽視頻、實(shí)用機(jī)器人資料、機(jī)器人傳感器資料是為開拓學(xué)生機(jī)器人視野，練習(xí)是為了讓學(xué)生自我檢測。

4.多種制作方式和技巧相配合

基于機(jī)器人項(xiàng)目活動(dòng)的特殊性和綜合性，一般機(jī)器人微課都需要將錄屏式和錄像式相結(jié)合。部分為了將難點(diǎn)解釋得更直觀與清晰，也可能用到軟件式。

四、機(jī)器人微課程的應(yīng)用策略

1.機(jī)器人活動(dòng)課堂中的分層學(xué)習(xí)

鑒于機(jī)器人項(xiàng)目活動(dòng)的實(shí)踐操作性，學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)與操作經(jīng)驗(yàn)差異較大，因此，我們將開發(fā)機(jī)器人設(shè)計(jì)、搭建與編程系列微課程并在機(jī)器人教育教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)用?；A(chǔ)薄弱的學(xué)生跟著視頻完成基本任務(wù)，學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)的學(xué)生通過完成競賽任務(wù)來達(dá)到提高與鞏固，分層學(xué)習(xí)，各有所得。

2.社團(tuán)活動(dòng)中的興趣學(xué)習(xí)

機(jī)器人社團(tuán)活動(dòng)的主要目的是讓學(xué)生的智能機(jī)器人興趣有所發(fā)展，因此，可以利用機(jī)器人微課程內(nèi)容的廣泛性，讓學(xué)生對機(jī)器人項(xiàng)目的各類相關(guān)信息進(jìn)行涉獵，拓展學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生對機(jī)器人項(xiàng)目的興趣。

3.競賽準(zhǔn)備中的拓展學(xué)習(xí)

機(jī)器人競賽活動(dòng)形式多樣、項(xiàng)目各異，在一個(gè)活動(dòng)中也經(jīng)常各有分工。無論是搭建、編程，還是機(jī)器人任務(wù)的規(guī)劃設(shè)計(jì)，都應(yīng)該由學(xué)生根據(jù)自己的拓展方向有針對性地進(jìn)行選擇學(xué)習(xí)。

4.課余時(shí)間的個(gè)性化學(xué)習(xí)

我們撫順二中教學(xué)壓力大，機(jī)器人活動(dòng)課時(shí)間非常緊張，對機(jī)器人感興趣的同學(xué)又很多，所以利用課余時(shí)間學(xué)習(xí)的需求就變得非常大，做好系列機(jī)器人微課程，為學(xué)生的課余時(shí)間個(gè)性化學(xué)習(xí)創(chuàng)造了可能。而且學(xué)生可方便地根據(jù)自己的基礎(chǔ)和能力層度自主選擇不同級(jí)別微課進(jìn)行學(xué)習(xí)，以節(jié)約活動(dòng)課中寶貴的實(shí)踐時(shí)間。

機(jī)器人微課程拓寬了我校機(jī)器人教育活動(dòng)學(xué)習(xí)的途徑，有效緩解無專職教學(xué)人員、解決機(jī)器人活動(dòng)課時(shí)間的限制，使得教與學(xué)從課內(nèi)延續(xù)到課外、從學(xué)校延伸到家庭。機(jī)器人微課程也觸發(fā)了我們對微課程的進(jìn)一步探索與實(shí)踐，創(chuàng)作出主題豐富的機(jī)器人微課程，給學(xué)生提供更多更好的學(xué)習(xí)資源。