高中機(jī)器人活動中合作學(xué)習(xí)的策略研究

陳浩然

摘要：高中機(jī)器人活動以培養(yǎng)學(xué)生合作意識、合作能力為主要目標(biāo)之一，其教學(xué)特點(diǎn)決定了適合采用合作學(xué)習(xí)這種新型的學(xué)習(xí)方式。因此，本文將探索合作學(xué)習(xí)在高中機(jī)器人活動中的具體實(shí)施策略，以期為學(xué)校開展相關(guān)活動提供一些有益的參考。

關(guān)鍵詞：合作學(xué)習(xí)；機(jī)器人；高中機(jī)器人教學(xué)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）10-0108-04

在新課程理念的倡導(dǎo)下，我國機(jī)器人教學(xué)在高中學(xué)校發(fā)展得很迅速，若能夠?qū)⒑献鲗W(xué)習(xí)應(yīng)用于中小學(xué)機(jī)器人活動中，那么這對推廣機(jī)器人教育必定會產(chǎn)生積極作用。以下是筆者經(jīng)過多年的實(shí)踐探索歸納出的高中機(jī)器人活動中合作學(xué)習(xí)的具體策略。

高中機(jī)器人活動中合作學(xué)習(xí)的準(zhǔn)備策略

1.設(shè)計合作學(xué)習(xí)環(huán)境

機(jī)器人課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中需要運(yùn)用到許多機(jī)器人硬件及相應(yīng)的工具，此外，還要通過計算機(jī)中的特定軟件將設(shè)計好的程序載入機(jī)器人中。因此，機(jī)器人課程的學(xué)習(xí)環(huán)境與普通課程存在一定的差異。當(dāng)組裝成功，并將程序下載進(jìn)機(jī)器人之后，學(xué)生還要對成果進(jìn)行試驗(yàn)，需將機(jī)器人拿到試驗(yàn)場地測試，有時教師還需要將學(xué)生組織在一起就某問題進(jìn)行講解。因此，學(xué)生的操作臺與試驗(yàn)場地、教師的講臺之間存在著一定的關(guān)系。

結(jié)合合作學(xué)習(xí)的特點(diǎn)——以小組為中心，筆者設(shè)計了機(jī)器人課程的合作學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計圖（如圖1）。試驗(yàn)場地的位置要方便各個小組活動，因此將其置于中間，各個小組的操作臺分布在場地周圍，以縮短它們之間的距離。操作臺是每個小組的活動中心，均勻散布在教室四周，每個操作臺上放置一臺計算機(jī)和相應(yīng)的工具，計算機(jī)中裝有與機(jī)器人硬件相配套的程序軟件。機(jī)器人教學(xué)中教師的講解少但很有必要，有時需要學(xué)生進(jìn)行PPT演示，所以講臺是必不可少的。將講臺定位于教室中間，比較貼近學(xué)生，既有利于教師了解學(xué)生動態(tài)，又不會影響正常教學(xué)。

2.建立合作學(xué)習(xí)小組

合作學(xué)習(xí)小組以3～5人為宜，人越少，每個人參與討論交流的機(jī)會就越多。很多研究表明，男生的動手能力普遍高于女生，因此分組時，每個小組至少要有一名男生。不少學(xué)生在初中階段都或多或少地參加過機(jī)器人興趣班，而組長作為一個小組的領(lǐng)導(dǎo)核心，要統(tǒng)籌規(guī)劃小組內(nèi)部的學(xué)習(xí)活動，對機(jī)器人的整個操作過程要有一定的認(rèn)知度，所以組長要由有機(jī)器人學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)的學(xué)生擔(dān)任。其余組員根據(jù)興趣、家庭背景等不同要素來劃分，充分體現(xiàn)了“組間同質(zhì)，組內(nèi)異質(zhì)”的分組原則。

筆者認(rèn)為，機(jī)器人課程中每三人一組最為適宜，也可根據(jù)班級總?cè)藬?shù)適當(dāng)調(diào)整，但每組不要超過四人。動手能力較好的學(xué)生負(fù)責(zé)組裝機(jī)器人，邏輯思維能力較強(qiáng)的學(xué)生負(fù)責(zé)編寫程序，分析能力較強(qiáng)的學(xué)生負(fù)責(zé)觀察機(jī)器人的運(yùn)行情況并將結(jié)果反饋給其他同伴。這并不意味著每個人單獨(dú)行動，而是在相互交流合作的前提下，讓某方面比較突出的學(xué)生能夠發(fā)揮自己的長處。

3.合作學(xué)習(xí)前的準(zhǔn)備活動

各小組初建時成員都是高一新生，相互之間較陌生，因此，教師不僅要讓學(xué)生快速地互相熟悉起來，融入自己的小組，還要培養(yǎng)小組成員的合作意識和合作技能。

開展主題班會、社會調(diào)查、游戲等可以促進(jìn)學(xué)生之間的相互了解。例如，開展有關(guān)“機(jī)器人的現(xiàn)在與未來”的主題活動，要求每個小組通過上網(wǎng)搜索、閱讀相關(guān)書籍等方式查找相關(guān)資料，探究有關(guān)主題的內(nèi)容。然后，小組整理調(diào)查的資料，由組內(nèi)的電腦高手制作出PPT，由組長或演講能力較好的組員在班會課上做匯報。這是進(jìn)行正式的合作學(xué)習(xí)之前的一個活動，目的是增進(jìn)組員之間的了解，在相互探究學(xué)習(xí)的同時能夠掌握一定的合作技能，為接下來正式的合作學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備。

高中機(jī)器人活動中合作學(xué)習(xí)的實(shí)施策略

1.確立明確的教學(xué)目標(biāo)

在合作學(xué)習(xí)中，教學(xué)目標(biāo)包括合作學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)術(shù)目標(biāo)，合作學(xué)習(xí)目標(biāo)是指學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)能夠獲得的合作技能技巧，學(xué)術(shù)目標(biāo)是指學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠獲得的知識內(nèi)容。因此，在確立教學(xué)目標(biāo)時，可以把合作學(xué)習(xí)目標(biāo)歸為情感態(tài)度與價值觀這一維度，學(xué)術(shù)目標(biāo)則屬于知識與技能維度。

每堂機(jī)器人課的流程如圖2所示，教師作為課堂教學(xué)的主導(dǎo)者，要確定好每一堂課的教學(xué)目標(biāo)，讓學(xué)生提前做好目標(biāo)規(guī)劃，以便于開展系列的合作學(xué)習(xí)活動。例如，一堂學(xué)習(xí)程序“變量”的機(jī)器人課，可以從這三個維度定位教學(xué)目標(biāo)：①學(xué)會正確使用軟件中的“變量”工具；②通過場地試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)“變量”工具的使用特點(diǎn)；③在小組合作中提高語言表達(dá)能力，能夠交流互助，互相評價。

2.選擇適宜的合作學(xué)習(xí)內(nèi)容

合作學(xué)習(xí)是一種被廣泛研究并應(yīng)用于教育教學(xué)中的學(xué)習(xí)模式，但不是所有的教學(xué)內(nèi)容都適合采用合作學(xué)習(xí)，合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容應(yīng)具備開放性、實(shí)踐性和適宜的難度。機(jī)器人課程的開放性與實(shí)踐性較強(qiáng)，但也有部分內(nèi)容不適宜合作學(xué)習(xí)。例如，在前期學(xué)習(xí)機(jī)器人各部分的硬件配件、軟件使用等內(nèi)容時，需要以教師的講授為主，合作學(xué)習(xí)為輔。通過教師的講授，學(xué)生才能夠較清晰地獲得較為專業(yè)的機(jī)器人知識，為后期學(xué)習(xí)做好鋪墊。

在合作學(xué)習(xí)中，小組的每一個成員都要積極參與活動，與組員交流探討。合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容要適宜學(xué)生之間的相互討論、交流，如有關(guān)機(jī)器人的歷史知識或未來發(fā)展這部分內(nèi)容，較適合學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，就可以讓各小組分工合作，查找相關(guān)資料，最后匯報成果。

3.引導(dǎo)學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)活動

在上課之前，教師要做好相應(yīng)的教學(xué)設(shè)計，如任務(wù)該如何導(dǎo)入，學(xué)生在任務(wù)的驅(qū)動下如何開展合作學(xué)習(xí)等，這些都應(yīng)該在教學(xué)設(shè)計中得到充分的體現(xiàn)。引導(dǎo)的過程在于鼓勵學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題，使學(xué)生能夠帶著問題進(jìn)入合作學(xué)習(xí)活動。在機(jī)器人課程中，教師要將相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容通過各種方式展示給學(xué)生，使學(xué)生在上課伊始就能有學(xué)習(xí)的熱情，以利于展開合作學(xué)習(xí)。

一般來說，合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容以任務(wù)為主要形式呈現(xiàn)，但是呈現(xiàn)的方式可以有多種。教師可以引導(dǎo)，學(xué)生和學(xué)生之間也可以相互引導(dǎo)；可以直觀地出示任務(wù)，也可以讓學(xué)生表演小品或呈現(xiàn)機(jī)器人成品。呈現(xiàn)方式越豐富生動，越有利于調(diào)動學(xué)生的積極性。

4.指導(dǎo)合作學(xué)習(xí)過程

學(xué)生在掌握了機(jī)器人的基礎(chǔ)知識之后，就開始了真正的合作學(xué)習(xí)。此時教師作為一名旁觀者、指導(dǎo)者和協(xié)助者，并不完全參與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動，而是要做適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥。在進(jìn)行合作學(xué)習(xí)時，教師要時刻關(guān)注班級中每個小組的活動，甚至是每位學(xué)生的活動。當(dāng)看到有學(xué)生無所事事，在做與合作學(xué)習(xí)無關(guān)的活動時，要及時制止，同時要提醒小組中的監(jiān)督者注意自己的職責(zé)。當(dāng)有些小組提前完成任務(wù)時，教師可以提出拓展性目標(biāo)，鼓勵小組向更有挑戰(zhàn)性的任務(wù)前進(jìn)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)大部分小組的合作學(xué)習(xí)偏離了教學(xué)目標(biāo)時，教師要暫停此時的合作學(xué)習(xí)，組織講授學(xué)習(xí)，在各小組明白任務(wù)的前提下，再次開展合作學(xué)習(xí)，若偏離目標(biāo)的只是個別小組，則教師可以針對這幾個小組組織講授，而不影響其他小組的學(xué)習(xí)。

教師要時刻關(guān)注每個小組的活動動態(tài)，可以每隔五分鐘做一次記錄。當(dāng)發(fā)現(xiàn)某個小組出現(xiàn)爭論，或者沒有達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)而降低了學(xué)習(xí)效率時，教師要指導(dǎo)各組員學(xué)會自我反省，分析出現(xiàn)爭論的原因，同小組共同探討解決的措施，制定出合理的計劃。教師要教給學(xué)生解決沖突的技能：①討論要立足于自己的觀點(diǎn)，不能針對個人，要對事不對人；②通過換位思考，理解他人的想法。在下次進(jìn)行合作學(xué)習(xí)時，教師要特別關(guān)注他們，觀察他們的合作學(xué)習(xí)情況是否有所進(jìn)步。

課堂教學(xué)是一個動態(tài)的過程，教師作為主導(dǎo)者要時刻把握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，使每個小組都在正確學(xué)習(xí)的軌道上前行，這樣才能使合作學(xué)習(xí)變得更有效率。

高中機(jī)器人活動中合作學(xué)習(xí)的評價策略

在機(jī)器人活動中，學(xué)生在合作的前提下可以制作出一定的作品或其他形式的成果，教師和學(xué)生可以對成果進(jìn)行評價，并以學(xué)習(xí)小組為單位，對小組進(jìn)行排名積分。機(jī)器人課程的評價體系可分為教師評價和小組評價。

1.教師評價，以旁觀者的角度觀察每位學(xué)生

學(xué)生在進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的過程中，教師要走進(jìn)學(xué)生，傾聽每位學(xué)生的想法，觀察每位學(xué)生的實(shí)踐操作。例如，在上課后十分鐘內(nèi)，每個小組是否都已組建好本堂課所用的機(jī)器人；十五分鐘后，觀察每個小組是否已經(jīng)進(jìn)入程序設(shè)計階段；二十五分鐘后，觀察每個小組是否已經(jīng)進(jìn)入調(diào)試機(jī)器人階段，并在不斷改進(jìn)。教師不僅要觀察小組的整體工作情況，還要觀察每個成員的參與度、積極性等，在觀察時應(yīng)及時將情況填寫在記錄上。對于表現(xiàn)較好的小組，可以給予小紅花等適當(dāng)?shù)莫剟睢?/p>

2.小組評價，從參與者的角度評價自身

機(jī)器人課堂中，小組多，學(xué)生多，教師往往不能顧及所有的學(xué)生，而且教師觀察到的只是某個階段小組的表現(xiàn)。因此，參與者自身的評價顯得尤為重要。這就要求小組進(jìn)行自我評價，小組評價包括個人自評、小組自評和小組互評三個方面。

（1）個人自評

個人自評要求學(xué)生對自己在機(jī)器人課中的表現(xiàn)做自我評價，在下課前十分鐘左右時間里，學(xué)生首先對自己進(jìn)行自我評價，清晰意識到自己在團(tuán)隊(duì)中的作用及扮演的角色，充分認(rèn)識到自己在某方面的不足，并進(jìn)行反思，在課后可以尋求教師或者組長的幫助，共同探討改進(jìn)的意見，爭取下堂課能夠更上一層樓。個人的自我評價表如下頁表1所示。

（2）小組自評

合作學(xué)習(xí)以小組為基本活動單位，小組的表現(xiàn)關(guān)系著該小組所有成員的最終成績。在學(xué)生個人完成自我評價后，各小組進(jìn)行小組的自我評價。小組評價是小組成員的自我反思過程，是進(jìn)一步培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神、合作能力的機(jī)會。小組評價的量表如下頁表2所示。

（3）小組互評

小組的自我評價難免會帶來主觀性，而小組之間存在著競爭關(guān)系，相互之間的評價會更加嚴(yán)格。在每堂課的成果展示環(huán)節(jié)，可以開展小組互評活動，每個小組派一名組員對其他小組的成果進(jìn)行評價，組員之間輪流擔(dān)任評委，每節(jié)課每個小組的評委都不相同，評價時要完成的內(nèi)容如表3所示。為了使評價更為公正，對每組的分?jǐn)?shù)去掉一個最高分和一個最低分，然后取平均分作為該小組的最終得分。

總結(jié)

合作學(xué)習(xí)能夠培養(yǎng)學(xué)生的合作意識和團(tuán)隊(duì)精神。以合作學(xué)習(xí)的形式促進(jìn)師生交流、生生交流，能提高學(xué)生的溝通與合作能力，鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力，并能夠樹立健康正確的人生觀、集體觀和價值觀，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心。

合作學(xué)習(xí)在一定程度上促進(jìn)了教學(xué)模式的改變，在新的教學(xué)模式中，學(xué)生的主體地位得到實(shí)現(xiàn)，學(xué)生從被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí)、主動探索，提高了學(xué)習(xí)的興趣，教師能夠全方面地顧及班級中的每位學(xué)生，并在機(jī)器人的教學(xué)活動中發(fā)現(xiàn)應(yīng)用合作學(xué)習(xí)模式存在的現(xiàn)實(shí)問題。

由于筆者水平有限，本研究尚存在一些不足之處：首先，實(shí)踐研究不夠，總結(jié)出的策略的可操作性不夠強(qiáng)，有待繼續(xù)驗(yàn)證。其次，在開展合作學(xué)習(xí)過程中，沒有運(yùn)用一些具體的合作學(xué)習(xí)方法，這方面有待完善。

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