開(kāi)展機(jī)器人社團(tuán)對(duì)學(xué)生的積極意義及常見(jiàn)問(wèn)題與反思

【摘要】機(jī)器人的教育在如今信息化發(fā)展迅速的社會(huì)已經(jīng)刻不容緩，很多中學(xué)開(kāi)展了機(jī)器人興趣班或社團(tuán)，學(xué)生在機(jī)器人社團(tuán)中能夠充分結(jié)合各領(lǐng)域知識(shí)，開(kāi)動(dòng)腦筋，將想象力與實(shí)踐動(dòng)手充分結(jié)合，得到能力上的提高。在這種新興社團(tuán)中，教育者要特別注意用一種全新的動(dòng)態(tài)教學(xué)方法，充分聯(lián)系實(shí)際，能夠集各領(lǐng)域知識(shí)于一身，充分發(fā)揮機(jī)器人社團(tuán)的能動(dòng)性。

【關(guān)鍵詞】機(jī)器人教學(xué) 優(yōu)勢(shì) 反思

【中圖分類號(hào)】G633.98 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）20-0245-02

隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，隨著信息技術(shù)對(duì)人類社會(huì)的全面覆蓋，機(jī)器人，已成為了時(shí)代的一個(gè)代表。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也不斷的滲透到各個(gè)領(lǐng)域，從工業(yè)到醫(yī)藥業(yè)，從服務(wù)業(yè)到教育，現(xiàn)在我們的學(xué)生，也可以通過(guò)對(duì)機(jī)器人的學(xué)習(xí)來(lái)發(fā)展思維，鍛煉動(dòng)手。機(jī)器人是當(dāng)今教育的又一新興領(lǐng)域。

緊跟這一趨勢(shì)，很多學(xué)校都引入了各個(gè)類型的機(jī)器人模型或套件，另辟了機(jī)器人教室，開(kāi)展了機(jī)器人社團(tuán)或興趣班，那么，在學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人社團(tuán)到底對(duì)學(xué)生有怎樣的正面意義呢？

一、把握契機(jī)，讓學(xué)生興趣與時(shí)代特征相連

眾所周知，機(jī)器人是現(xiàn)代科技的產(chǎn)物，更是未來(lái)世界科技發(fā)展的重要領(lǐng)域，是各種新興科技的集合者。機(jī)器人，越來(lái)越完善的人工智能，讓每一個(gè)人都充滿了好奇和渴望。這種好奇心是一種天然的優(yōu)勢(shì)，學(xué)生在一種濃厚的興趣中開(kāi)始的學(xué)習(xí)，算是良好的開(kāi)端。學(xué)生們來(lái)到機(jī)器人社團(tuán)，首先，他們腦子中抽象的對(duì)機(jī)器人的各種想象會(huì)幻化成一種現(xiàn)實(shí)，各種機(jī)械或塑料零部件，各種馬達(dá)，各種傳感器及計(jì)算機(jī)編程等擺到了他們的面前。雖然他們只有中學(xué)生的年紀(jì)，但是從一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)器人社團(tuán)中，在一種簡(jiǎn)單到復(fù)雜的學(xué)習(xí)過(guò)程中，他們就能夠產(chǎn)生對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的由淺入深的認(rèn)識(shí)——再?gòu)?fù)雜的結(jié)構(gòu)也離不開(kāi)最基本的物理結(jié)構(gòu)，再精巧的反應(yīng)都離不開(kāi)精密的傳感器，類人的反應(yīng)都離不開(kāi)復(fù)雜巧妙的編程。從社團(tuán)的興趣學(xué)習(xí)，引導(dǎo)他們對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的了解，為他們今后的職業(yè)發(fā)展，或知識(shí)儲(chǔ)備等方面都有了不小的助益，尤其是對(duì)那些生來(lái)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)著迷的學(xué)生，對(duì)動(dòng)手、動(dòng)腦游刃有余的學(xué)生，更是一種機(jī)會(huì)，讓他們?cè)谏洗髮W(xué)前就有一種良好的體驗(yàn)，這對(duì)于未來(lái)社會(huì)所需的大量的機(jī)器人人才也是一種準(zhǔn)備。

二、合理想象，實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想

再?zèng)]有什么事情比將自己的夢(mèng)想實(shí)現(xiàn)更令人激動(dòng)人心了。機(jī)器人社團(tuán)就是個(gè)小小的夢(mèng)想實(shí)現(xiàn)廠，你設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)器人，分析它的功能性，想辦法設(shè)計(jì)它的機(jī)械結(jié)構(gòu)和身體構(gòu)造，為它的身體加上很多觸覺(jué)（傳感），為它的反應(yīng)設(shè)計(jì)一套思維（編程），最后動(dòng)手一一實(shí)現(xiàn)。整個(gè)過(guò)程就是一個(gè)夢(mèng)想完成之旅，學(xué)生在基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)過(guò)后，就能夠利用知識(shí)不斷的發(fā)展出新的，有意思的機(jī)器人，這一過(guò)程，調(diào)動(dòng)了他們學(xué)習(xí)的積極性，讓他們能夠自覺(jué)的吸收大量的課外知識(shí)，主動(dòng)地尋找各種辦法，嘗試著去解決各種問(wèn)題。這不再是一個(gè)枯燥而煩人的過(guò)程，而是一種探索的旅程，沒(méi)人知道他們?cè)谄渲谢ㄙM(fèi)了多少精力，想象了多少種可能性，學(xué)習(xí)了多少課本上沒(méi)有的知識(shí)，最終才能夠勉強(qiáng)讓自己的機(jī)器人完成。在這一過(guò)程中他們學(xué)會(huì)了收集知識(shí)、辨別知識(shí)、提取知識(shí)，知道了動(dòng)手與想象的差別，工具的重要性，團(tuán)隊(duì)合作的精神等等。這是一個(gè)開(kāi)放的過(guò)程，那些不氣餒的孩子們會(huì)學(xué)到的更多。這些，才是一名學(xué)生應(yīng)該掌握的最重要的技能。

三、積極面對(duì)競(jìng)賽，提高合作交流能力

大家都知道，參與競(jìng)賽能夠提升學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)的凝聚力，社團(tuán)中也會(huì)遇到各種賽事。面對(duì)一個(gè)提升自己，挑戰(zhàn)自己的機(jī)會(huì)，我們都會(huì)鼓勵(lì)大家積極參與，勇敢應(yīng)戰(zhàn)。面對(duì)從來(lái)沒(méi)有過(guò)的問(wèn)題，面對(duì)從未想到過(guò)困難，學(xué)生們都要一一面對(duì)。這是一個(gè)艱難的過(guò)程，對(duì)于學(xué)生們可能是一個(gè)巨大的考驗(yàn)，這一過(guò)程中，需要學(xué)生們學(xué)會(huì)制定計(jì)劃，學(xué)會(huì)合理分工，學(xué)會(huì)處理難題，甚至，要學(xué)會(huì)求助。機(jī)器人的知識(shí)涉及面廣，不但有物理、數(shù)學(xué)的知識(shí)，機(jī)械機(jī)構(gòu)、各種傳動(dòng)、液壓、滑輪等知識(shí)，還需要計(jì)算機(jī)知識(shí)、編程的知識(shí)、無(wú)線控制的知識(shí)等等。這么多的知識(shí)不是一己之力或幾個(gè)人的能力所完成的，所以，他們需要一種合作交流的能力，這種能力非常的重要，能夠集合大家的力量、智慧，是一種思想、知識(shí)的碰撞，學(xué)生們?nèi)绻麑W(xué)會(huì)了與別人交流與分享，那么他們將是打開(kāi)了世界的大門，或者說(shuō)他們擁有了一種全新的打開(kāi)世界的方法。

怎樣去認(rèn)識(shí)對(duì)你有幫助的人，怎樣從別人那里獲得幫助，怎樣給與別人同等的回報(bào)或是能將這一聯(lián)系繼續(xù)下去，都需要學(xué)生們的智慧，這一過(guò)程的艱難的，但又是絕對(duì)有用的，通過(guò)一個(gè)比賽，可以連接很多人，通過(guò)很多人，可以成全一個(gè)任務(wù)，通過(guò)一個(gè)任務(wù)，可以感受更多這個(gè)世界，對(duì)于社團(tuán)的學(xué)生們來(lái)說(shuō)，就是正確的打開(kāi)方式。

對(duì)于社團(tuán)的學(xué)生們來(lái)說(shuō)，以上這些好處是顯而易見(jiàn)的，但是，在帶領(lǐng)社團(tuán)的過(guò)程中，并不都是一帆風(fēng)順的，其中作為社團(tuán)教育者，又會(huì)遇到哪些問(wèn)題，做出哪些反思呢？

一、機(jī)器人教學(xué)不適合傳統(tǒng)的教學(xué)方法

機(jī)器人的學(xué)習(xí)有別于傳統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)，口授的知識(shí)傳授法并不適用。要大量運(yùn)用實(shí)物、圖片、視頻等素材，才能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之初就能將機(jī)器人復(fù)雜功能及實(shí)現(xiàn)方式搞清楚。而素材的好壞又會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣及教學(xué)效果有很大的影響，比如，要介紹一款機(jī)器人，將它的功能和形態(tài)說(shuō)清楚。只有圖片和口頭描述，顯然不能夠滿足學(xué)生的需求，學(xué)生明顯會(huì)覺(jué)得不夠吸引人，積極性大大降低，這樣就很難體會(huì)到機(jī)器人的主要特征及要點(diǎn)，不能為后面的學(xué)習(xí)做好鋪墊。這時(shí)，最好將圖片素材換成了視頻素材。實(shí)踐證明動(dòng)態(tài)素材可以大大的提高課堂效率，學(xué)會(huì)將無(wú)趣的知識(shí)教學(xué)融入到趣味的素材展示中，會(huì)使學(xué)生的學(xué)習(xí)由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，學(xué)習(xí)的心情會(huì)變得輕松、愉快。而自覺(jué)學(xué)習(xí)會(huì)使注意力持久和集中，觀察力更敏銳，思維創(chuàng)造力更活躍。

二、機(jī)器人社團(tuán)需要大量的多學(xué)科知識(shí)

機(jī)器人教育中，并不是一個(gè)單一學(xué)科的知識(shí)就足夠了，涉及面廣且雜，通常需要學(xué)生的自覺(jué)學(xué)習(xí)。這對(duì)于習(xí)慣了填鴨式教育模式的中學(xué)生來(lái)說(shuō)是有一定的困難的。他們往往不是不想要自己解決問(wèn)題，而是沒(méi)有方向，不知該從哪里入手。作為老師，此時(shí)可以幫助他們尋找一個(gè)切入點(diǎn)。比如在做循跡小車時(shí)，大家都知道是要用到光電傳感器，可是，怎樣才能讓小車一直在線上走，并且又快又準(zhǔn)呢？大家的思路沒(méi)有打開(kāi)前，覺(jué)得是一個(gè)很難得問(wèn)題，此時(shí)老師大可不必直接講解一些解決方案，可作出一些提示即可：比如，光電傳感器的數(shù)量對(duì)巡線有沒(méi)有什么影響？再比如，講解求導(dǎo)的知識(shí)，引出PID方法等等；解決問(wèn)題的方案不只一套，學(xué)生的思路也沒(méi)有正確錯(cuò)誤與否，只要能夠有思路，并能夠完成任務(wù)都可以，即使學(xué)生利用的并不是你想要他們完成的方式。此時(shí)的老師切記不要阻止他們利用想象力去解決任務(wù)的做法，學(xué)生的想象力雖然有時(shí)不能夠在現(xiàn)實(shí)中起作用，但是，這一想象的過(guò)程都是學(xué)生們寶貴的財(cái)富，老師要做的就是引導(dǎo)和鼓勵(lì)，學(xué)生可能饒了一大圈終于找到了通向解決任務(wù)的路，那么這一大圈的路就成為他這次學(xué)習(xí)中的意外收獲。

三、機(jī)器人社團(tuán)需要不斷聯(lián)系實(shí)際

機(jī)器人教學(xué)受材料、經(jīng)費(fèi)等因素的限制，不可能做到機(jī)械化生產(chǎn)的緊密型，但這并不妨礙我們?cè)谏鐖F(tuán)的學(xué)習(xí)中與實(shí)踐相連。

首先，學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)必然與實(shí)踐相連。比如升降機(jī)中學(xué)習(xí)機(jī)械臂的抬起和放下；抽屜的三節(jié)式導(dǎo)軌學(xué)習(xí)手臂的伸長(zhǎng)和收縮；杠桿原理、滑輪的原理等等大量的知識(shí)要來(lái)源于實(shí)際，更好的設(shè)計(jì)機(jī)器人，就需要我們認(rèn)真觀察生活，展開(kāi)聯(lián)想。

其次，設(shè)計(jì)機(jī)器人要符合實(shí)際。我們?cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)器人時(shí)，一定要從實(shí)際出發(fā)，用真實(shí)的思路去設(shè)計(jì)和改造機(jī)器人，比如，做一臺(tái)搜救機(jī)器人，滅火的原理可以是用水噴、風(fēng)扇吹，滅火器等等。與實(shí)際相連的原理和方案才是我們?cè)O(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)器人的初衷。

最后，機(jī)器人的制作材料可以來(lái)源于實(shí)際。并不是所有的零部件都需要是特別制造。生活中處處是原材料：釣魚(yú)線可以使滑輪滑動(dòng)，可樂(lè)瓶也可以做風(fēng)扇葉，廢舊的膠皮也可用來(lái)做履帶，生活中的每一樣物品都可以被利用，只要能夠利用得好，就能夠達(dá)到不可思議的組合，由廢變寶，由舊變新，改變思路，就能夠有新的一片天地。

機(jī)器人社團(tuán)的開(kāi)展從興起到發(fā)展才不過(guò)短短幾年的時(shí)間，其中的意義及包括對(duì)學(xué)生的興趣培養(yǎng)和動(dòng)手動(dòng)腦的開(kāi)發(fā)甚至對(duì)他們今后職業(yè)發(fā)展的影響都是不可估量的。很多學(xué)校也在思考和關(guān)注這一問(wèn)題。相信在今后機(jī)器人產(chǎn)業(yè)大發(fā)展的帶動(dòng)下，會(huì)有越來(lái)越多的教育資源投入到機(jī)器人教育，會(huì)得到全民的認(rèn)可和重視，會(huì)有越來(lái)越多的教育學(xué)者投入到其中，那么，學(xué)校機(jī)器人教育的力量將會(huì)越來(lái)越強(qiáng)大，只要這些都以學(xué)生為本，以人類發(fā)展的利益為基礎(chǔ)，那么，相信，未來(lái)機(jī)器人教育在學(xué)校的發(fā)展的大繁榮時(shí)期一定會(huì)很快到來(lái)。

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作者簡(jiǎn)介：

楊娜，畢業(yè)于上海師范大學(xué)，研究生學(xué)歷?，F(xiàn)就任于上海市金山區(qū)第二勞技學(xué)校，擔(dān)任機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)課程教師并兼任樂(lè)高機(jī)器人社團(tuán)輔導(dǎo)老師。