初中機(jī)器人教育中存在的困境及改善對(duì)策

曾犇

摘 要：我國(guó)初中學(xué)生普遍存在動(dòng)手能力較弱的問題，這對(duì)以后的成長(zhǎng)十分不利，各大學(xué)校根據(jù)這一狀況開展了一系列機(jī)器人教育課程，但是由于我國(guó)還處于萌芽時(shí)期，其中有很多問題還一直存在著，提出改善對(duì)策。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人教育；困境；改善對(duì)策

雖然初中機(jī)器人教育存在著許多困境，但這都是暫時(shí)的，隨著科技的發(fā)展，我們應(yīng)該運(yùn)用什么對(duì)策來應(yīng)對(duì)呢？

一、初中機(jī)器人教育在教學(xué)中存在的困境

1.我們先列出一張結(jié)合圖，在我國(guó)的初中機(jī)器人教育當(dāng)中，并沒有進(jìn)行信息技術(shù)和勞動(dòng)技術(shù)等技術(shù)方面的融合，導(dǎo)致我國(guó)中學(xué)生普遍動(dòng)手能力很弱，無法進(jìn)行真正的深入融合。

2.我們?cè)诮虒W(xué)當(dāng)中，要正確對(duì)待教學(xué)觀念，進(jìn)行開放式教育，因?yàn)闄C(jī)器人教學(xué)中，學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，他們所面對(duì)的是一個(gè)個(gè)活靈活現(xiàn)的機(jī)器人，只有讓他們產(chǎn)生高昂的興趣，才能進(jìn)行更好學(xué)習(xí)，因?yàn)榭茖W(xué)的探究并不是40分鐘就可以完成的，要求學(xué)生有主見地進(jìn)行學(xué)習(xí)，雖然科學(xué)的答案沒有唯一，但是要在聆聽他人建議時(shí)不能忽略自己的意見，從而在互補(bǔ)中提高自我。

3.科學(xué)探究活動(dòng)都是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜這么一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，所以老師也應(yīng)該按照這個(gè)過程，放手來進(jìn)行教學(xué)，從而使學(xué)生度過從生疏到自我完成的過程，在探究中不斷提出問題，進(jìn)行猜想和預(yù)測(cè)，從而完成一個(gè)從探究到結(jié)束的過程，目的是要讓學(xué)生靈活掌握實(shí)踐教學(xué)所教的知識(shí)，在探究教學(xué)中，我認(rèn)為老師應(yīng)該注意下面幾個(gè)問題。首先，教學(xué)中要在開始階段就對(duì)學(xué)生進(jìn)行各種發(fā)散性思維問題的提問和訓(xùn)練。第二點(diǎn)，要讓學(xué)生在活動(dòng)過程中進(jìn)行大膽設(shè)想，對(duì)問題做出多種預(yù)測(cè)。第三點(diǎn)，學(xué)生自己解決問題，在解決問題之前引導(dǎo)他們對(duì)實(shí)踐先進(jìn)行計(jì)劃的考量，然后動(dòng)手。第四點(diǎn)，讓學(xué)生進(jìn)行觀察實(shí)踐和記錄的結(jié)合，每次實(shí)踐結(jié)束后都可以在本子上看到第一手的計(jì)劃資料和完成的記錄。第五點(diǎn)，老師的目的是引導(dǎo)而不是手把手教育，引導(dǎo)學(xué)生自己得出結(jié)論，而不是直接強(qiáng)加給學(xué)生?；顒?dòng)結(jié)束后，進(jìn)行一次綜合研討，從而在所有人發(fā)表過自身經(jīng)驗(yàn)和意見后讓他們進(jìn)行自我的升華。

4.在探究活動(dòng)為核心的機(jī)器人教育過程中，老師不能用以往死板執(zhí)教的辦法來教育學(xué)生，教學(xué)應(yīng)該是以引導(dǎo)學(xué)生活動(dòng)為目的，因?yàn)樵谶@樣的環(huán)境下，學(xué)生的發(fā)散性思維可以得到廣闊空間來進(jìn)行提問，在這樣的情況下，老師也會(huì)在課堂上進(jìn)行自我的升華，同時(shí)可以推動(dòng)課堂向著科學(xué)性和創(chuàng)造性來進(jìn)行發(fā)展，才能使教學(xué)更加有意義，同時(shí)使教學(xué)更加靈活。

5.每個(gè)人都有不同的興趣，老師應(yīng)該因人而異進(jìn)行教育，有學(xué)生喜歡動(dòng)手，并且希望多多參與，那么老師更加應(yīng)該激發(fā)他們的興趣。我們要積極了解學(xué)生自身的意愿，根據(jù)不同的學(xué)生進(jìn)行不同的任務(wù)布置，因材施教，例如有些學(xué)生可能理論知識(shí)比較強(qiáng)，那么就要進(jìn)行平衡的教育，不要取長(zhǎng)補(bǔ)短，從而扼殺他們的好奇心，每個(gè)學(xué)生都要給他們相同的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)他們提問、實(shí)踐。

6.機(jī)器人教學(xué)課程的評(píng)價(jià)，目的是促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，我們應(yīng)該重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程當(dāng)中的評(píng)價(jià)，客觀記錄學(xué)生的具體情況，不要用標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)價(jià)。倡導(dǎo)用檔案袋的形式來記錄學(xué)生情況，課堂當(dāng)中的各個(gè)細(xì)節(jié)都記錄下來，例如學(xué)生的課堂回答，學(xué)生的課堂問題等。最后用學(xué)生的作品、論文等作業(yè)形式，加入到最終的評(píng)價(jià)結(jié)果當(dāng)中，記錄學(xué)生的進(jìn)步和表現(xiàn)，從而利用客觀的事實(shí)進(jìn)行比較，進(jìn)步就是最好的評(píng)價(jià)。

7.教師讓學(xué)生自己通過反思自我的學(xué)習(xí)情況，來對(duì)學(xué)校進(jìn)行評(píng)價(jià)，由家長(zhǎng)進(jìn)行組織監(jiān)督和視察，從而使老師在教學(xué)當(dāng)中可以更加有針對(duì)性，成為學(xué)生的“朋友”，來掌控學(xué)生的學(xué)習(xí)節(jié)奏和自身的教學(xué)節(jié)奏。

二、機(jī)器人教育實(shí)踐中的對(duì)策

可能在機(jī)器人教育中有許多案例，在這里我們挑出來一個(gè)針對(duì)性分析。實(shí)踐中改善教育中存在的困境。

1.我們找到的案例是齒輪的速度探究學(xué)習(xí)。我們的教學(xué)任務(wù)是如何改變齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比來影響機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的速度，從而來研究機(jī)器控制變量。在這里我們準(zhǔn)備了坦克車、膠帶、卷尺、秒表、樂高零件等材料，然后我們對(duì)坦克車進(jìn)行兩邊履帶和軸承的去除，把驅(qū)動(dòng)的軸向后兩個(gè)軸孔，最后把兩個(gè)軸用軸進(jìn)行連接，把拖拉機(jī)輪胎放在自由活動(dòng)的軸上，兩個(gè)寬大的輪胎放在驅(qū)動(dòng)軸上，保證了坦克車可以進(jìn)行直線行走。

然后將坦克車拿到我們的程度編碼旁邊進(jìn)行程序上的編程，在地板上進(jìn)行畫線，把機(jī)汽車放在線的后面，然后我們運(yùn)載程序，看看機(jī)器人在三秒內(nèi)可以行駛多遠(yuǎn)的路程，進(jìn)行記錄，拿到數(shù)據(jù)看向老師并接受老師的提問：“動(dòng)輪在轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的同時(shí)，主輪轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈？”“汽輪的轉(zhuǎn)動(dòng)比例是多少？”這樣的問題來讓學(xué)生進(jìn)行回答。

2.上述問題回答完畢后，進(jìn)行第二個(gè)改動(dòng)。在坦克車上卸載驅(qū)動(dòng)輪，拿出馬達(dá)上常用的24齒齒輪，換入8齒齒輪，軸上的24齒齒輪換成40齒齒輪。然后運(yùn)作程序，測(cè)出機(jī)器人在3秒后行走了多遠(yuǎn)，然后把這第二個(gè)實(shí)踐的數(shù)據(jù)填入我們的工作表格中，回答老師的問題如“齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比是多少”“動(dòng)輪在轉(zhuǎn)了一圈的同時(shí)，主輪運(yùn)動(dòng)了多少圈”。

3.下一步我們?cè)谳S上進(jìn)行安全軸套，兩邊都放上一個(gè)24齒齒輪和軸套，然后把驅(qū)動(dòng)的輪子放入新的軸上，讓打齒輪成為一個(gè)惰輪。然后把機(jī)器人轉(zhuǎn)一個(gè)方向，運(yùn)作同一個(gè)程序，測(cè)量3秒內(nèi)移動(dòng)的距離是多少。把數(shù)據(jù)填入表格當(dāng)中，回答老師的問題：“動(dòng)輪轉(zhuǎn)一圈的情況下，主輪轉(zhuǎn)動(dòng)了多少圈”“齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)比是多少”回答過后，我們的試驗(yàn)結(jié)束來進(jìn)行下面的數(shù)據(jù)分析。

4.我們的表格填寫完成后，老師進(jìn)行統(tǒng)一的指導(dǎo)和研究，在下面幾個(gè)問題中開始搶答。第一個(gè)問題，哪個(gè)實(shí)驗(yàn)中的機(jī)器人速度最快；第二個(gè)問題，哪個(gè)實(shí)驗(yàn)中機(jī)器人速度最慢；第三個(gè)問題，第一個(gè)活動(dòng)的機(jī)器人速度是第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中機(jī)器人速度的幾倍；第四個(gè)問題，在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中和第三個(gè)實(shí)驗(yàn)中他們的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)比之間又存在著什么關(guān)系。這樣的問題學(xué)生進(jìn)行回答會(huì)有事半功倍的效果。

5.上述活動(dòng)做完之后，如果時(shí)間充足，教師可以和學(xué)生進(jìn)行一個(gè)小小的拓展試驗(yàn)，把馬達(dá)上的大齒輪來帶動(dòng)輪子上的小齒輪，效果會(huì)是什么樣子呢？答案是：速度會(huì)非常快，但是力矩會(huì)降低很多。這樣就完美帶動(dòng)了整個(gè)課程的節(jié)奏，課程也會(huì)變得豐富多彩。

6.在機(jī)器人的教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中，學(xué)生花費(fèi)的精力是十分巨大的，如果經(jīng)常在日常生活中給學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人教育的任務(wù)布置，他們往往會(huì)利用好幾個(gè)月的時(shí)間來進(jìn)行自我意志的磨煉，如果遇到比賽，學(xué)生的積極性會(huì)變得更大，失敗了他們會(huì)想著如何重回賽場(chǎng)，不服輸?shù)木褚矔?huì)激勵(lì)著他們，同時(shí)獲勝的那一剎那，他們夸張的肢體語言激動(dòng)的淚水，會(huì)認(rèn)為賽前準(zhǔn)備的一切都是值得的，極大增強(qiáng)了他們的上進(jìn)心和自我的驕傲感。

7.通過利用坦克車機(jī)器人作為工具，我們?cè)趯?shí)踐中學(xué)到很多初中基礎(chǔ)物理知識(shí)，基礎(chǔ)數(shù)學(xué)和機(jī)械制造知識(shí)，讓學(xué)生直觀應(yīng)用了齒輪、力矩、轉(zhuǎn)速、時(shí)間、速度和距離之間的關(guān)系已經(jīng)一些概念的運(yùn)用和轉(zhuǎn)變，迅速幫助學(xué)生理解和領(lǐng)悟各個(gè)知識(shí)點(diǎn)，從而在生活中實(shí)踐，有意義體驗(yàn)科學(xué)探究過程的樂趣，培養(yǎng)了學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力。

在這個(gè)信息社會(huì)，中學(xué)生必須要學(xué)會(huì)獨(dú)立進(jìn)行自我的實(shí)踐操作能力并積累經(jīng)驗(yàn)，通過一系列的教學(xué)，通過自我的動(dòng)手來解決問題，智能機(jī)器人課程教學(xué)的引入，是當(dāng)代教育的一股新潮，想辦法讓我們的教學(xué)適應(yīng)社會(huì)，適應(yīng)機(jī)器人教學(xué)，從而做出改變，從而讓中學(xué)生的機(jī)器人教育更加完整。

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編輯 孫玲娟