項目學習下中小學機器人社團教學模式分析

袁贛濤 崔婧

摘 要 機器人教學是近幾年來隨著科技的發(fā)展而逐漸出現(xiàn)的教學方式，在教學中運用機器人進行教學不僅是教學模式創(chuàng)新的一種方式，還是培養(yǎng)機器人人才的重要舉措，合理運用機器人教學，將對我國的教育事業(yè)發(fā)展起到積極的作用。通過本文的研究發(fā)現(xiàn)在機器人教學模式之下，對中小學項目學習效果有著一定的提高作用，為中小學機器人教學模式的構建提供了參考和借鑒。

關鍵詞 中小學 機器人教學模式 項目學習

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.09.059

Abstract Robot teaching is a kind of teaching method which appears gradually with the development of science and technology in recent years. Using robot in teaching is not only a way to innovate teaching mode. It is also an important measure to train robot talents. The rational use of robot teaching will play a positive role in the development of education in China. It can improve the learning effect of primary and secondary school projects， and provide reference for the construction of robot teaching mode in primary and middle schools.

Keywords primary and secondary schools； robot teaching model； project learning

1 相關概念界定

1.1 機器人教學

“機器人教學”如何定義，是研究機器人教學首先需要解決的問題。關于什么是機器人教學，國內專家給出了各自定義。

湖南師范大學教育技術系彭紹東教授為代表的廣義定義認為：機器人教學是指學習、利用機器人，優(yōu)化教育效果及師生勞動方式的理論與實踐。英文表述為：Robot- Based Education is the Theory and Practice of Studying and Utilizingrobots to optimize the Effect of Education and the Way of Teachers' and Students'Work.

1.2 項目學習概念

不同的學者對項目學習給出了不同的定義，國外學者給出的項目學習定義為：項目學習（Project-based Learning，簡稱PBL）是一種新型的教學模式，在此教學模式中更加關注學科的核心概念、原理，要求學生進行自主學習，制作出相應的作品，實現(xiàn)自己知識體系的建構，學生在項目學習教學模式中，需要自己進行問題的解決，對現(xiàn)實世界中的知識進行探究而開展的一系列有意義的活動。

國內學者黎加厚給出的定義是：項目學習是以學習和研究學科概念、原理為基礎，讓學生通過調查活動項目的參與，進行問題的解決，從而建構起自己的知識體系，并且這些知識能夠運用到現(xiàn)實的生活中去。

通過國內外學者對項目學習的定義，可以看出項目學習是一種強調學生親自參與到活動中，并對問題進行探究和解決的教學模式，通過此過程實現(xiàn)學生知識的獲取。

1.3 機器人教學模式

當前，機器人教學模式主要包括實驗模擬型教學、趣味交互型教學、科學探究型教學、發(fā)明創(chuàng)造型教學等四種模式。實驗模擬型教學是當前機器人教學中的常態(tài)，當我們提到“傳統(tǒng)的”機器人教學時，實際上說的就是此類教學模式。 此類教學的基本特點是以機器人相關技術作為教學內容的主體，將機器人本身作為學習的對象，以掌握機器人本體知識為導向。趣味交互型教學是指以開發(fā)有趣、好玩的機器人聯(lián)機交互系統(tǒng)為主要任務的教學。其基本形態(tài)是在計算機中編寫和運行程序，將機器人（如 Arduino主控板）作為控制端，通過機器人與計算機程序進行交互，而非采用鼠標與鍵盤?？茖W探究型教學，是另外一類需要設計聯(lián)機交互系統(tǒng)的教學類型。它以科學問題為導向，將機器人作為開展科學探究的載體和工具，為探究性學習提供數(shù)據收集、加工的技術支持。 發(fā)明創(chuàng)造型教學，是以實際需求為基本導向、以項目教學為基本方法、 以創(chuàng)新實踐為核心目標的教學，要求學生通過教學能夠制作出具有創(chuàng)新性的智能人造物。

2 項目學習在中小學機器人社團教學當中的應用分析

機器人教學項目是以社團教學為組織形式進行。在課余時間內，以增加學生課外知識，開拓學生視野，提高學生某方面的能力為目的教學活動。項目學習在中小學機器人教育中的具體應用的主要分為項目學習目標的制定，項目學習活動的設計和項目學習的評價三個階段。如圖1所示。

2.1 項目學習目標的制定分析

項目學習學習目標的制定，是項目學習開展的基礎，項目學習活動的開展都要圍繞項目學習的目標開展，項目學習的目標設計要以課程標準為基礎，以提升學生的知識技能水平，自主學習能力以及創(chuàng)新性思維意識為主要的項目學習目標，而對于項目學習目標的制定，每一個環(huán)節(jié)都是不可或缺的，知識，能力以及思維價值觀方面的目標，共同組成了完整的項目學習的基礎性目標。

2.2 項目學習活動的設計階段分析

首先對項目學習的基礎項目進行確立，對現(xiàn)實生活存在的問題為來源，確定具體的項目，對于項目的確立，教師要在充分了解學生興趣程度的基礎之上，遵循生活化原則，創(chuàng)新性原則以及開放性原則，保證項目的開展，符合學生的興趣和教學目標的基本要求。項目確立后，在教師的指導下，完善項目學習的學習計劃，以不同環(huán)節(jié)計劃為發(fā)展脈絡，對具體的學習活動進行開展，依照計劃設計制作作品，對機器人的各個組件，各個結構造型進行具體的構建，充分發(fā)揮學生的個性化思維和動手實踐能力。

2.3 項目學習的評價階段分析

評價階段是完整的項目學習的組成部分，在中小學生完成自己的機器人作品設計后，教師組織引導中小學生對自己的作品進行展覽，并將設計的理念，設計的過程，以及設計中遇見的問題，針對性的解決方案等方面的內容，進行相互交流，以教師評價，學生互評以及學生自評等多種形式結合的評價模式，促進學生對自己設計作品過程的加深，以及同學之間形成相互學習的關系，在此基礎之上，發(fā)現(xiàn)自身機器人作品設計存在的不足， 為設計思維的完善，提供指導。此外，項目學習結果的評價過程，不僅是學生自我反思的過程，也是促進學生之間合作關系建立的過程。

3 基于項目學習的機器人社團教學應注意的問題分析

3.1 項目學習的需要提出更加明確的目的和計劃

由于目前機器人教學模式在中小學教育中還處于比較初級的發(fā)展階段，在課堂教學中的融入相對較少，多是以課外活動的形式進行開展，這就導致機器人教學模式面臨著時間不充足的特點，項目學習是一個完整的學習過程，只有在完整的學習過程的基礎之上，才能夠達成預期的學習目標，因此項目學習在中小學機器人教育中的應用，要注意對時間的控制，并在項目開始之初，就對學生提出明確的目的和計劃，以便學生可以在了解時間限制的基礎之上，以更為明確的學習目標和工作計劃，來完成項目學習的整體過程。

3.2 參與學生個體差異較大，任務分配存在一定難度

雖然項目學習積極倡導學生的自主性學習，但是不同的學生在知識基礎，性格特點等方面都存在不同程度的差異，導致部分學生在項目學習中，占據主導型位置，而部分學生只能發(fā)揮輔助性的作用，得不到鍛煉的效果，因此在項目學習在中小學機器人教育的應用中，教師要注意對項目任務的均衡型分配，保證每一個學生都可以得到很好的鍛煉效果。

3.3 對基礎知識掌握及學習完整性需要提高

雖然在有限的學習時間的控制下，保持項目學習的完整性，完成項目學習的最終目標，是非常重要的，但是也不可以忽視項目學習過程中基礎性知識類型的掌握，不可為了片面追求學習任務的達成，而造成知識結構不完整現(xiàn)象的發(fā)生。因此在項目學習在中小學機器人教育的應用中，要重視項目學習的完整性，對全方位的知識結構的學習中，促進學生綜合素質能力的提升。

4 結論

隨著科學技術的快速發(fā)展，機器人被廣泛運用于教育教學中，機器人教學模式作為一項綜合性教學模式正逐步被教育工作者所重視，在本研究中采用機器人教學模式進行足球課程教學，發(fā)現(xiàn)在機器人教學模式之下能夠對學生的身體素質、心理素質、足球技術以及情感體驗等產生一定的積極作用，但作用效果并不明顯。教育工作者要積極探究機器人教學模式，大量運用機器人教學進行項目學習，以提高項目學習效果。

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