小學(xué)科技創(chuàng)新文化建設(shè)研究

文/陽(yáng)西縣第二小學(xué)課

機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)是培養(yǎng)小學(xué)科技創(chuàng)新文化建設(shè)的重要抓手，我校課題組以機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)作為切入點(diǎn)來探究小學(xué)科技創(chuàng)新文化建設(shè)的若干規(guī)律。

一、精心準(zhǔn)備篇，做足科技創(chuàng)新的各項(xiàng)準(zhǔn)備

我們課題組選擇的是四足聯(lián)動(dòng)創(chuàng)意機(jī)器人。機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)核心主要由三部分構(gòu)成，分別是基礎(chǔ)篇、原理篇和創(chuàng)意篇?；A(chǔ)篇主要是機(jī)器人的零部件拼裝，培養(yǎng)的是學(xué)生的動(dòng)手能力；原理篇主要是機(jī)器人的電路原理學(xué)習(xí)，培養(yǎng)的是學(xué)生學(xué)習(xí)和運(yùn)用科學(xué)原理的能力；創(chuàng)意篇主要是機(jī)器人的外在聯(lián)動(dòng)表演，培養(yǎng)的是學(xué)生文化藝術(shù)與科技結(jié)合的創(chuàng)意。由于課題組教師都有繁重的教學(xué)任務(wù)，脫產(chǎn)培訓(xùn)的時(shí)間不可能太多，學(xué)習(xí)的知識(shí)也未能夠百分之百掌握，因此課題組教師在脫產(chǎn)培訓(xùn)之余還利用周末前往陽(yáng)江市科技館，向其開放式公益培訓(xùn)的機(jī)器人活動(dòng)取經(jīng)。課題組教師一邊充當(dāng)陽(yáng)江市科技館的活動(dòng)志愿者指導(dǎo)學(xué)生，一邊虛心向科技館的老師請(qǐng)教開展活動(dòng)的方法?？萍拣^的老師對(duì)如何解決機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)中的困難，給出了非常大的支持和幫助。再次，開展科技創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生要精心準(zhǔn)備。參加機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生選拔是非常講究的。如我們組建第一屆機(jī)器人興趣小組時(shí)，主要是挑選三至五年級(jí)的學(xué)生，該學(xué)年年齡段的學(xué)生具有相對(duì)獨(dú)立的操作能力和生活自理能力，學(xué)生在知識(shí)、紀(jì)律、思維等方面都較為成熟。相對(duì)于機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)的開展而言，一二年級(jí)的學(xué)生年齡還太小，對(duì)于系統(tǒng)性的實(shí)踐活動(dòng)還不能適應(yīng)；而六年級(jí)的學(xué)生考慮要小升初，難以真正投入到活動(dòng)中來。選拔有強(qiáng)烈興趣愛好且品學(xué)兼優(yōu)的三至五年級(jí)學(xué)生，能夠保證開展活動(dòng)的成效，由于其有較強(qiáng)的獨(dú)立能力和自理能力，帶到省市，乃至全國(guó)參加各種機(jī)器人活動(dòng)比賽也是能夠勝任。

二、筑好基礎(chǔ)篇，夯實(shí)科技創(chuàng)新的動(dòng)手能力

1.機(jī)器人拼裝原理講解與現(xiàn)場(chǎng)拼裝示范。我們通過現(xiàn)場(chǎng)付款或者網(wǎng)上采購(gòu)買回我們活動(dòng)開展的機(jī)器人套件，根據(jù)參加活動(dòng)的學(xué)生實(shí)際人數(shù)，每一個(gè)學(xué)生配一個(gè)套件。課堂上，教師講解機(jī)器人拼裝的原理，邊講解邊現(xiàn)場(chǎng)示范拼裝給學(xué)生們看。接著學(xué)生跟著教師，對(duì)照著圖紙進(jìn)行套件零部件拼裝。課堂的拼裝練習(xí)，從教師帶逐步過渡到學(xué)生對(duì)照著圖紙圖片組裝，最后過渡到脫離圖紙的快速盲裝。用大約一周的時(shí)間訓(xùn)練學(xué)生拼裝機(jī)器人的實(shí)操能力。當(dāng)然機(jī)器人的簡(jiǎn)單拼裝還屬于基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，當(dāng)學(xué)生在這一環(huán)節(jié)熟練之后，還需要在實(shí)踐中進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，熟能生巧，如遇到拼裝的問題故障如何排除和解決故障問題，如何多樣性替換組裝等等。

2.QQ、微信興趣小組群組的建立與網(wǎng)上交流學(xué)習(xí)。樹立“生本教學(xué)”理念，我們將參加活動(dòng)的學(xué)生拉入實(shí)踐活動(dòng)的QQ、微信興趣小組群組，然后將活動(dòng)內(nèi)容的相關(guān)學(xué)習(xí)資料上傳到群組，供學(xué)生在線上下載學(xué)習(xí)。同時(shí)，要求學(xué)生們將學(xué)習(xí)心得體會(huì)在上面交流，將自己的組裝成果在上面展示。老師在群組上對(duì)學(xué)生的心得體會(huì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)學(xué)生的組裝成果進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。教師也將自己的示范組裝視頻及圖片分解、示范作品，發(fā)布到網(wǎng)上，供學(xué)生參照學(xué)習(xí)。做得好的學(xué)生，可以參照學(xué)習(xí)更加精益求精，在課堂上跟不上進(jìn)度的同學(xué)也可以在網(wǎng)上課后補(bǔ)課上來。此外，教師也可以直接在群組上通過視頻通話等方式直接對(duì)學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。通過“互聯(lián)網(wǎng)+機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)”的方式，突破了活動(dòng)開展的時(shí)空限制，充分利用了網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)破除了單一課堂教學(xué)的呆板，使得學(xué)生的活動(dòng)學(xué)習(xí)隨時(shí)隨地進(jìn)行，反復(fù)學(xué)習(xí)鞏固相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和養(yǎng)成規(guī)范的組裝技能。除了線上互動(dòng)學(xué)習(xí)機(jī)器人組裝，我們還鼓勵(lì)學(xué)生自主上網(wǎng)學(xué)習(xí)探索機(jī)器人AI的相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、研究問題、解決問題，同時(shí)把研究心得體會(huì)在群組上交流，不懂的問題也可以和教師共同研究。由此在“互聯(lián)網(wǎng)+”中打開學(xué)生通向真正信息時(shí)代的機(jī)器人研究前沿窗口。

三、悟透原理篇，深學(xué)科技創(chuàng)新的科學(xué)知識(shí)

小學(xué)生對(duì)電路懂得的知識(shí)常常是陌生的。學(xué)生對(duì)電子元件、電路的基本知識(shí)并不清楚，甚至連手頭上拿著的電阻、電容、三極管等都不知道是什么。因此需要教師對(duì)相關(guān)的電路知識(shí)進(jìn)行深入淺出的講解，特別是一個(gè)面包板的講解非常必要。電路中，哪些東西是相通的，哪些是不相通的，要作出詳細(xì)的指導(dǎo)。這不同于基礎(chǔ)篇的簡(jiǎn)單零部件拼裝，學(xué)生一看就往往可以制作，這里必須好好學(xué)習(xí)悟透了原理才不會(huì)導(dǎo)致電路制作錯(cuò)誤，才能使機(jī)器人得以正常運(yùn)作。

吃透電路原理、熟悉電子元件，對(duì)三至五年級(jí)的學(xué)生而言，是一件富有挑戰(zhàn)性的活動(dòng)內(nèi)容。電路看不見、摸不著，需要科學(xué)的想象、符合理論的理解。從積木般的拼裝到電路原理的深入學(xué)習(xí)，許多學(xué)生明顯感覺到興趣之路遇到了門檻。這也體現(xiàn)了科技創(chuàng)新的不容易。要“探索課堂教學(xué)的自主學(xué)習(xí)模式”，首先要吃透科學(xué)的原理，才能在此基礎(chǔ)上真正有所創(chuàng)新。如有的同學(xué)由于電路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，就毀掉了手頭上機(jī)器人模型?？粗娐范搪?，發(fā)出火花，冒出濃煙的瞬間，一股沮喪的心情明顯展現(xiàn)在孩子的臉上。這是教育引導(dǎo)的好時(shí)機(jī)。科技創(chuàng)新的道路上總是充滿了挫折坎坷，不經(jīng)歷風(fēng)雨無(wú)以見彩虹。要搞科研就要坐得住冷板凳，深入學(xué)習(xí)鉆研科學(xué)原理，大膽實(shí)踐各種未知的科學(xué)工具，同時(shí)還要膽大心細(xì)，注意科研安全，規(guī)范進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)踐。遇到困難挫折，不灰心、不放棄，深入查找原因，吃透原理，堅(jiān)持學(xué)習(xí)創(chuàng)新，不斷探索，不斷嘗試，直到成功。在實(shí)踐中教育引導(dǎo)孩子成效是最為明顯的。

四、發(fā)揮創(chuàng)意篇，點(diǎn)燃科學(xué)創(chuàng)新的創(chuàng)造激情

1.熟能生巧出創(chuàng)意。創(chuàng)意表演的基礎(chǔ)是熟能生巧。首先要求機(jī)器人興趣小組的學(xué)生們要熟練操作自己制作的機(jī)器人。學(xué)生對(duì)機(jī)器人的舉手投足，要指揮控制得很好。然后，在此基礎(chǔ)上，默契地協(xié)同操作各自的機(jī)器人。從簡(jiǎn)單的舉手投足的一致性，到動(dòng)態(tài)的相互配合，都要能熟練進(jìn)行。只有在此基礎(chǔ)上，機(jī)器人表演的創(chuàng)意方能順利實(shí)施。整齊劃一的一致性、和而不用的默契性，本身就是一種規(guī)整的創(chuàng)意表演。

2.激情創(chuàng)造創(chuàng)意飛。機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)興趣小組團(tuán)隊(duì)機(jī)器人操作熟練默契了，在此基礎(chǔ)上組織學(xué)生開展頭腦風(fēng)暴、智慧碰撞活動(dòng)，讓學(xué)生們各處奇思妙想、發(fā)揮創(chuàng)作激情，描述機(jī)器人精彩表演的方案?！白⒅剡^程成長(zhǎng)，培養(yǎng)發(fā)散思維與創(chuàng)新能力”，在方案形成過程中，引導(dǎo)學(xué)生將音樂、舞蹈、文化內(nèi)涵、中國(guó)故事等因素融入到機(jī)器人表演創(chuàng)意當(dāng)中。在機(jī)器人創(chuàng)意表演中培養(yǎng)學(xué)生的自信。形成統(tǒng)一的表演節(jié)目方案后，組織學(xué)生進(jìn)行練習(xí)，直到完美表演。在機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)興趣小組內(nèi)部節(jié)目訓(xùn)練成熟后，進(jìn)一步組織機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)興趣小組利用各種場(chǎng)合參與各種表演。同時(shí)根據(jù)各種場(chǎng)合的主體，進(jìn)一步組織學(xué)生進(jìn)行主題表演創(chuàng)作，使機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)表演變成科技與文化藝術(shù)的完美結(jié)合。

3.參加競(jìng)賽出成績(jī)。對(duì)于機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)而言，除了自由自在的表演，還要積極主動(dòng)拉隊(duì)伍出去參加各種機(jī)器人競(jìng)技活動(dòng)，在打拼中賽出成績(jī)。如課題組所組織的機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)興趣小組參加過多次省市乃至全國(guó)的機(jī)器人競(jìng)賽活動(dòng)，并在比賽活動(dòng)中取得了不錯(cuò)的成績(jī)。通過參加這些競(jìng)賽活動(dòng)，大大增進(jìn)了學(xué)生的科技創(chuàng)新能力、生活自理能力、獨(dú)立自強(qiáng)能力，大大增加學(xué)生的科技創(chuàng)新自信。如2017年5月輔導(dǎo)學(xué)生參加第二屆陽(yáng)江市創(chuàng)意機(jī)器人大賽市一等獎(jiǎng)2個(gè)，二等獎(jiǎng)2個(gè)，三等獎(jiǎng)2個(gè)。2017年10月輔導(dǎo)學(xué)生參加第六屆廣東省創(chuàng)意機(jī)器人大賽“倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人”獲省級(jí)三等獎(jiǎng)4個(gè)。2017年輔導(dǎo)學(xué)生參加2017年廣東省青少年航空模型創(chuàng)意制作飛行競(jìng)賽個(gè)人賽省級(jí)一等獎(jiǎng)1個(gè)，二等獎(jiǎng)1個(gè)，團(tuán)體賽二等獎(jiǎng)1個(gè)(5人)。第三屆陽(yáng)江市機(jī)器人大賽暨廣東省、大賽陽(yáng)江市預(yù)選賽在廣東兩陽(yáng)中學(xué)舉行，課題組參賽代表隊(duì)在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下首次參加編程機(jī)器人大賽，智能交通編程賽學(xué)生2人獲二等獎(jiǎng)；3人獲三等獎(jiǎng)。在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下蝙蝠戰(zhàn)車創(chuàng)意機(jī)器人參賽學(xué)生中，學(xué)生2人榮獲一等獎(jiǎng)；2人榮獲二等獎(jiǎng)；榮獲三等獎(jiǎng)學(xué)生有6人。2017年10月輔導(dǎo)學(xué)生參加第六屆廣東省創(chuàng)意機(jī)器人大賽“倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人”比賽中，榮獲“園丁獎(jiǎng)”稱號(hào)。2017年全國(guó)青少年無(wú)人機(jī)大賽榮獲團(tuán)體賽一等獎(jiǎng)，授予優(yōu)秀輔導(dǎo)員獎(jiǎng)。2017年11月輔導(dǎo)學(xué)生參加陽(yáng)江市科技館科普征文《神奇的科技》榮獲市一等獎(jiǎng)。2018年4月輔導(dǎo)學(xué)生參加第三屆陽(yáng)江市競(jìng)速機(jī)器人大賽市二等獎(jiǎng)2個(gè)，三等獎(jiǎng)2個(gè)。2018年6月輔導(dǎo)學(xué)生參加2018廣東省第九屆“小小科學(xué)家”少年兒童科學(xué)教育體驗(yàn)活動(dòng)天文類省級(jí)二等獎(jiǎng)3個(gè)，三等獎(jiǎng)3個(gè)。2018年11月輔導(dǎo)學(xué)生參加第七屆創(chuàng)意機(jī)器人大賽“演奏機(jī)器人”獲省級(jí)三等獎(jiǎng)4個(gè)。2018年6月輔導(dǎo)學(xué)生參加2018廣東省第九屆“小小科學(xué)家”少年兒童科學(xué)教育體驗(yàn)活動(dòng)天文類省級(jí)二等獎(jiǎng)3個(gè)，三等獎(jiǎng)3個(gè)。2019年1月輔導(dǎo)學(xué)生參加2018年度“小小科學(xué)家”教育體驗(yàn)活動(dòng)物理類國(guó)家級(jí)二等獎(jiǎng)2個(gè)。