基于PBL的機(jī)器人競(jìng)賽教學(xué)模式建構(gòu)*
——以“太空挑戰(zhàn)普及賽”為例

田木蘭 秦 健

（陜西師范大學(xué) 教育學(xué)院，陜西 西安710062）

一、引言

近幾年，隨著國(guó)家政策的推進(jìn)，基礎(chǔ)教育不斷改革，推動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)教育信息化的發(fā)展，2003年，教育部頒布了《普通高中技術(shù)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中，把“人工智能初步”、“簡(jiǎn)易機(jī)器人制作”分別納入到信息技術(shù)和通用技術(shù)模塊中，機(jī)器人教育開(kāi)始進(jìn)入我國(guó)中小學(xué)，機(jī)器人是一種能夠通過(guò)程序來(lái)控制機(jī)器完成任務(wù)的機(jī)器系統(tǒng)。

隨著國(guó)家政策的推廣，很多學(xué)校開(kāi)展機(jī)器人課程，希望學(xué)生學(xué)習(xí)完課程后能參加機(jī)器人比賽，取得相應(yīng)的成績(jī)，但是，目前很多學(xué)校無(wú)法開(kāi)展專(zhuān)門(mén)的機(jī)器人課程，平時(shí)學(xué)的知識(shí)與競(jìng)賽內(nèi)容脫節(jié)，甚至有的學(xué)校為了比賽專(zhuān)門(mén)購(gòu)買(mǎi)一些操作簡(jiǎn)單的機(jī)器人，比賽之前讓學(xué)生集訓(xùn)，熟悉后直接參加比賽，這樣的行為完全背離了舉辦機(jī)器人競(jìng)賽的初衷，學(xué)生的各方面能力無(wú)法真正得到鍛煉，達(dá)不到育人的效果。因此，構(gòu)建出適合機(jī)器人競(jìng)賽的教學(xué)模式成為我國(guó)機(jī)器人教育領(lǐng)域的重要研究。

二、PBL簡(jiǎn)介

（一）PBL的概念

PBL 是Problem-Based Learning 的全稱(chēng)，基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)，由美國(guó)Howard Barrows 教授提出來(lái)的，他認(rèn)為PBL既可以作為一門(mén)課程又可以作為一個(gè)過(guò)程。作為課程，教師設(shè)計(jì)好特定的問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)完成教師提出來(lái)的問(wèn)題，鍛煉解決問(wèn)題的能力和培養(yǎng)批判思維的能力等；作為一個(gè)過(guò)程，學(xué)生在解決種種問(wèn)題的過(guò)程中可以習(xí)得知識(shí)和技能，以后遇到同類(lèi)問(wèn)題可以將所學(xué)習(xí)到的知識(shí)進(jìn)行遷移來(lái)解決問(wèn)題。也有國(guó)外學(xué)者認(rèn)為，PBL 是一種教學(xué)策略，學(xué)生以小組的形式解決各種各樣的問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中獲得知識(shí)與技能。

我國(guó)研究者認(rèn)為PBL 是一種教學(xué)模式，該模式為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)且有意義的環(huán)境，學(xué)生以小組的形式合作解決實(shí)際的問(wèn)題，學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題習(xí)得知識(shí)和技能，并形成科學(xué)的思維和解決問(wèn)題的能力以此解決以后類(lèi)似的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力等。

（二）PBL的特點(diǎn)

1.以問(wèn)題為中心

PBL 教學(xué)模式倡導(dǎo)在開(kāi)始教學(xué)之前學(xué)生會(huì)面臨一些待解決的問(wèn)題，同時(shí)這個(gè)問(wèn)題必須是真實(shí)的，或者是模擬真實(shí)的，與學(xué)生的生活實(shí)際聯(lián)系在一起的。學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題，并從中學(xué)習(xí)問(wèn)題背后的知識(shí)和技能。學(xué)生在解決這些問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)多渠道來(lái)收集信息，最后將各種信息進(jìn)行篩選并整理，從而得到一個(gè)“最佳”的解決方案。

2.小組合作學(xué)習(xí)

在PBL 教學(xué)模式下，學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)并不是一個(gè)人單槍匹馬，而是需要建立一個(gè)學(xué)習(xí)小組，在過(guò)程中小組成員合理分工，相互協(xié)助，共同面對(duì)問(wèn)題，不僅可以鍛煉學(xué)生的個(gè)人能力還可以學(xué)習(xí)到如何與他人溝通。

3.教師引導(dǎo)，學(xué)生主體

在PBL 教學(xué)模式中，教師扮演著一個(gè)引導(dǎo)者、咨詢者的角色，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供咨詢服務(wù)和指導(dǎo)。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，自主參與到分組、收集資料、整理資料、實(shí)際操作等過(guò)程中去，如果在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生沒(méi)有真正參與到解決問(wèn)題的過(guò)程中，該教學(xué)模式就失去了意義。

（三）PBL在教育教學(xué)中的應(yīng)用研究

1.國(guó)外PBL在教育中的應(yīng)用研究

通過(guò)文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，PBL 在國(guó)外的研究主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：對(duì)學(xué)生業(yè)績(jī)的研究、對(duì)學(xué)生態(tài)度的研究、對(duì)元認(rèn)知技能的獲取和運(yùn)用方面的研究以及影響PBL 效果的因素研究，雖然目前PBL 逐漸成為熱點(diǎn)，但是大多研究處于理論階段和試驗(yàn)階段。

2.國(guó)內(nèi)PBL在教育中的應(yīng)用研究

近幾年，國(guó)內(nèi)很多院校也在對(duì)PBL 進(jìn)行研究，一方面進(jìn)行理性思考，如根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，將PBL 引入到我國(guó)教育應(yīng)用中來(lái)是有良好的應(yīng)用前景，同時(shí)理性思考PBL 是否契合我國(guó)的教育發(fā)展，和在其他學(xué)科進(jìn)行推廣應(yīng)用。另一方面，研究在其他學(xué)科上推廣并應(yīng)用PBL，如借助網(wǎng)絡(luò)工具和技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)際中應(yīng)用PBL，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，探索基于PBL 的教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的教學(xué)流程。

三、太空挑戰(zhàn)普及賽簡(jiǎn)介

西覓亞-“太空挑戰(zhàn)普及賽”要求參賽選手使用自己搭建好的機(jī)器人，通過(guò)自己編程，去完成特定的場(chǎng)地任務(wù)，場(chǎng)地任務(wù)一共有七個(gè)：激活通信、集合隊(duì)員、解救MSL 機(jī)器人、將衛(wèi)星發(fā)射到軌道中、取回巖石樣本、保證能源供應(yīng)、啟動(dòng)發(fā)射。要求選手操控機(jī)器人從基地出發(fā)，在120 秒內(nèi)完成以上七個(gè)任務(wù)，每次從基地出發(fā)完成任務(wù)的次數(shù)和順序不限，但是一旦完成了最后一項(xiàng)任務(wù)“啟動(dòng)發(fā)射”則視為比賽結(jié)束，要求參賽隊(duì)伍機(jī)器人的控制器必須是“EV3 控制器”，其他傳感器、電機(jī)等必須是樂(lè)高系列產(chǎn)品中的組件?；厝鐖D1所示。

圖1 基地示意圖

四、PBL在機(jī)器人學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

（一）PBL的一般模式

太空挑戰(zhàn)賽普及賽中以完成七個(gè)任務(wù)為目標(biāo)，在完成挑戰(zhàn)任務(wù)的過(guò)程中，以解決一個(gè)一個(gè)問(wèn)題為目的，以小組的形式分析問(wèn)題，合作解決問(wèn)題，討論解決問(wèn)題的方案，同時(shí)在實(shí)踐中不斷改進(jìn)該方案。學(xué)生通過(guò)解決問(wèn)題習(xí)得知識(shí)和技能，并形成科學(xué)的思維和解決問(wèn)題的能力用以解決以后類(lèi)似的問(wèn)題。

結(jié)合機(jī)器人學(xué)習(xí)的特點(diǎn)以及太空挑戰(zhàn)賽中七個(gè)任務(wù)的難易程度，將PBL 應(yīng)用于該過(guò)程。筆者通過(guò)參考眾多研究者的成果，結(jié)合自己的一些理解，提出基于PBL學(xué)習(xí)的一般模式，如圖2所示。

圖2 基于PBL 的一般模式

根據(jù)圖2所示，結(jié)合太空挑戰(zhàn)賽的七個(gè)任務(wù)，將五個(gè)環(huán)節(jié)解釋如下：

1.組建小組，明確分工

PBL 模式中小組成員應(yīng)能充分發(fā)揮出自己的實(shí)際水平，組內(nèi)成員協(xié)作解決實(shí)際問(wèn)題，在完成整個(gè)比賽的過(guò)程中，需要搭建機(jī)器，通過(guò)編程完成相應(yīng)的任務(wù)。社團(tuán)里的學(xué)生來(lái)自不同的年級(jí)，在分組之前給學(xué)生說(shuō)明在接下來(lái)的課程中分別有：搭建手、編程手、小幫手等三個(gè)角色，每一個(gè)角色分別要完成哪些任務(wù)。學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛(ài)好，分別填寫(xiě)自己想要的角色，然后再將學(xué)生分成3-4 人一組，每個(gè)小組里必須有：搭建手、編程手以及小幫手等角色。

2.創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題

提出問(wèn)題，是PBL 中最重要的環(huán)節(jié)，該問(wèn)題的好壞直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，每一個(gè)任務(wù)都會(huì)出現(xiàn)不同的問(wèn)題，同一個(gè)任務(wù)不同的參數(shù)也會(huì)出現(xiàn)不同的問(wèn)題，如何巧妙地提出學(xué)生共同出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題，會(huì)影響到學(xué)生在接下來(lái)的學(xué)習(xí)中是否有興趣去解決相應(yīng)的問(wèn)題。

3.集思廣益，設(shè)計(jì)方案

學(xué)生需要掌握一定的知識(shí)和技能才能解決實(shí)際問(wèn)題，小組成員根據(jù)問(wèn)題可以搜集資料，通過(guò)編程來(lái)驗(yàn)證是否能解決該問(wèn)題。也可以通過(guò)小組成員進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案，在這個(gè)過(guò)程中，教師可以提供適當(dāng)?shù)膸椭部梢砸龑?dǎo)學(xué)生自己探索如何解決問(wèn)題。如：在完成“激活通信”任務(wù)時(shí)，小車(chē)不借助任何機(jī)械臂直接前行，無(wú)法將通信推到頂端。

4.合作探究，展示成果

小組成員根據(jù)前面的頭腦風(fēng)暴所設(shè)計(jì)的方案驗(yàn)證方案是否可行，通過(guò)分工解決教師所提出來(lái)的問(wèn)題，搭建手負(fù)責(zé)根據(jù)實(shí)際問(wèn)題搭建出合適的機(jī)械臂來(lái)輔助完成任務(wù)，編程手則根據(jù)賽臺(tái)的實(shí)際距離來(lái)調(diào)整程序里的參數(shù)，最后需要測(cè)試，一方面是測(cè)試機(jī)械臂是否可行，另一方面是測(cè)試程序是否能完成該任務(wù)。這個(gè)過(guò)程不會(huì)一次性成功，出現(xiàn)問(wèn)題后需要針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行不斷地調(diào)試，經(jīng)過(guò)調(diào)整參數(shù)完成激活通信。最后每個(gè)小組展示自己小組的成果，這里按照比賽的規(guī)則，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)通過(guò)計(jì)分來(lái)記錄每個(gè)組的得分情況，以比賽的形式來(lái)呈現(xiàn)每個(gè)組的成果。

5.總結(jié)評(píng)價(jià)，學(xué)生反思

在PBL 中，學(xué)生的總結(jié)與評(píng)價(jià)的方式，主要以過(guò)程性評(píng)價(jià)和多元性評(píng)價(jià)為主，可以就平時(shí)準(zhǔn)備比賽時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，建議每一節(jié)課后對(duì)本節(jié)課所完成的任務(wù)和所解決的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)反思，也可以在比賽后對(duì)整個(gè)比賽做總結(jié)與反思，同時(shí)教師要對(duì)學(xué)生的總結(jié)反思作出及時(shí)的回饋和評(píng)價(jià)。

（二）基于PBL的機(jī)器人競(jìng)賽教學(xué)模式

基于PBL 的機(jī)器人學(xué)習(xí)是在真實(shí)的問(wèn)題情境中，以小組的形式解決在完成任務(wù)中所遇到的問(wèn)題，通過(guò)解決問(wèn)題習(xí)得知識(shí)和技能，并形成科學(xué)的思維和解決問(wèn)題的能力解決以后類(lèi)似的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以此培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力是PBL 的學(xué)習(xí)目標(biāo)。從開(kāi)始準(zhǔn)備到比賽結(jié)束，整個(gè)過(guò)程包括三個(gè)階段：賽前、賽中、賽后。結(jié)合PBL 教學(xué)的特點(diǎn)，以問(wèn)題為中心，分別從教師、學(xué)生層面進(jìn)行模式的構(gòu)建，具體的模式如圖3所示。

圖3 基于PBL 的機(jī)器人競(jìng)賽教學(xué)模式

1.賽前師生角色定位

（1）教師賽前任務(wù)

在備賽期間主要是基于PBL 理念開(kāi)展教學(xué)，在整個(gè)探索過(guò)程中PBL 最大的特點(diǎn)就是以問(wèn)題為中心，小組協(xié)作完成任務(wù)。在整個(gè)過(guò)程中教師扮演引導(dǎo)者的角色，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。學(xué)生是整個(gè)備賽過(guò)程的主體，主動(dòng)對(duì)遇到的問(wèn)題進(jìn)行探究，通過(guò)與小組成員進(jìn)行討論設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案，在編程測(cè)試的實(shí)踐中對(duì)方案進(jìn)行修改，形成一個(gè)不斷更替的循環(huán)體。

學(xué)習(xí)者分析：在組建一個(gè)學(xué)習(xí)小組時(shí)要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行分組，每一個(gè)學(xué)生都有自己擅長(zhǎng)且感興趣的一塊，再加上學(xué)生是來(lái)自不同的年級(jí)階段，需要根據(jù)學(xué)生的性格特征初步進(jìn)行分組，確保每個(gè)小組有搭建手、編程手、小幫手等，在接下來(lái)的教學(xué)過(guò)程中，教師通過(guò)觀察學(xué)生的行為表現(xiàn)對(duì)某些學(xué)生進(jìn)行人員調(diào)整，保證最大限度地發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

分析賽事規(guī)則：首先教師要清楚比賽規(guī)則，太空挑戰(zhàn)賽有七個(gè)任務(wù)，除了最后一個(gè)“啟動(dòng)發(fā)射”是最后一項(xiàng)任務(wù)，完成該任務(wù)后就不能再進(jìn)行前面未完成的任務(wù)，根據(jù)任務(wù)的難易程度，對(duì)七個(gè)任務(wù)進(jìn)行順序的編排，和學(xué)生一起探索先完成什么任務(wù)后完成什么任務(wù)，在最短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到最優(yōu)效果。

創(chuàng)設(shè)情境、提出問(wèn)題：在PBL 中，提出問(wèn)題是最主要的環(huán)節(jié)，學(xué)生在完成任務(wù)的時(shí)候教師要隨時(shí)跟蹤，記錄學(xué)生從搭建、編程到測(cè)試出現(xiàn)了哪些問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生的情況提出需要學(xué)生解決的問(wèn)題，同時(shí)學(xué)生通過(guò)解決該問(wèn)題能學(xué)習(xí)到問(wèn)題背后的知識(shí)與技能，將所學(xué)到的知識(shí)與技能運(yùn)用到以后的學(xué)習(xí)中去。教師在學(xué)生解決問(wèn)題的過(guò)程中要提供適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)幫助學(xué)生解決問(wèn)題。

組織總結(jié)并反思：學(xué)生完成某一任務(wù)或解決某一問(wèn)題并不是一蹴而就的，都是一個(gè)不斷錯(cuò)誤嘗試的過(guò)程，搭建好的機(jī)械臂也需要根據(jù)賽臺(tái)的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)編程手在編程的時(shí)候也是要根據(jù)賽臺(tái)的距離進(jìn)行調(diào)整，這個(gè)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)五花八門(mén)的問(wèn)題，教師需要組織學(xué)生進(jìn)行總結(jié)，并反思在調(diào)試的過(guò)程中需要注意哪些問(wèn)題，總結(jié)不僅能讓學(xué)生對(duì)所學(xué)到的知識(shí)與技能進(jìn)行梳理還有助于其他學(xué)生吸取經(jīng)驗(yàn)。

（2）學(xué)生賽前任務(wù)

學(xué)生在備賽期間，需要合理分工，組員之間要相互磨合，使團(tuán)隊(duì)力量到達(dá)最佳。學(xué)生在搭建、編程、調(diào)試的過(guò)程中會(huì)遇到很多問(wèn)題，如：端口插錯(cuò)、程序沒(méi)有命名、找錯(cuò)程序、電機(jī)的參數(shù)太大或太小導(dǎo)致距離太長(zhǎng)超過(guò)目標(biāo)物或者距離太短機(jī)器無(wú)法接觸到目標(biāo)物、在基地里沒(méi)有放置合理位置等問(wèn)題都會(huì)影響到機(jī)器完成相應(yīng)的任務(wù)。學(xué)生需要針對(duì)在練習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行討論，設(shè)計(jì)解決方案，通過(guò)不斷調(diào)試修改解決問(wèn)題的方案，最終形成一個(gè)完整方案。

學(xué)生完成所有任務(wù)的調(diào)試后需要接受賽前模擬賽，教師按照比賽的流程進(jìn)行訓(xùn)練，按照比賽規(guī)定的時(shí)間120 秒，記錄學(xué)生完成任務(wù)的得分，犯規(guī)的次數(shù)等，學(xué)生在緊張的氛圍中會(huì)表現(xiàn)的跟平時(shí)訓(xùn)練的時(shí)候不一樣，因?yàn)榫o張會(huì)導(dǎo)致記錯(cuò)程序、拿錯(cuò)機(jī)械臂、忘記自己完成任務(wù)的先后順序等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多次模擬后學(xué)生的心理素質(zhì)能得到一定的提升，但是還是無(wú)法預(yù)測(cè)真正比賽的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)什么狀況。

2.賽中師生角色定位

（1）賽中教師任務(wù)

參加機(jī)器人比賽，特別是對(duì)于第一次參加比賽的學(xué)生來(lái)說(shuō)，挑戰(zhàn)很大，因?yàn)榻叹殶o(wú)法進(jìn)入到比賽現(xiàn)場(chǎng)，不知道賽場(chǎng)上會(huì)出現(xiàn)什么狀況，平時(shí)訓(xùn)練的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題有教練在場(chǎng)，真正比賽的時(shí)候出現(xiàn)問(wèn)題需要學(xué)生自己解決，這個(gè)時(shí)候最能鍛煉學(xué)生，學(xué)生也能在比賽的過(guò)程中成長(zhǎng)起來(lái)。在學(xué)生比賽的時(shí)候教師需要做好“后勤保障”人員的工作，鼓勵(lì)學(xué)生樹(shù)立信心。

（2）賽中學(xué)生任務(wù)

學(xué)生在比賽的過(guò)程中，要做到與小組成員齊心協(xié)力，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)要團(tuán)結(jié)一致，沉著應(yīng)對(duì)比賽，同時(shí)要做到文明參賽，要約束好自己的行為。

3.賽后師生角色定位

（1）賽后教師任務(wù)

在學(xué)生完成比賽后，無(wú)論結(jié)果如何，教師需要和學(xué)生一起總結(jié)反思，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)自己從備賽到比賽結(jié)束，自己有什么收獲，在比賽的過(guò)程中通過(guò)觀看別人的比賽自己學(xué)到了什么，同時(shí)反思自己在比賽的時(shí)候出現(xiàn)了什么問(wèn)題，下次怎么做可以避開(kāi)類(lèi)似問(wèn)題或者下次怎么做能解決這類(lèi)問(wèn)題。教師記錄學(xué)生的總結(jié)和反思，備份歸檔，為下一輪的比賽打基礎(chǔ)。

（2）賽后學(xué)生任務(wù)

學(xué)生完成比賽后需要總結(jié)并反思自己從備賽到比賽學(xué)到了什么，比賽的時(shí)候出現(xiàn)了什么問(wèn)題，通過(guò)觀看別人的比賽自己有哪些地方有待改進(jìn)等。

五、基于PBL的機(jī)器人學(xué)習(xí)的建議

（一）將問(wèn)題分解成螺旋式上升的小任務(wù)

太空挑戰(zhàn)賽是一個(gè)完整的大項(xiàng)目，從“激活通信”到最后“啟動(dòng)發(fā)射”一共七個(gè)任務(wù)。在準(zhǔn)備比賽時(shí)學(xué)生不可能做到一次性完成所有的任務(wù)，教師需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況以及結(jié)合備賽時(shí)間，將七個(gè)任務(wù)分解成單個(gè)小任務(wù)，同一個(gè)小任務(wù)也分解成幾個(gè)螺旋式上升的小步驟，學(xué)生由簡(jiǎn)到難，逐步解決一個(gè)個(gè)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生完成整個(gè)比賽。學(xué)生在測(cè)試的時(shí)候遇到問(wèn)題容易混亂不知道該怎么解決，這個(gè)時(shí)候需要教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將問(wèn)題拆分成單個(gè)小問(wèn)題，學(xué)生解決單個(gè)小問(wèn)題既容易又有信心完成接下來(lái)的任務(wù)。

（二）創(chuàng)設(shè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境

太空挑戰(zhàn)賽的完成需要有良好的環(huán)境支持，需要有一個(gè)符合比賽的賽臺(tái)，同時(shí)需要搭建區(qū)、編程區(qū)、工具區(qū)等場(chǎng)地的配合。搭建區(qū)：需要有桌子供學(xué)生搭建；編程區(qū)：需要配備相應(yīng)的電腦，電腦上要安裝編程軟件提供學(xué)生實(shí)際操作；工具區(qū)：需要有配套的零件，包括下載線，裝機(jī)器和機(jī)械臂的盒子。

（三）引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)反思

在準(zhǔn)備太空挑戰(zhàn)賽的過(guò)程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思總結(jié)，每個(gè)組都會(huì)遇到各式各樣的問(wèn)題，每解決一個(gè)問(wèn)題，要反思問(wèn)題出在哪里，是怎么解決的，下次怎樣做可以避開(kāi)這類(lèi)問(wèn)題；學(xué)生每完成一個(gè)任務(wù)進(jìn)行一次反思，通過(guò)不斷反思，形成生成性的學(xué)習(xí)資源，為以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，最終完成所有任務(wù)。

（四）合理分配學(xué)習(xí)小組

在PBL 的學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)習(xí)小組一般3-4 人一組，成員合理分工協(xié)助完成任務(wù)，整個(gè)比賽需要搭建手、編程手、小幫手，所以每個(gè)組至少需要有3 人。通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)不同年齡階段的學(xué)生一起合作學(xué)習(xí)，一開(kāi)始會(huì)有分歧，學(xué)生之間也會(huì)鬧矛盾，經(jīng)過(guò)不斷地磨合，學(xué)生之間的合作意識(shí)逐漸加強(qiáng)，能鍛煉學(xué)生和不同年齡階段的學(xué)生的交流合作。

（五）鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)會(huì)分享

基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生在真實(shí)的問(wèn)題情境中，解決實(shí)際遇到的問(wèn)題，而每個(gè)組遇到的問(wèn)題不同，正如蕭伯納所說(shuō)：“你有一個(gè)蘋(píng)果，我有一個(gè)蘋(píng)果，彼此交換，仍有一個(gè)蘋(píng)果，但是你有一個(gè)思想，我有一個(gè)思想，彼此交換思想，我們就有了兩種思想，甚至更多”，鼓勵(lì)每個(gè)小組分享本組的問(wèn)題以及解決問(wèn)題的方法，將想法與他人共享，共同進(jìn)步。

六、結(jié)束語(yǔ)

基于問(wèn)題的學(xué)習(xí)（PBL）機(jī)器人競(jìng)賽教學(xué)模式的建構(gòu)，為機(jī)器人的比賽過(guò)程提供參考，對(duì)于學(xué)生和從事該領(lǐng)域的教師具有一定的意義。筆者在S 小學(xué)擔(dān)任機(jī)器人教師時(shí)，利用PBL 教學(xué)模式，通過(guò)小組合作解決備賽期間所遇到的問(wèn)題，學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中習(xí)得機(jī)器人搭建、編程、調(diào)試等知識(shí)與技能，培養(yǎng)了學(xué)生解決問(wèn)題的能力、合作交流能力以及創(chuàng)新能力。