教育機(jī)器人以項(xiàng)目促進(jìn)個(gè)性化創(chuàng)意教學(xué)方法的探究

蘆惠君 趙會(huì)芳

摘 ?要：智能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)著教育機(jī)器人技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)器人教育已經(jīng)成為中小學(xué)課堂教學(xué)的內(nèi)容之一。然而，培養(yǎng)中小學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)去解決問(wèn)題，以及處理教學(xué)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題等都是值得深入探討的問(wèn)題。本文探討了項(xiàng)目促進(jìn)個(gè)性化創(chuàng)意教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題，分析了該教學(xué)方法的效果并提出相應(yīng)的教學(xué)建議，以期推動(dòng)中小學(xué)機(jī)器人教育的推廣及發(fā)展。

關(guān)鍵詞：教育機(jī)器人 ?項(xiàng)目式 ?個(gè)性化創(chuàng)意教學(xué)

中圖分類號(hào)：G622 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-1578（2020）03-0189-01

智能技術(shù)的高速發(fā)展使教育機(jī)器人及機(jī)器人教育成走入中小學(xué)課堂成為一種必然。教育機(jī)器人為課堂教學(xué)提供了新的教學(xué)載體，其能夠?qū)?chuàng)新教育、素質(zhì)教育同前沿研究有機(jī)結(jié)合，而教育機(jī)器人自然也具有較強(qiáng)的趣味性、實(shí)踐性、綜合性和探究性，極易吸引學(xué)生的積極參與。同時(shí)，機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展對(duì)我國(guó)未來(lái)發(fā)展具有重要作用，而中小學(xué)生作為國(guó)家的未來(lái)，開(kāi)拓其視野，使其盡早接觸機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)，能夠進(jìn)一步激發(fā)其探討及學(xué)習(xí)熱情。機(jī)器人教育是新的教育范式，教育機(jī)器人能夠有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)激情和興趣，可有效培養(yǎng)其實(shí)踐能力、動(dòng)手能力，對(duì)學(xué)生的計(jì)算機(jī)思維具有重要意義。本文以項(xiàng)目式教學(xué)理念及方法來(lái)探討機(jī)器人教學(xué)，以使中小學(xué)生通過(guò)自身實(shí)踐，綜合利用跨學(xué)科知識(shí)去探討問(wèn)題和解決問(wèn)題。

1 ? 教育機(jī)器人項(xiàng)目式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

1.1 構(gòu)建項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是基于情境化學(xué)習(xí)理論的一種模式，學(xué)生能夠應(yīng)用動(dòng)手操作及知識(shí)等方式掌握和學(xué)習(xí)知識(shí)，從而加深其對(duì)知識(shí)材料的理解，注重其合作學(xué)習(xí)及積極建構(gòu)能力的培養(yǎng)。該學(xué)習(xí)模式強(qiáng)調(diào)以情境問(wèn)題驅(qū)動(dòng)任務(wù)，將要學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容通過(guò)一個(gè)集多個(gè)項(xiàng)目活動(dòng)進(jìn)行整合學(xué)習(xí)，使其能在項(xiàng)目完成的過(guò)程中學(xué)習(xí)到新內(nèi)容，從而獲取全面跨學(xué)科的知識(shí)，并利用此項(xiàng)目活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)間能力及解決問(wèn)題的能力。

機(jī)器人教學(xué)主要有創(chuàng)造交互性模式、交互趣味性模式、實(shí)驗(yàn)?zāi)M教學(xué)及科學(xué)探究教學(xué)等模式，其中實(shí)驗(yàn)?zāi)M模式的教學(xué)目標(biāo)側(cè)重于掌握基礎(chǔ)知識(shí)，趣味交互模式則是應(yīng)用同基礎(chǔ)并重，科學(xué)探究模式側(cè)重于基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，創(chuàng)造性教學(xué)模式則為創(chuàng)新實(shí)踐及知識(shí)的應(yīng)用[1]。本文結(jié)合項(xiàng)目式教學(xué)特點(diǎn)及學(xué)生的基本需求、特征選擇趣味交互式和科學(xué)探究?jī)煞N模式，將基礎(chǔ)知識(shí)的掌握及應(yīng)用等作為教學(xué)目標(biāo)。教學(xué)機(jī)器人編程功能強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，在此教學(xué)模式中，通過(guò)情境創(chuàng)設(shè)、問(wèn)題的確定、提出假設(shè)及推斷問(wèn)題能否解決、完成項(xiàng)目、假設(shè)驗(yàn)證及評(píng)價(jià)總結(jié)等環(huán)節(jié)構(gòu)成，以培養(yǎng)中小學(xué)生的創(chuàng)新能力、綜合應(yīng)用知識(shí)及解決問(wèn)題的能力為教學(xué)目標(biāo)。在此教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)明確學(xué)生學(xué)到了什么知識(shí)，使其能夠?qū)?shí)踐過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行梳理，思考如何解決此問(wèn)題及解決此問(wèn)題后有什么收獲等。

1.2 實(shí)施項(xiàng)目式教學(xué)

在此項(xiàng)目式教學(xué)模式中，教師首先應(yīng)創(chuàng)設(shè)情景，情景應(yīng)接近真實(shí)世界，并讓學(xué)生明確此情境中待解決的項(xiàng)目，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和發(fā)現(xiàn)所要解決的項(xiàng)目問(wèn)題。其次，教師應(yīng)啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，引導(dǎo)其完成并掌握項(xiàng)目需要的知識(shí)，反復(fù)強(qiáng)調(diào)由情境中抽象出來(lái)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生聚焦問(wèn)題并給出解決問(wèn)題的假設(shè)，鼓勵(lì)學(xué)生多思考，通過(guò)自己掌握的跨學(xué)科知識(shí)及樂(lè)高機(jī)器人相關(guān)知識(shí)去推測(cè)或驗(yàn)證解決問(wèn)題的假設(shè)能否成立。驗(yàn)證假設(shè)環(huán)節(jié)需要學(xué)生進(jìn)行調(diào)式、搭建和編程等實(shí)踐操作，在此環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)了解學(xué)生暈倒的問(wèn)題且適時(shí)給予干預(yù)，以確保學(xué)生能夠順利完成驗(yàn)證環(huán)節(jié)的操作[2]。

在整個(gè)項(xiàng)目式教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師一直是幫助者、指導(dǎo)者、啟發(fā)者和組織者，學(xué)生則是主體，在為機(jī)器人編程或搭建機(jī)器人時(shí)教師應(yīng)從數(shù)學(xué)、藝術(shù)、工程、技術(shù)及科學(xué)等層面對(duì)學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)，以促進(jìn)學(xué)生綜合應(yīng)用各種知識(shí)處理問(wèn)題。

2 ? 項(xiàng)目式教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)及實(shí)施

本文依據(jù)學(xué)校實(shí)際情況及學(xué)生要求和能力風(fēng)暴機(jī)器人知識(shí)體系進(jìn)行課程內(nèi)容設(shè)計(jì)，對(duì)課程體系內(nèi)容進(jìn)行重新組織，項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)確保項(xiàng)目間的層次及其銜接的合理性。機(jī)器人知識(shí)體系主要是程序知識(shí)和結(jié)構(gòu)知識(shí)兩方面，但若要完成此項(xiàng)目設(shè)計(jì)，學(xué)生還應(yīng)具備相應(yīng)的跨學(xué)科知識(shí)，如程序知識(shí)方面的運(yùn)算模塊、傳感器、控制器及運(yùn)動(dòng)、通信等模塊;結(jié)構(gòu)知識(shí)主要有渦輪系統(tǒng)、復(fù)雜齒輪組、齒輪組、方向轉(zhuǎn)變的齒輪組、凸輪、連桿、重復(fù)結(jié)構(gòu)、傳送帶、間歇運(yùn)動(dòng)、遠(yuǎn)距離齒輪組等，以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)等結(jié)構(gòu)。

本項(xiàng)目式教學(xué)中將班級(jí)學(xué)生分組，每組學(xué)生需承擔(dān)四個(gè)角色，即小隊(duì)長(zhǎng)、搭建手、編程手、小助手等，而后隨機(jī)從各角色中選1人組成一個(gè)小組每組4人。每個(gè)項(xiàng)目約2-3個(gè)課時(shí)，每周2個(gè)課時(shí)，項(xiàng)目教學(xué)涉及的知識(shí)點(diǎn)主要有解決問(wèn)題流程、總結(jié)機(jī)器人主控、傳感器、電機(jī)及編程等知識(shí)。

2.2項(xiàng)目式教學(xué)效果評(píng)估

教學(xué)效果評(píng)估主要包括兩部分，一是評(píng)估“教”，二是評(píng)估“學(xué)”。通過(guò)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施的滿意度對(duì)教師教學(xué)進(jìn)行評(píng)估，而“學(xué)”的評(píng)估則由教師評(píng)估和學(xué)生小組評(píng)估的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目結(jié)束后，教師組織小組間互評(píng)和討論，并針對(duì)小組討論情況及時(shí)指導(dǎo)也引導(dǎo)，使其能夠及時(shí)掌握相關(guān)知識(shí)，并對(duì)項(xiàng)目活動(dòng)各小組實(shí)踐學(xué)習(xí)情況、知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。同時(shí)，教師為學(xué)生打分記錄學(xué)生成長(zhǎng)，且應(yīng)用5c量表在項(xiàng)目實(shí)施前、后分別測(cè)評(píng)，對(duì)比二者差異，以此評(píng)估項(xiàng)目式教學(xué)后學(xué)生創(chuàng)造力、解決問(wèn)題能力、合作能力、批判思維能力、交流溝通能力等能力的提升情況。

總之，以項(xiàng)目促進(jìn)個(gè)性化創(chuàng)意教學(xué)能夠提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力、綜合運(yùn)用知識(shí)的能力及合作、創(chuàng)造能力等，但在應(yīng)用項(xiàng)目式教學(xué)過(guò)程中，要注意教學(xué)工作的反思，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)總結(jié)歸納，以切實(shí)提高機(jī)器人課堂教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 崔寧.試論項(xiàng)目式教學(xué)在工業(yè)機(jī)器人專業(yè)教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].電子世界，2019（21）：80-81.

[2] 孫莉.虛擬機(jī)器人教學(xué)的研究與思考[J].基礎(chǔ)教育論壇，2019（28）：21-22.