初探機器人課堂教學

邱海波

摘 要：近年機器人教學逐漸走進基礎(chǔ)教育學段學校，如何作好機器人教學，調(diào)動學生的學習興趣讓他們愛上機器人課堂、聯(lián)系生活激發(fā)學生創(chuàng)新思維、項目式教學培養(yǎng)創(chuàng)新能力，讓機器人教學在基礎(chǔ)教育中真正發(fā)揮它“轉(zhuǎn)變未來”的創(chuàng)新能力培養(yǎng)作用。

關(guān)鍵詞：機器人;課堂教學;創(chuàng)新思維;創(chuàng)新能力

課程教學改革要加強課程內(nèi)容與學生自己生活及現(xiàn)代經(jīng)濟社會和科技創(chuàng)新發(fā)展的聯(lián)系，強調(diào)學生通過實踐，增強探究意識和創(chuàng)新意識，學習科學研究的方法，培養(yǎng)運用知識的能力。機器人教學應(yīng)勢而出，成為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的一個有效模式，被稱為轉(zhuǎn)變未來的學習。

機器人教學是借助機器人教學套件裝備，通過學生搭建、組裝、編程、測試、運行機器人，開展的課堂教學活動。學生在課堂中通過聯(lián)系生活、設(shè)計、測試、反思、改進機器人等過程獲得知識和能力等綜合素質(zhì)的提升。機器人教學在我區(qū)處在初期起步階段，但活動在校本課程中的開展正在大步前行?，F(xiàn)就開展機器人課堂教學談一談自己的看法。

一、抓住“好奇心”，調(diào)動學生的“內(nèi)驅(qū)力”

營造良好的學習氛圍，才能調(diào)動學生積極性，喚醒學生創(chuàng)造力。機器人在社會各領(lǐng)域中的廣泛研究應(yīng)用，早已被人們悉知。走進教學課堂還剛開始，開闊學生視野多媒體展示世界頂級水平機器人，介紹機器人的廣泛應(yīng)用，讓學生了解機器人，激發(fā)學生探究機器人的求知欲望。將教育機器人的發(fā)明創(chuàng)造作品、競賽活動剪影等呈現(xiàn)給學生，將學生興趣引導至學習機器人課程中來是關(guān)鍵。筆者在DIY初識編程小車機器人教學時，就將機器人自動躲避障礙、小車自動尋找黑色線路行使、自動路燈、創(chuàng)意小屋，太陽升起遮光窗簾自動降下，溫度升高風扇自動打開，天黑了主人到門前燈自己亮起來，主人進門，門自動關(guān)上……編程機器人參加國內(nèi)外比賽場景等展示作為第一節(jié)課的主要內(nèi)容。將教育機器人活動多角度、多方向展示給學生，融認識、觀賞、科普于一體，激發(fā)學生的興趣，讓學生感覺“神奇”的機器人觸手可及，從而產(chǎn)生我要“學”的內(nèi)驅(qū)力。

二、聯(lián)系生活，激發(fā)學生創(chuàng)新思維

僅有學習興趣遠遠不夠，創(chuàng)新發(fā)展必需具備創(chuàng)新思維，培養(yǎng)提高學生的創(chuàng)新能力，引導學生自己獨立、自主的進行分析探究和質(zhì)疑。如在“小車避障”一課中，基礎(chǔ)知識是編寫一段程序讓機器人小車遇到障礙物后會后退。案例模仿教學比較簡單，為了激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，設(shè)計聯(lián)系生活環(huán)節(jié)，引導學生進行想象，圍繞現(xiàn)實生活中的小車會遇到各種情景，開展思維訓練。學生在“墨守成規(guī)”程序語句練習后，開始創(chuàng)新性改變程序設(shè)計，按著自己的想像規(guī)劃小車運行場景，有的小組研究讓小車遇到大小不同的多個障礙物，有的小組合作嘗試小車碰到障礙后不是后退而是轉(zhuǎn)彎前行，有的小組則在小車找到障礙物后，讓小車轉(zhuǎn)一定角度再試探性的前行。學生在機器人情境設(shè)計方案的具體實踐過程中，通過各種形式的研究和學習，大膽動手進行設(shè)計應(yīng)用程序，充分利用“想象”挖掘了學生的潛能，調(diào)動了學生的創(chuàng)造性思維，學生可以靈活運用知識，在實踐中激發(fā)出新的靈感，推動創(chuàng)新思維的發(fā)展。

三、引用項目式教學，培養(yǎng)創(chuàng)新能力

學生有了創(chuàng)新的想法，教師要及時的引導他們規(guī)劃、設(shè)計、實施，否則就只能是空想。學生在實施新想法的過程中初學的“模仿”案例編程語句是不夠的，他們要克服種種困難，解決掉情景中的一個又一個難題，好勝心使學生在探究過程中不斷主動學習新知識，將知識轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新的能力。引用項目式教學，有效的變簡單模仿學習為積極主動構(gòu)建知識發(fā)展的教學模式。一個項目，一定目標，學生根據(jù)需要自己決定選擇使用哪些傳感器、電機等配件。小組內(nèi)每個學生都腦洞開大開，提自己的意見，在激烈討論后確定方案，進行實施。學生在搭建、測試過程中再次進行“改進”，在反復的搭建改進后，完成小組作品。最后提交全班進行展評或是進行競技比賽。以組裝小車拉力比賽一節(jié)來說，每個小組的套件裝備都是一樣的，任務(wù)目標是拔河比賽，將競賽活動引入學生的學習活動，更是把學生的學習興趣提高到了極致。學生把能想到的知識都運用到活動中來，有把所有配件都加在小車上增加重量的、有給小車加上防倒車板的、有用小齒輪驅(qū)動帶大齒輪讓速度變慢的，學生究竟有多少奇思妙想，你真的很難想象，給孩子一個空間，讓他們討論、展示、講解，老師注重啟發(fā)、引導，在孩子的想法偏離學習目標時及時點撥，對學生的疑問認真回復解疑，對學生的好作法要時給以充分肯定。學生在玩中形成積極探索的學習動力，課堂成為創(chuàng)新能力的開拓訓練場，老師成為指揮這次創(chuàng)新訓練的角逐導師。

由于信息技術(shù)的快速發(fā)展，機器人教學進入課堂被眾多人關(guān)注。機器人教學擁有多學科知識的綜合性、創(chuàng)新性、操作性等特點，以創(chuàng)新理念作為基礎(chǔ)，以先進的科學技術(shù)作為輔助，在培養(yǎng)提高學生的動手實踐能力和創(chuàng)造能力的同時，搭建了學生喜愛的玩中學課堂。教師要打破傳統(tǒng)的教學模式，充分發(fā)揮引導作用，為學生搭建自主探究，合作學習的空間，激發(fā)學生自主建構(gòu)知識，發(fā)現(xiàn)學習，只有這樣，機器人教學在基礎(chǔ)教育中才能真正發(fā)揮出它“轉(zhuǎn)變未來”的創(chuàng)新能力培養(yǎng)作用。

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（作者單位：長島海洋生態(tài)文明綜合實驗區(qū)教學研究室，山東 煙臺? 265800）