小小機(jī)器人為創(chuàng)客教育開啟大大科技?jí)?/h1>

2020-11-26 00:52:55郭寶祥

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關(guān)鍵詞：省賽創(chuàng)客機(jī)器人

郭寶祥

(福建省建陽(yáng)第一中學(xué) 福建 南平 354200)

2016新媒體聯(lián)盟中國(guó)基礎(chǔ)教育技術(shù)展望-地平線項(xiàng)目區(qū)域報(bào)告指出：云計(jì)算、創(chuàng)客空間、移動(dòng)學(xué)習(xí)、翻轉(zhuǎn)課堂將在一年內(nèi)趨于普及，3D打印、3D視頻、大規(guī)模在線課程、學(xué)習(xí)分析技術(shù)將在2-3年內(nèi)被廣泛應(yīng)用。機(jī)器人的研發(fā)，生產(chǎn)和應(yīng)用是現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展和高質(zhì)量生產(chǎn)的重要指標(biāo)。站在國(guó)家發(fā)展和民族進(jìn)步的高度，科技發(fā)展需要教育的改革與創(chuàng)新，隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、創(chuàng)客教育、移動(dòng)學(xué)習(xí)、人工智能等技術(shù)的融合發(fā)展，中小學(xué)機(jī)器人教育迎來(lái)了適宜的環(huán)境和全新的契機(jī)。創(chuàng)客教育的特點(diǎn)是在做中學(xué)，學(xué)中做，教學(xué)內(nèi)容需要自己動(dòng)手去練習(xí)。機(jī)器人教學(xué)就是這種情況。通過(guò)結(jié)構(gòu)化的機(jī)器人課程和基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以提高獨(dú)立思考能力和解決問(wèn)題能力，以了解“細(xì)節(jié)決定成敗”的真正含義。機(jī)器人教育不是單獨(dú)的技術(shù)教育，而是一個(gè)可以培養(yǎng)科學(xué)知識(shí)和現(xiàn)代創(chuàng)新意識(shí)并提高個(gè)性品質(zhì)的過(guò)程。

1.為創(chuàng)客教育中借助小小機(jī)器人培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的基本方法與技能

機(jī)器人是融合了機(jī)械電子、傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件、現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)、人工智能、人機(jī)交互等諸多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。在教學(xué)過(guò)程中，我以競(jìng)賽作為項(xiàng)目教育活動(dòng)，但它并不要求學(xué)生參加比賽，而僅用作項(xiàng)目的教育平臺(tái)。因此，我要求我的學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上找到包含文獻(xiàn)的解決方案，包括原始英文版。在研究文獻(xiàn)之后，團(tuán)隊(duì)成員在討論之后創(chuàng)建了一個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)計(jì)劃，隨后與小組進(jìn)行探究，共同創(chuàng)建了一個(gè)最佳項(xiàng)目計(jì)劃，然后根據(jù)該計(jì)劃創(chuàng)建機(jī)器人并編程程序，這樣才算完成了工作。剛開始接受任務(wù)時(shí)，有的學(xué)生感到難以應(yīng)對(duì)，但經(jīng)過(guò)二個(gè)月的忙碌與試驗(yàn)之后，機(jī)器人設(shè)計(jì)初具規(guī)模，學(xué)生的臉上笑容告訴了我——學(xué)生堅(jiān)持下來(lái)了，在調(diào)試的過(guò)程中，每個(gè)小組都將面同樣的困難和問(wèn)題，我通常在此時(shí)不提供直接幫助，而是引導(dǎo)學(xué)生找到解決問(wèn)題的方法，通過(guò)反復(fù)修復(fù)錯(cuò)誤之后，為創(chuàng)建機(jī)器人項(xiàng)目找到可行的解決方案。通過(guò)這個(gè)過(guò)程，可以培養(yǎng)每個(gè)學(xué)生的動(dòng)手操作以及獨(dú)立思考能力，時(shí)學(xué)生全方面得到發(fā)展。

2.借助小小機(jī)器人——為創(chuàng)客教育培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐的能力

機(jī)器人是信息技術(shù)開發(fā)的開放平臺(tái)。學(xué)生可以利用自己的想象力來(lái)設(shè)計(jì)各種智能設(shè)備，并培養(yǎng)學(xué)生開發(fā)信息技術(shù)的能力，經(jīng)過(guò)開發(fā)，可以培養(yǎng)他們各種能力并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在創(chuàng)作作品的過(guò)程中，不僅能從中學(xué)到和具體接觸到多方面的知識(shí)和技術(shù)，更有價(jià)值的是學(xué)生能在參加機(jī)器人的比賽及完成各種應(yīng)用項(xiàng)目的過(guò)程中真正培養(yǎng)起動(dòng)手能力、相互協(xié)調(diào)能力和綜合能力。2013年福建省第十一屆機(jī)器人競(jìng)賽，當(dāng)時(shí)，學(xué)校只購(gòu)買了綜合技能的場(chǎng)地道具，綜合技能的升級(jí)包沒(méi)有買，看著圖紙，面對(duì)手上僅有的一代中鳴機(jī)器人，我買來(lái)了鋁板，和學(xué)生一起自制策略物，切割、打孔、變形、改進(jìn)等，通過(guò)一次又一次的實(shí)驗(yàn)，我們對(duì)圖紙上的機(jī)器人進(jìn)行了改進(jìn)，同年在省賽中我校獲高中組省一等獎(jiǎng)第一名，并代表省隊(duì)參加國(guó)家比賽，獲得第13名。創(chuàng)新意識(shí)通過(guò)機(jī)器人教學(xué)讓它在學(xué)生心中根深蒂固，無(wú)論學(xué)生以后從事什么工作，將來(lái)做什么，它都會(huì)不斷成長(zhǎng)和繁榮。

3.創(chuàng)客教育中借助小小機(jī)器人培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)以及人際交往能力

完成一臺(tái)機(jī)器人的設(shè)計(jì)，常常是小組協(xié)作后的結(jié)果，優(yōu)秀的小組獲得比賽的機(jī)會(huì)也更多，高中的學(xué)生年少氣盛，聚在一起難免出現(xiàn)矛盾。2012年的FLL項(xiàng)目中，我校共有三個(gè)FLL隊(duì)，只有二支隊(duì)伍能參加省賽。在決定參加省賽隊(duì)伍的模擬比賽中，有一個(gè)隊(duì)的隊(duì)員鄒立勛在機(jī)器人搭建結(jié)構(gòu)上因齒輪傳動(dòng)不順的問(wèn)題導(dǎo)致機(jī)器人無(wú)法行走，加上臨場(chǎng)應(yīng)變能力不足，比賽時(shí)出現(xiàn)了失誤，隊(duì)長(zhǎng)與隊(duì)員之間產(chǎn)生互相埋怨現(xiàn)象。于是，我私下里找隊(duì)員說(shuō)：“FLL比賽是二個(gè)人的事，如果一個(gè)人不干了，那另一個(gè)人也干不了，損失會(huì)很大?！比缓?，我又找隊(duì)長(zhǎng)說(shuō)：“你是隊(duì)長(zhǎng)，應(yīng)該對(duì)FLL這個(gè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)，你的首要任務(wù)是協(xié)調(diào)組員，團(tuán)結(jié)協(xié)作，此事如何處理，你自己考慮?！倍煌瑢W(xué)靜心思考之后，心平氣和握手言和、冰釋前嫌，在后來(lái)的比賽中配合十分默契。通過(guò)解決沖突，孩子們學(xué)會(huì)了耐心并懂得了合作的重要意義。

4.可以中借助小小機(jī)器人教會(huì)學(xué)生關(guān)注細(xì)節(jié)、直面挫折

首次參加省賽的高一學(xué)生呂溪勇覺(jué)得自己像是經(jīng)歷了一場(chǎng)高考。比賽前的調(diào)試階段，他和隊(duì)友搞錯(cuò)了場(chǎng)地，而機(jī)器人是“認(rèn)”場(chǎng)地的，摩擦力不同，編程數(shù)據(jù)上就大不一樣。第一輪競(jìng)賽，他們失分嚴(yán)重。好在接下去幾輪的比賽中，他們不慌不亂，調(diào)整迅速，扳回一城。機(jī)器人比賽要在短時(shí)間內(nèi)根據(jù)裁判要求做出調(diào)整，很考驗(yàn)臨場(chǎng)應(yīng)變能力，這也是它與眾不同的魅力?！霸O(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，編程，制作模型，定位調(diào)試。制作機(jī)器人可能要經(jīng)歷數(shù)十?dāng)?shù)上百次的失敗，非常鍛煉毅力?！睓C(jī)器人教育不僅可以讓學(xué)生在特定領(lǐng)域取得成功，還可以使他們真正學(xué)習(xí)如何吸取教訓(xùn)，如何可以從失敗中學(xué)到的東西。在科學(xué)研究中不可避免地會(huì)失敗，而失敗的教訓(xùn)與成功同樣重要。

5.創(chuàng)客教育中借助小小機(jī)器人開啟新型教育模式

創(chuàng)客教育在將來(lái)，它將成為現(xiàn)代教育的一種新的教育模式。但是，自創(chuàng)客教育推出以來(lái)，尚未開發(fā)出一套科學(xué)合理的操作模型。經(jīng)過(guò)近一年的教育實(shí)驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)“微課導(dǎo)學(xué)”適合創(chuàng)客教育，機(jī)器人運(yùn)用中使用微課教育學(xué)習(xí)模式?！拔⒄n導(dǎo)學(xué)”課程主要是包括課前預(yù)習(xí)，課中學(xué)習(xí)和課后復(fù)習(xí)三個(gè)階段，利用微課視頻導(dǎo)入學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)，自主學(xué)習(xí)，學(xué)生通過(guò)獨(dú)立的研究，練習(xí)，交流，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，并獲得新知識(shí)，總結(jié)和改進(jìn)等。教師通過(guò)創(chuàng)造情境，分組授課，反映了以學(xué)生為本，教師為輔的教學(xué)理念，將微課程導(dǎo)學(xué)模型很好地應(yīng)用于課堂教學(xué)中。

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