轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，推動(dòng)機(jī)器人教學(xué)進(jìn)課堂

顧梅華

20世紀(jì)初，隨著信息技術(shù)的興起，機(jī)器人教學(xué)作為一門(mén)競(jìng)賽項(xiàng)目，初步進(jìn)入學(xué)校興趣班培訓(xùn)活動(dòng)，機(jī)器人培訓(xùn)活動(dòng)多數(shù)以學(xué)習(xí)機(jī)器人的基本知識(shí)與基本技能、搭建機(jī)器人、編寫(xiě)簡(jiǎn)單的程序，讓機(jī)器人完成指定任務(wù)為主要內(nèi)容?！皩W(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)、組裝各種機(jī)器人，不僅加深了對(duì)電學(xué)、力學(xué)、機(jī)械原理等知識(shí)的了解，還能掌握日常生活所需要的各種技能，這將使孩子們受益終生”。近年來(lái)，隨著國(guó)家基礎(chǔ)教育新課程改革的不斷深入實(shí)施，機(jī)器人教學(xué)作為創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的載體，越來(lái)越受關(guān)注與重視。讓更多的孩子接觸機(jī)器人，推動(dòng)機(jī)器人教學(xué)進(jìn)課堂已然勢(shì)在必行。

如何將小班化的競(jìng)賽課程培訓(xùn)模式轉(zhuǎn)為常規(guī)課堂教學(xué)模式，正是一線(xiàn)教師急需探索的問(wèn)題。2015年我校有幸成為市機(jī)器人教學(xué)試點(diǎn)學(xué)校，機(jī)器人教學(xué)從此不再只是科技競(jìng)賽項(xiàng)目。如何順利有效地開(kāi)展機(jī)器人課堂教學(xué)，是我一直思考的問(wèn)題。下面談?wù)勎以跈C(jī)器人教學(xué)實(shí)踐中遇到的問(wèn)題與解決方法。

一、創(chuàng)設(shè)循序漸進(jìn)的課程，手腦并用，穩(wěn)步提升。

以往作為競(jìng)賽課程的機(jī)器人教學(xué)培訓(xùn)，針對(duì)不同競(jìng)賽項(xiàng)目，選用不同品牌的機(jī)器人，但培訓(xùn)時(shí)間較短，通常以熟練競(jìng)賽項(xiàng)目為主要內(nèi)容，一般都以盡可能完美地完成指定競(jìng)賽任務(wù)為目標(biāo)，沒(méi)有長(zhǎng)期系統(tǒng)的課程教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生對(duì)機(jī)器人的了解是有限的，實(shí)踐中的創(chuàng)造性較差。

機(jī)器人教學(xué)進(jìn)課堂，這就要求老師設(shè)計(jì)循序漸進(jìn)的課程，讓學(xué)生穩(wěn)步扎實(shí)地學(xué)習(xí)掌握機(jī)器人基本知識(shí)和基本技能，選擇合適的機(jī)器人及教材尤為重要。我市本著讓機(jī)器人教學(xué)進(jìn)課堂，面向全體學(xué)生，體現(xiàn)“學(xué)有優(yōu)教”的理念，編寫(xiě)《模塊化機(jī)器人》作為校本機(jī)器人課程教材。其教學(xué)內(nèi)容由初識(shí)機(jī)器人、機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)及拆裝方法起，初步了解并學(xué)會(huì)搭建機(jī)器人，再學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)CuboCreator軟件開(kāi)發(fā)流程，然后通過(guò)由簡(jiǎn)到難的十九種指定任務(wù)的機(jī)器人學(xué)習(xí)與創(chuàng)意搭建，在動(dòng)手動(dòng)腦的實(shí)踐活動(dòng)中，逐步明確機(jī)器人各機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作原理，并具有軟件的基本編程能力，讓學(xué)生不僅知識(shí)上而且能力上均得到提高。

二、運(yùn)用多媒體網(wǎng)絡(luò)機(jī)房，以點(diǎn)帶線(xiàn)，以線(xiàn)帶面。

機(jī)器人興趣班培訓(xùn)活動(dòng)已在我市各校風(fēng)風(fēng)火火地開(kāi)展，但競(jìng)賽型培訓(xùn)實(shí)際是“小眾化”的，小學(xué)機(jī)器人競(jìng)賽以四人為一個(gè)團(tuán)隊(duì)的較多，興趣組的學(xué)生也不會(huì)超過(guò)二十人，教師的教學(xué)方式以個(gè)別指導(dǎo)為主，學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下搭建創(chuàng)作，積累經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改造，在不斷探索中師生互長(zhǎng)，逐漸完善，教學(xué)過(guò)程較輕松。

課堂教學(xué)初，很多老師提出：上機(jī)器人課太可怕了，吵、鬧、搶、老師忙不過(guò)來(lái)是主要問(wèn)題。造成這一現(xiàn)象的原因主要有：一是學(xué)生人數(shù)多，機(jī)器人少。二是訓(xùn)練室機(jī)器人多，電腦少。三是學(xué)生玩得多，聽(tīng)講少。為了解決這些問(wèn)題，個(gè)人認(rèn)為機(jī)器人課堂教學(xué)須借助多媒體網(wǎng)絡(luò)機(jī)房。在網(wǎng)絡(luò)機(jī)房教學(xué)，可采用以下模式：一是根據(jù)現(xiàn)有機(jī)器人器材數(shù)，為學(xué)生分小組，以競(jìng)賽興趣組學(xué)生為組長(zhǎng)，帶動(dòng)小組學(xué)習(xí)活動(dòng)，再通過(guò)組組互動(dòng)，促進(jìn)全班課程教學(xué)開(kāi)展。二是充分利用網(wǎng)絡(luò)機(jī)房條件，借助網(wǎng)絡(luò)教室軟件演示教授機(jī)器人搭建與編程軟件使用方法，避免學(xué)生玩多聽(tīng)少。三是在網(wǎng)絡(luò)機(jī)房中授課，可以充分利用機(jī)房電腦，緩解機(jī)器人器材有限的壓力，讓無(wú)器材的學(xué)生先用軟件編程完成相應(yīng)任務(wù)再與搭建機(jī)器人的學(xué)生交換，這樣可以保證在學(xué)生操作時(shí)，人人都有事做，從而避免吵鬧爭(zhēng)搶。

三、啟發(fā)學(xué)生創(chuàng)作興趣，自主學(xué)習(xí)，個(gè)性創(chuàng)作。

“興趣是最好的老師”，學(xué)生有了興趣，才會(huì)積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。初次接觸機(jī)器人幾乎所有學(xué)生都會(huì)興致勃勃，躍躍欲試。機(jī)器人課堂教學(xué)，若只由興趣驅(qū)動(dòng)，沒(méi)有老師指導(dǎo)下的“玩中學(xué)”，則必然會(huì)成為混亂無(wú)序的游戲課，一節(jié)課下來(lái)，老師很累學(xué)生，收獲不多。因此，老師應(yīng)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性的學(xué)與做，優(yōu)化課堂教學(xué)，提高課堂教學(xué)效率。

如對(duì)初步接觸機(jī)器人的學(xué)生，我們?cè)O(shè)計(jì)了點(diǎn)頭機(jī)器人一課，由人們見(jiàn)到熟人有禮貌地點(diǎn)頭導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生幫助機(jī)器人實(shí)現(xiàn)點(diǎn)頭功能的想法和興趣。在學(xué)生了解各模塊功能后，進(jìn)行搭建并編寫(xiě)程序，借助光感控制機(jī)器人“頭部”模塊彎曲或伸直，實(shí)現(xiàn)遇障礙“點(diǎn)頭”功能，學(xué)生看著自己搭建并編程程序?qū)崿F(xiàn)的遇人點(diǎn)頭機(jī)器人，特別有成就感。在學(xué)生掌握了基本原理的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)想任務(wù)：“你能讓機(jī)器人實(shí)現(xiàn)搖頭功能嗎？”再讓學(xué)生自由創(chuàng)作搭建。此時(shí)，學(xué)生思維更活躍，創(chuàng)作活動(dòng)生動(dòng)有序。選擇符合學(xué)生認(rèn)知能力的任務(wù)進(jìn)行教學(xué)，激發(fā)學(xué)生探究熱情，借助學(xué)生興趣，引導(dǎo)他們有目標(biāo)地自主創(chuàng)作，不僅知識(shí)能力得到拓展，而且讓學(xué)生在歡樂(lè)中學(xué)習(xí)，構(gòu)筑從“有趣”到“有用”的橋梁，提高課堂教學(xué)效率。

四、培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，互幫互助，共同促進(jìn)。

機(jī)器人是由學(xué)生根據(jù)學(xué)校提供的套材自由選擇組合搭建而成的，幾乎沒(méi)有完全相同的機(jī)器人。環(huán)境、結(jié)構(gòu)、程序的不同都有可能造成機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)情況的不同。因此不管在競(jìng)賽活動(dòng)中，還是在學(xué)習(xí)訓(xùn)練過(guò)程中，學(xué)生之間都會(huì)互相較勁。在以往的興趣小組培訓(xùn)中，學(xué)生人手一套器材，學(xué)生可以在實(shí)現(xiàn)功能的基本結(jié)構(gòu)上進(jìn)行個(gè)性化改造和調(diào)整程序，成績(jī)領(lǐng)先的學(xué)生不愿與其他人分享。用機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)時(shí)，更不愿讓別人動(dòng)用自己的器材。這樣的狀態(tài)，雖然有競(jìng)爭(zhēng)，但不能同進(jìn)步。

機(jī)器人教學(xué)進(jìn)課堂，由于器材有限，因此采用小組共用的活動(dòng)形式，為學(xué)生創(chuàng)造互助合作的集體環(huán)境，學(xué)生要在思考討論改造過(guò)程中，合作制作可以完成指定任務(wù)的機(jī)器人。課程中是用集體的智慧進(jìn)行創(chuàng)作，也常有“小老師”的出現(xiàn)，課堂氣氛日漸和諧。這樣的教學(xué)氛圍，不僅讓學(xué)生學(xué)會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，更讓學(xué)生學(xué)會(huì)合作。學(xué)會(huì)在合作交流中共同成長(zhǎng)，學(xué)生必將終生受益。

總之，機(jī)器人課堂教學(xué)中，如果以符合學(xué)生認(rèn)知能力的任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，合理調(diào)用教學(xué)資源與器材，做到分散和統(tǒng)一相結(jié)合，則必定能充分激發(fā)學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，讓整個(gè)機(jī)器人教學(xué)課堂精彩紛呈。