“兒童至上”：機(jī)器人社團(tuán)的理性回歸

胡婷婷

一、機(jī)器人社團(tuán)推進(jìn)的誤區(qū)

南京市上元小學(xué)（以下簡稱“我?！保C(jī)器人競賽社團(tuán)于2017年正式成立，因設(shè)備資金等問題，受眾面偏小，主要面向的對象為四、五年級的學(xué)生。當(dāng)時(shí)并沒有系統(tǒng)的課程體系，社團(tuán)成立之初以競賽為主要內(nèi)容。在學(xué)校的大力支持下，雖多次參加競賽，不斷取得突破，但也發(fā)現(xiàn)在平時(shí)的社團(tuán)訓(xùn)練中存在著一定的誤區(qū)。

1.學(xué)習(xí)內(nèi)容的誤區(qū)

大多數(shù)信息技術(shù)教師都是因?yàn)楦傎惗佑|到機(jī)器人，在拿到一個(gè)官方方案后，只調(diào)試好程序是很難在競賽中獲得佳績的。簡單、結(jié)實(shí)、動作順暢且不易損壞的結(jié)構(gòu)才是機(jī)器人競賽中獲勝的秘訣。

2.社團(tuán)側(cè)重點(diǎn)的誤區(qū)

機(jī)器人社團(tuán)的存在絕不只是為了比賽，扎實(shí)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，細(xì)致而全面的程序講解，分工明確、高效的小組合作，加上充分的練習(xí)時(shí)間，學(xué)生在社團(tuán)的學(xué)習(xí)過程中創(chuàng)新實(shí)踐等能力得到提高，才應(yīng)該是機(jī)器人社團(tuán)的宗旨和目標(biāo)。

3.成員選拔的誤區(qū)

機(jī)器人教學(xué)活動具有實(shí)踐操作性和跨學(xué)科性，在社團(tuán)選拔階段，教師大多會傾向于興趣濃厚、動手能力強(qiáng)、數(shù)學(xué)成績優(yōu)異、邏輯思維能力強(qiáng)的學(xué)生，但容易忽視家長的態(tài)度。如果家長支持孩子進(jìn)行機(jī)器人的學(xué)習(xí)，則是錦上添花；若得不到家長的支持，家長們會不太理解教師的工作，可能在日后的訓(xùn)練參賽中出現(xiàn)學(xué)生臨時(shí)退賽等突發(fā)狀況。

二、延時(shí)服務(wù)與機(jī)器人社團(tuán)的遇見

1.核心理念：發(fā)揮“兒童在場”新價(jià)值

延時(shí)服務(wù)的關(guān)鍵之一是發(fā)展學(xué)生的興趣特長。學(xué)生社團(tuán)作為發(fā)展學(xué)生興趣特長的重要途徑，是落實(shí)延時(shí)服務(wù)策略的重要載體之一。結(jié)合學(xué)?！皟和辽?、生態(tài)多元”的辦學(xué)理念，機(jī)器人社團(tuán)作為“兒童在場”的重要培養(yǎng)內(nèi)容，以兒童為本，多元開發(fā)，為學(xué)生的全面發(fā)展制定了詳細(xì)的規(guī)劃與落實(shí)方案。

2.社團(tuán)舉措：把握“學(xué)、賽契合”新導(dǎo)向

機(jī)器人社團(tuán)由原來主要面向四、五年級學(xué)生，改為面向全校學(xué)生開放。采用問題導(dǎo)向式、項(xiàng)目式研究、主題研究性學(xué)習(xí)等教學(xué)模式，讓學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式開展學(xué)習(xí)與實(shí)踐，充分利用小組頭腦風(fēng)暴、思維可視化模型、模擬性決策和問題求解學(xué)習(xí)活動等“腳手架”促進(jìn)學(xué)生思維提升，幫助學(xué)生成長為一個(gè)自主的學(xué)習(xí)者、思考者、合作者、創(chuàng)造者。近幾年，機(jī)器人社團(tuán)在區(qū)電教中心和學(xué)校的支持下陸續(xù)采購了VEX、樂高EV3、Spike、中鳴等多套件設(shè)備，加上專用場地的擴(kuò)充，為機(jī)器人教育工作提供了優(yōu)質(zhì)的育人環(huán)境。社團(tuán)4位指導(dǎo)教師由信息科技組教師擔(dān)任，他們有豐富的競賽經(jīng)驗(yàn)，平時(shí)重點(diǎn)負(fù)責(zé)課程的理論授課、競賽的技術(shù)指導(dǎo)等。同時(shí)定期邀請相關(guān)品牌專業(yè)指導(dǎo)顧問來校開展培訓(xùn)學(xué)習(xí)。目前，學(xué)校機(jī)器人社團(tuán)是全校眾多學(xué)科中課時(shí)量最多的服務(wù)型社團(tuán)。以往社團(tuán)活動時(shí)間每周只有一小時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)缺乏延續(xù)性。延時(shí)服務(wù)開展后，機(jī)器人社團(tuán)每周活動時(shí)長為1小時(shí)50分鐘，學(xué)生有充分的學(xué)習(xí)和研發(fā)時(shí)間。

3.重構(gòu)課程：落實(shí)“多元化”新社團(tuán)

普及性機(jī)器人社團(tuán)以激發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的興趣愛好為主，基礎(chǔ)社團(tuán)普及性課程以通過圖形化編程平臺學(xué)習(xí)趣味性編程為主，讓學(xué)生初步理解編程概念；進(jìn)階式機(jī)器人社團(tuán)選擇了樂高機(jī)器人或開源硬件的學(xué)習(xí)，學(xué)生通過接觸拼搭學(xué)習(xí)機(jī)械結(jié)構(gòu)，慢慢了解各種傳感器的概念及應(yīng)用、規(guī)劃性程序設(shè)計(jì)；競賽型機(jī)器人社團(tuán)以歷年各類競賽主題的模擬競賽課程為主，如中鳴的超級軌跡賽、機(jī)器人創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽等模擬課程，學(xué)生利用已掌握的基礎(chǔ)編程知識，結(jié)合團(tuán)隊(duì)合作，體驗(yàn)勇于拼搏、不斷進(jìn)取的精神，從中學(xué)會正確面對成功和失敗，訓(xùn)練學(xué)生在競賽時(shí)所需要的良好品質(zhì)。

這3種社團(tuán)課程相互聯(lián)系、相互促進(jìn)，其中，機(jī)器人普及課程面向全體學(xué)生，是課程體系的基礎(chǔ)和保證；進(jìn)階式機(jī)器人社團(tuán)是參賽后備團(tuán)，是課程體系的發(fā)展和亮點(diǎn)；競賽型機(jī)器人社團(tuán)是參與各種機(jī)器人競賽的成員，是課程體系的中堅(jiān)力量，同時(shí)輔助教師指導(dǎo)后備成員。

經(jīng)過反復(fù)研討，團(tuán)隊(duì)教師深化了編程教程和機(jī)器人教育的融合，主要設(shè)計(jì)了如下頁表1所示的教學(xué)內(nèi)容。

表1 上元小學(xué)機(jī)器人社團(tuán)教學(xué)內(nèi)容

三、“兒童至上”機(jī)器人課程對于能力培養(yǎng)的重新建構(gòu)

1.設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)：從“設(shè)計(jì)經(jīng)歷”到“設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)”

筆者多次執(zhí)教信息教材的編程單元，似乎一次比一次“順利”，可往往到編程單元執(zhí)教結(jié)束，學(xué)生創(chuàng)作起來還是困難重重。這樣的情況，在社團(tuán)中同樣存在。社團(tuán)教學(xué)活動中，注重“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”實(shí)踐活動，“順化”設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。教師需要重視拓展實(shí)踐活動，設(shè)計(jì)、組織好每一個(gè)拓展實(shí)踐編程活動，培養(yǎng)和引導(dǎo)學(xué)生積極參與“創(chuàng)新設(shè)計(jì)”實(shí)踐活動，這樣的活動，過程性收獲往往重于結(jié)果性成品，這個(gè)過程是學(xué)生積累設(shè)計(jì)生活經(jīng)歷、順化設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的重要載體。如Spike結(jié)構(gòu)入門設(shè)計(jì)課“顏色指示器”，該課的程序相對簡單。教師出示設(shè)計(jì)要求：在擺放臺上分別擺放4種不同的顏色塊，讓Spike電機(jī)指向相應(yīng)顏色塊，同時(shí)主控上的屏幕實(shí)時(shí)顯示顏色英文信息。學(xué)生以4人小組為單位，對照學(xué)習(xí)單從硬件的選擇、指示色塊及擺放臺的設(shè)計(jì)、總體布局的安排等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)，完成了不同的指示器結(jié)構(gòu)，還有小組設(shè)計(jì)了6種顏色指示器。

2.團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)：“合作學(xué)習(xí)+協(xié)作互助”的策略

課堂管理中，教師秉持協(xié)作互助學(xué)習(xí)的理念，先將學(xué)生分組，小組成員分為“駕駛員”和“領(lǐng)航員”的角色，在教師提出復(fù)雜任務(wù)時(shí)，學(xué)生進(jìn)行小組討論。駕駛員負(fù)責(zé)編程工作，領(lǐng)航員負(fù)責(zé)檢查錯(cuò)誤、改善結(jié)構(gòu)方案，二者的角色在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候可以互換。如“智慧工廠”主題模擬訓(xùn)練中，在抽換新任務(wù)后，兩名成員分工協(xié)作：駕駛員制定行走路線，領(lǐng)航員則根據(jù)路線方案，思考其中可能存在的問題及任務(wù)失敗的原因評估，這樣才能在短期內(nèi)制定合理的方案，將個(gè)人和團(tuán)隊(duì)成果最大化。

3.問題解決能力的培養(yǎng)：“結(jié)構(gòu)為先+程序貫通”的策略

與普及性機(jī)器人課程不同，從進(jìn)階式課程開始，每一節(jié)機(jī)器人社團(tuán)課中，都設(shè)立“結(jié)構(gòu)分析”與“拓改結(jié)構(gòu)”環(huán)節(jié)。通過基礎(chǔ)實(shí)例的交流讓學(xué)生了解不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)、缺點(diǎn)，在拓展延伸環(huán)節(jié)，讓學(xué)生根據(jù)任務(wù)分析，在原有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上自主嘗試搭建新的結(jié)構(gòu)?；窘Y(jié)構(gòu)至少需要學(xué)習(xí)一年左右，只有熟練地掌握這些基本結(jié)構(gòu)，并由此衍生出去，才有可能搭建出精妙復(fù)雜的機(jī)器。

4.教師指導(dǎo)能力的提升：“競賽總結(jié)+深入學(xué)習(xí)”的策略

每一次競賽都是一次自我提升的機(jī)會，每個(gè)賽季結(jié)束后，社團(tuán)教師都會集中開展總結(jié)分析會。同時(shí)，將競賽的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)融入個(gè)人案例的剖析、論文的撰寫。社團(tuán)的每位教師都有自己的研究課題，信息科技組也成功申獲了區(qū)級集體課題。我們相信，及時(shí)的反思對教師的深層次課堂教學(xué)研究有一定的內(nèi)驅(qū)力。