孫丹江

● 開設(shè)機(jī)器人普及課程的必要性

智能機(jī)器人技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合性的科學(xué)技術(shù)。它涉及自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器、人工智能、微電子技術(shù)和機(jī)械工程等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。智能機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展水平已經(jīng)成為一個(gè)國家科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。面對未來的科技發(fā)展的外部競爭和現(xiàn)實(shí)的創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，在大力實(shí)施中小學(xué)信息技術(shù)教育戰(zhàn)略的進(jìn)程中，抓住時(shí)機(jī)，在中小學(xué)引入智能機(jī)器人教育，提升學(xué)生對現(xiàn)代科技和信息技術(shù)的全面認(rèn)識和理解，激發(fā)他們對創(chuàng)意和創(chuàng)新的興趣，并作為一種培養(yǎng)創(chuàng)意思維和創(chuàng)新人才的新載體，是十分必要、迫切和切實(shí)可行的。

● 開設(shè)機(jī)器人普及課程的實(shí)踐

智能機(jī)器人教育作為創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新模式，在目前的教育教學(xué)實(shí)踐中，應(yīng)該說還僅處在“活動(dòng)”層面，智能機(jī)器人教育大多是以課外活動(dòng)和各種興趣班、培訓(xùn)班的模式開展的。也的確有相當(dāng)數(shù)量的中小學(xué)校能夠積極組織學(xué)生參加各類智能機(jī)器人的活動(dòng)或競賽，但作為課程引入到教學(xué)中的卻少之又少。為了讓更多的學(xué)生能夠接觸機(jī)器人，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和動(dòng)手能力以及團(tuán)隊(duì)合作意識，我校在2008年組建了機(jī)器人俱樂部，從2011年秋季學(xué)期開始嘗試著普及機(jī)器人課程。

1.課程實(shí)施

（1）從2011年秋季學(xué)期開始，我校在小學(xué)三年級開展機(jī)器人普及課程。上學(xué)期主要學(xué)習(xí)中鳴實(shí)體機(jī)器人制作及程序編寫，下學(xué)期主要學(xué)習(xí)創(chuàng)意機(jī)器人制作。

（2）從2012年秋季學(xué)期開始，我校在嘗試一年普及課程的基礎(chǔ)上，在小學(xué)部三至六年級，初中一年級開設(shè)普及課程，課程安排兩周一次，每次兩節(jié)連堂，真正做到科普教育遍地開花，全校普及。通過機(jī)器人普及教學(xué)，讓全校參加學(xué)習(xí)的學(xué)生都能認(rèn)識機(jī)器人，都會(huì)制作機(jī)器人，了解科技創(chuàng)新的奧秘，體驗(yàn)到智能化帶給我們生活的便利。通過在全校各年級開展科技普及課程，真正做到將我校建設(shè)成為科創(chuàng)校園、科普基地。

（3）從2012到2013學(xué)年開始的這段時(shí)間內(nèi)，我校組織組內(nèi)教師、優(yōu)秀機(jī)器人俱樂部成員，成立校本課程研究小組，探討機(jī)器人科普教學(xué)內(nèi)容，撰寫機(jī)器人科普教學(xué)校本課程，補(bǔ)充和完善各類教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)，逐漸形成了特有的教學(xué)方式。

2.教學(xué)方法

根據(jù)本課程的特點(diǎn)，我們將俱樂部機(jī)器人普及課程教學(xué)的方法統(tǒng)一為：任務(wù)驅(qū)動(dòng)、新知教授、實(shí)踐應(yīng)用。

（1）任務(wù)驅(qū)動(dòng)。教師根據(jù)每節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，合理地設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)。課時(shí)安排為每周兩節(jié)課，兩個(gè)課時(shí)已經(jīng)足夠?qū)W生完成一個(gè)作品的制作。學(xué)生根據(jù)任務(wù)要求，進(jìn)行問題分析、問題解決、小組討論等環(huán)節(jié)，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，引起認(rèn)知沖突，以便引入新知。

（2）新知教授。學(xué)生將任務(wù)進(jìn)行仔細(xì)剖析，并填寫學(xué)生工程冊（學(xué)習(xí)工程冊是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)憑證，也是學(xué)生進(jìn)行任務(wù)分解、問題解決過程的記錄）后，教師就可以根據(jù)學(xué)生反映的問題，引出本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。由于機(jī)器人普及課程的特殊化，我們可以將每個(gè)新知（一般的傳感器的應(yīng)用）分為“是什么、有什么作用、怎么使用、應(yīng)用了哪些學(xué)科知識”幾個(gè)部分。學(xué)生通過以上幾個(gè)部分可以較為深入地認(rèn)識每一個(gè)固件，也可以擴(kuò)展學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)作。由淺入深、理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生能更多地將學(xué)習(xí)貼近生活，將生活的問題搬進(jìn)學(xué)習(xí)中來。

（3）實(shí)踐應(yīng)用。在一段時(shí)間的教學(xué)內(nèi)，積極組織學(xué)生進(jìn)行小組競賽。教師應(yīng)設(shè)計(jì)與生活相關(guān)的主題，讓學(xué)生將生活與學(xué)習(xí)有效聯(lián)系起來，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生體會(huì)生活、觀察生活的目的，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、探索科學(xué)的精神。

3.評價(jià)方式

（1）評價(jià)主體多維化：改變單一評價(jià)主體的現(xiàn)狀，指導(dǎo)學(xué)生自評、互評。由于作品要求體現(xiàn)各個(gè)小組的創(chuàng)新性及與實(shí)際生活的相聯(lián)系性，因此我們還可以請學(xué)科以外的教師、學(xué)生甚至家長對作品進(jìn)行評價(jià)。

（2）評價(jià)內(nèi)容多元化：不僅評價(jià)課內(nèi)所學(xué)，還要評價(jià)課外的實(shí)踐；不僅評價(jià)學(xué)生對課堂內(nèi)容的理解掌握情況，還應(yīng)著重考查學(xué)生對生活中細(xì)節(jié)的把握程度和將理論與實(shí)際相聯(lián)系的能力。

（3）評價(jià)過程動(dòng)態(tài)化：評價(jià)不僅僅關(guān)心的是學(xué)生制作了多少作品、制作的作品創(chuàng)新性有多高，更應(yīng)注重學(xué)生發(fā)展的過程。在學(xué)習(xí)中建立機(jī)器人普及課程的學(xué)生學(xué)習(xí)工程冊，將學(xué)生分解問題、問題解決建議、提出和學(xué)生作品展示記錄下來，讓學(xué)生能力的提高建立在存量基礎(chǔ)之上，遵循循序漸進(jìn)的發(fā)展過程。

（4）評價(jià)形式多樣化：除了在課堂上進(jìn)行評價(jià)之外，還應(yīng)該組織學(xué)生進(jìn)行作品展示、參加競賽。讓學(xué)生通過成績的獲得，感受到成功的喜悅。

● 反思

新課程改革下，要求教師的教學(xué)要遵循以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念。根據(jù)這一教學(xué)理念，我們的課堂教學(xué)方式采用“學(xué)習(xí)—?jiǎng)邮帧獙W(xué)習(xí)”的方式，將機(jī)器人基礎(chǔ)知識介紹、簡易機(jī)器人組裝及機(jī)器人程序教學(xué)三個(gè)環(huán)節(jié)用影像展示、實(shí)物演示的形式串接起來，讓學(xué)生更易懂易學(xué)，也體現(xiàn)了我校的教育理念——讓每一個(gè)孩子都快樂成長。

1.積極參與，鍛煉動(dòng)手

在教學(xué)中，教師以每一次課時(shí)為單位，通過巧妙安排學(xué)習(xí)任務(wù)，驅(qū)動(dòng)學(xué)生去觀察、研究、分解任務(wù)，并融合對新知識的教授，讓學(xué)生經(jīng)歷問題發(fā)現(xiàn)、問題分析、問題解決等過程。要求學(xué)生全程參與機(jī)器人的制作，重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生的創(chuàng)新精神，避免制作的作品千篇一律。

2.學(xué)科整合，重視細(xì)節(jié)

機(jī)器人體驗(yàn)課程本身就不是一個(gè)單獨(dú)的課程，它可以說是一個(gè)各類學(xué)科與信息技術(shù)的有效結(jié)合體。例如，我們的一個(gè)機(jī)關(guān)王機(jī)器人制作，其中競賽要求在完成任務(wù)的過程中必須涉及機(jī)械能、太陽能、電能、位能、重力及浮力等知識點(diǎn)，需要應(yīng)用杠桿、滑輪等器材。怎樣在學(xué)習(xí)中體現(xiàn)學(xué)生不同的創(chuàng)新意識，這就需要學(xué)生在生活中對各種細(xì)節(jié)問題進(jìn)行仔細(xì)觀察，具有一顆善于發(fā)現(xiàn)問題的心靈，將實(shí)際與理論有效聯(lián)系，才能創(chuàng)作出優(yōu)秀的作品。

3.課堂開放，注重實(shí)踐

機(jī)器人普及課程本身就要求其具有開放性、活潑性，不能要求學(xué)生的作品拘泥于一個(gè)固定的模式。例如，在制作Power-tech創(chuàng)意機(jī)器人的時(shí)候，我們要制作一個(gè)萬壽之王的形象，由于學(xué)生在生活中對萬壽之王的認(rèn)識不一樣，加之動(dòng)手能力也有差異，制作出來的作品就會(huì)不一樣。我們應(yīng)該要求學(xué)生將生活中的認(rèn)識有效利用到課程中來，況且實(shí)驗(yàn)室中的學(xué)習(xí)已經(jīng)不能夠滿足學(xué)生創(chuàng)作的需要，我們需要引導(dǎo)學(xué)生有效利用身邊的資源進(jìn)行創(chuàng)作。同時(shí)，在教學(xué)之余，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生外出，學(xué)習(xí)其他學(xué)校教學(xué)或者競賽中的優(yōu)秀作品，吸取別人的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

4.提高認(rèn)知，創(chuàng)設(shè)條件

很多老師認(rèn)為，機(jī)器人只是學(xué)生的一個(gè)高級玩具而已。學(xué)生去學(xué)習(xí)機(jī)器人，浪費(fèi)時(shí)間，也會(huì)影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。機(jī)器人的學(xué)習(xí)，涉及的不僅僅只是單純的手工制作，還涉及物理學(xué)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)以及創(chuàng)新思維等。作為教師應(yīng)該多給學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會(huì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們動(dòng)腦動(dòng)手和獨(dú)立思考、解決問題的能力，讓越來越多的學(xué)生參與其中，盡享“機(jī)器人王國”帶來的知識與快樂。