余正剛

機(jī)器人競賽已成為我國青少年科技活動(dòng)的一個(gè)品牌項(xiàng)目，機(jī)器人教學(xué)的獨(dú)特優(yōu)勢，已經(jīng)得到學(xué)校、家長及社會的充分認(rèn)可和推崇。2014年以來我市升級了信息化教育裝備，所有中小學(xué)都配置了南京紫光三角教育機(jī)器人。至今，各校已正常開展機(jī)器人教學(xué)近兩年時(shí)間。本人通過邊教邊學(xué)，總結(jié)了點(diǎn)滴經(jīng)驗(yàn)，希望能與大家共同研討。

愛因斯坦說：“興趣是最好的老師?！睓C(jī)器人聽起來很科幻、很神秘，讓人直接聯(lián)想到美國大片中的“終結(jié)者”形象。但我們的教育機(jī)器人卻是一個(gè)底長22厘米、高20厘米，狀如等腰三角形的物體。我向同學(xué)們介紹這就是要學(xué)習(xí)的機(jī)器人，結(jié)果不僅沒有引起他們半點(diǎn)學(xué)習(xí)興趣，甚至讓他們非常失望，認(rèn)為它只不過是一個(gè)低級玩具而已。

此時(shí)，我拿出一張“圓形”機(jī)器人場地圖紙，把事先編譯、下載好“沿線走”程序的機(jī)器人放在場地圖紙上，打開電源開關(guān)，按下運(yùn)行按鈕。當(dāng)他們看著機(jī)器人飛速、精準(zhǔn)地沿著圓形黑線一圈又一圈地旋轉(zhuǎn)時(shí)，不由地發(fā)出了驚呼聲。趁學(xué)生興趣被充分激發(fā)時(shí)，我向?qū)W生講解了機(jī)器人“灰度”傳感器、機(jī)器人沿線走時(shí)五種狀態(tài)等相關(guān)知識。他們都聽得津津有味，躍躍欲試，紛紛表示要學(xué)好機(jī)器人知識。

一、構(gòu)建小組合作學(xué)習(xí)模式，提高課堂教學(xué)效益

我市教育裝備中心為每所中小學(xué)都配備了教育機(jī)器人，但因?yàn)槠鋬r(jià)格高昂，采購數(shù)量有限。學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教室有聯(lián)想品牌一體機(jī)40臺，共分配到10臺8位紫光教育機(jī)器人和10根專用數(shù)據(jù)下載線（一頭是T口，另一頭是COM口），可是六年級每個(gè)教學(xué)班都是35人左右。面對如此“僧多粥少”的教學(xué)窘境，如果開展“小組合作學(xué)習(xí)”這一教學(xué)模式，教學(xué)器材少的難題將迎刃而解。

課前，我把網(wǎng)絡(luò)教室電腦分成10組，每組4臺，其中1臺電腦上安裝數(shù)據(jù)下載線，在教師機(jī)上安裝架設(shè)了FTP服務(wù)器。課堂上，將學(xué)生分成4人小組，進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)。使用安裝了數(shù)據(jù)下載線的那臺電腦的同學(xué)先暫代小組長一職，為本組領(lǐng)取1臺機(jī)器人。然后與學(xué)生“約法三章”，小組合作學(xué)習(xí)不是指每小組只要求一個(gè)同學(xué)完成任務(wù)，而是成員間相互交流、協(xié)作學(xué)習(xí)，發(fā)揮團(tuán)隊(duì)精神，一個(gè)也不能落下。階段時(shí)間內(nèi)，每小組中表現(xiàn)最出色的組員升為正式小組長。每學(xué)期完成率最高的小組評為優(yōu)勝小組，優(yōu)勝小組成員享有優(yōu)先參加機(jī)器人比賽、機(jī)器人社團(tuán)的權(quán)利。

雖然FTP服務(wù)器的架設(shè)，使得那些沒有數(shù)據(jù)線的學(xué)生，通過FTP中轉(zhuǎn)自己的程序到有數(shù)據(jù)線的電腦上，實(shí)現(xiàn)正常編譯、下載運(yùn)行、檢驗(yàn)程序的操作，但誰不想掌握主動(dòng)權(quán)呢？組員與組員之間一方面都在暗暗較著勁，畢竟如果能當(dāng)上正式小組長，不僅是表現(xiàn)最出色的證明，還能直接掌管機(jī)器人與數(shù)據(jù)線，擁有“優(yōu)先”使用權(quán)；另一方面又都在加強(qiáng)交流、互相學(xué)習(xí)，因?yàn)橹灰幸粋€(gè)成員完成不了任務(wù)，本小組可能就沒有參評優(yōu)勝小組的資格。

二、運(yùn)用機(jī)器人教學(xué)，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力

機(jī)器人教學(xué)不僅是信息技術(shù)學(xué)科發(fā)展的趨勢，更因?yàn)槠滹@著的獨(dú)特性，在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、科技素養(yǎng)、綜合實(shí)踐等方面具有不可替代的作用。

那怎么才能培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？學(xué)生僅僅學(xué)會教材上的知識，并不表明創(chuàng)新能力得到了很大提高。例如學(xué)生在學(xué)習(xí)了《機(jī)器人傳感器》《機(jī)器人循光》《機(jī)器人沿線走》等課后，他們認(rèn)知了紅外、灰度傳感器，掌握了機(jī)器人循光、沿軌道線行走的原理。至此只能說是學(xué)會了案例運(yùn)用，但創(chuàng)新、探索能力其實(shí)并沒有得到多大提升。

此時(shí)，教師要結(jié)合教育機(jī)器人的特點(diǎn)，對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行拓展，使學(xué)生創(chuàng)新能力在拓展探究實(shí)踐中得到升華。如引導(dǎo)學(xué)生們分組展開討論，利用紅外傳感器還可以讓機(jī)器人完成什么項(xiàng)目？利用灰度傳感器又可以讓機(jī)器人完成什么項(xiàng)目？經(jīng)過討論，有的小組想到了用紅外傳感器可以讓機(jī)器人避開障礙、可以制作紅外感應(yīng)手機(jī)……用灰度傳感器可以繞“8”字形、走迷宮等。接下來我讓同學(xué)們根據(jù)自己的設(shè)想，分別談?wù)劀?zhǔn)備怎么做。同學(xué)們暢所欲言，各抒己見。然后我給予他們充足的時(shí)間，各組根據(jù)自己的設(shè)想，編譯完善團(tuán)隊(duì)程序，遇到問題可與我交流。等學(xué)生完成基本調(diào)試后，專門安排二節(jié)機(jī)器人“表演”課，為他們提供一個(gè)展現(xiàn)自我、豐富自我、提升自我的平臺。通過這些環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，學(xué)生不僅樹立了學(xué)習(xí)機(jī)器人的自信心，而且創(chuàng)新意識、能力均得到了極大的提升。

三、開展機(jī)器人社團(tuán)活動(dòng)，提高學(xué)生探究品質(zhì)

學(xué)校開設(shè)了機(jī)器人課程，挑選了27名六年級學(xué)生組成了機(jī)器人社團(tuán)。這些學(xué)生分為3人一組，活動(dòng)中不再重復(fù)學(xué)習(xí)平時(shí)課堂上學(xué)習(xí)的知識，而是講解、實(shí)踐一些“好玩”的項(xiàng)目。如機(jī)器人沿不規(guī)則軌道線走、避障走迷宮房間、沿線走迷宮指定房間等。要完成這些項(xiàng)目，同學(xué)們不僅需要通力合作，更要用心、用腦、用手對機(jī)器人進(jìn)行改裝，添加必要的傳感器元件。另外還要花費(fèi)很長時(shí)間，不斷測試修改程序，才能最終實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。通過這些課程活動(dòng)的開展，我們不僅培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力和綜合實(shí)踐能力，更鍛煉了他們的意志力。他們在不斷調(diào)試、完善程序的過程中，逐步養(yǎng)成了不輕易認(rèn)輸?shù)膱?jiān)強(qiáng)精神。雖然完成項(xiàng)目的過程不輕松，時(shí)間又較長，可當(dāng)他們經(jīng)過自身努力，看到自己團(tuán)隊(duì)的機(jī)器人在場地圖紙上正確“運(yùn)動(dòng)”時(shí)，人人臉上寫滿了喜悅與自豪，他們對科學(xué)探究的興趣與熱情也隨之空前高漲。

總之，現(xiàn)在機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)正如火如荼地進(jìn)行，它是全新的信息技術(shù)綜合教學(xué)平臺。學(xué)生通過學(xué)習(xí)，不僅創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力可以得到開發(fā)，而且可以充分發(fā)揮自己的想象力，實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意，最終使學(xué)生的信息素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng)得到全面提高。

（作者單位：江蘇省句容市葛村中心小學(xué)）