梁君

【摘要】依托機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，在機(jī)器人學(xué)科教學(xué)中以項(xiàng)目為主線、以學(xué)為中心組織學(xué)生開展合作學(xué)習(xí)，提高合作能力、問題解決能力、實(shí)踐創(chuàng)新能力，踐行stem教育理念，培養(yǎng)具有stem素養(yǎng)的復(fù)合型的人才。

【關(guān)鍵詞】stem教育理念 機(jī)器人教學(xué)

【中圖分類號】G62 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）31-0001-01

Stem教育理念是在2007年美國發(fā)布的《創(chuàng)新美國：擬定科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué)議程》共同綱領(lǐng)中首次被提出，旨在將原本分散的科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)四口課程集合成一個(gè)新的整體。這不是簡單的課程組合，而是將學(xué)生學(xué)習(xí)到的零碎知識和機(jī)械工程轉(zhuǎn)變成一個(gè)探究世界相互關(guān)聯(lián)的過程，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)情境中獲得設(shè)計(jì)能力、合作能力、問題解決能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力的提升。機(jī)器人融合了機(jī)械、電子、自動化、材料、計(jì)算機(jī)技術(shù)等各個(gè)方面的學(xué)科知識。在機(jī)器人課堂上，學(xué)生要開發(fā)完成一個(gè)機(jī)器人作品需要同學(xué)之間的相互合作、共同學(xué)習(xí)，綜合運(yùn)用各個(gè)學(xué)科的知識設(shè)計(jì)和開發(fā)智能。這與stem教育強(qiáng)調(diào)的綜合運(yùn)用知識解決問題的理念不謀而合。

我們在依托省機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室開展的機(jī)器人教學(xué)改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，以學(xué)為中心，采取小組合作項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的方式踐行stem教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的全面素質(zhì)。

一、以學(xué)為中心開展合作學(xué)習(xí)

以學(xué)為中心，就是以學(xué)生的學(xué)為主，老師的教為輔，對于機(jī)器人這樣難度的學(xué)科來說，我們需要合理組建合作學(xué)習(xí)小組，明確每一位小組成員的責(zé)任與要求再加上老師的及時(shí)指導(dǎo)和適時(shí)評價(jià)，有效開展合作學(xué)習(xí)。

1.合理搭配明確分工開展合作學(xué)習(xí)

為了保證合作學(xué)習(xí)的有效開展，遵循“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”的原則進(jìn)行分組。明確分工，根據(jù)每個(gè)成員的個(gè)性，小組長明確每個(gè)同學(xué)的職責(zé)和要求，如讓積極好動學(xué)生擔(dān)任小組統(tǒng)計(jì)員，學(xué)會傾聽別人的發(fā)言；讓不善其辭的學(xué)生擔(dān)任發(fā)言人以提高其語言表達(dá)能力，等等。讓小組真正成為合作的小組。并且在評價(jià)反饋中，由個(gè)人表現(xiàn)和小組綜合表現(xiàn)來共同決定一個(gè)學(xué)生的成績，激發(fā)合作精神。

2.教師及時(shí)指導(dǎo)保證學(xué)習(xí)效果

組長的組織協(xié)調(diào)和小組成員的默契，從根本上保證了學(xué)習(xí)活動的健康開展，但是教師的及時(shí)指導(dǎo)、適時(shí)評價(jià)更是學(xué)習(xí)活動有效開展的保障。老師提供評價(jià)的角度和標(biāo)準(zhǔn)，這樣學(xué)生就會明白自己應(yīng)該朝哪個(gè)方向去學(xué)習(xí)。還有要對參與不夠積極合作態(tài)度不夠友好，不虛心聽取他人意見的學(xué)生給予積極引導(dǎo)，保證合作互助學(xué)習(xí)的良好開展。

二、跨學(xué)科整合創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目，解決實(shí)際問題

Stem教育注重與現(xiàn)實(shí)世界的聯(lián)系，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，所以我們在機(jī)器人教學(xué)采取“項(xiàng)目教學(xué)法”，打破學(xué)科界限，將生活中的實(shí)際問題，跨學(xué)科整合出項(xiàng)目，讓學(xué)生動手完成他們感興趣的生活中的相關(guān)項(xiàng)目。在老師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理，信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)，學(xué)生通過該項(xiàng)目的進(jìn)行，了解并把握整個(gè)過程及每一個(gè)環(huán)節(jié)中的基本要求?！绊?xiàng)目教學(xué)法”最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合。

1.依托教材，創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人基礎(chǔ)知識

要想利用機(jī)器人解決問題，必須要先學(xué)會編程，學(xué)會控制機(jī)器人，學(xué)會書本上最基礎(chǔ)的知識，所以先將教材中所包含的機(jī)器人組裝編程的基礎(chǔ)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)出一些項(xiàng)目，如可愛的小鹿（機(jī)器人組裝行走），色迷迷的小白（機(jī)器人眨眼睛）、愛唱歌的孩子（機(jī)器人發(fā)聲音）乖巧的機(jī)器人（壁障尋線），快樂計(jì)數(shù)器（屏幕報(bào)數(shù)）等，每一小組通過自學(xué)書本，參考書本編程方法，理解編程語言，學(xué)會解決問題。在學(xué)習(xí)的過程中，老師組織各小組進(jìn)行討論，解決一些重難點(diǎn)的問題，各組交流心得。比如機(jī)器人眨眼睛的左右眼時(shí)間等待如何確立；比如尋線時(shí)灰度值的取值方法；比如唱歌時(shí)如何設(shè)置曲調(diào)；再如變量的含義的理解等，這些疑難的關(guān)鍵的問題，需要在老師的引導(dǎo)下，小組合作完成。

2.結(jié)合生活，思考項(xiàng)目，解決實(shí)際問題

在掌握了機(jī)器人的基本操作和編程方法后，由老師和同學(xué)根據(jù)實(shí)際來創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目，或者互相來出題目讓別的小組來完成，我們稱之為快樂PK，更好的鞏固學(xué)習(xí)成果，解決實(shí)際問題。如有一個(gè)小組出了一道機(jī)器人郵遞員的題目，模擬郵遞員送快遞的過程，一路上經(jīng)過4個(gè)路口，一條河；比如機(jī)器人陪護(hù)，照顧小孩，要求聽到聲音就前后移動，并且播放音樂，吸引小朋友；比如機(jī)器人清潔工，發(fā)現(xiàn)地面的垃圾，把它清掃；比如機(jī)器人消防員，發(fā)現(xiàn)火點(diǎn)，滅火；再如機(jī)器人護(hù)士，運(yùn)送傷員；等等這些都是學(xué)生根據(jù)實(shí)際的生活中所碰到的問題，創(chuàng)設(shè)的項(xiàng)目，理論與實(shí)踐結(jié)合。（以下是我們曾經(jīng)做過的一些項(xiàng)目）

3.視頻錄制，分享快樂

當(dāng)同學(xué)們完成某一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，我都會鼓勵(lì)他們將設(shè)計(jì)的過程和最后的效果通過文字和照片以及視頻的形式保存下來，與其他小組的同學(xué)分享也和學(xué)校的其他同學(xué)分享，當(dāng)自己的學(xué)習(xí)成果能夠在數(shù)字校園中呈現(xiàn)、在電子屏上出現(xiàn)，供其他同學(xué)學(xué)習(xí)，那是多么快樂的一件事。

三、合理評價(jià)，滲透stem教育理念

stem教學(xué)要求在學(xué)習(xí)的過程以學(xué)生為中心，更要求教師在學(xué)生活動的過程中要適時(shí)的指導(dǎo)，及時(shí)的組織評價(jià)，讓學(xué)習(xí)活動按照合理有序的方向進(jìn)行，提高效率。以教師評價(jià)、自評、互評結(jié)合，過程性與總結(jié)性評價(jià)搭配，在評價(jià)中滲透stem教育理念，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣、思考習(xí)慣、發(fā)展創(chuàng)新思維。比如老師在學(xué)生完成某個(gè)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)任務(wù)后，根據(jù)項(xiàng)目要求提出設(shè)計(jì)要求，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成；學(xué)生針對自身與其他成員參與學(xué)習(xí)活動的態(tài)度、合作精神、創(chuàng)造精神等方面進(jìn)行自評，組內(nèi)進(jìn)行評價(jià)，通過評價(jià)進(jìn)行自我調(diào)整，自我完善，提高學(xué)生在小組合作學(xué)習(xí)中的能力和學(xué)習(xí)效果；老師在學(xué)生完成每一個(gè)項(xiàng)目后，不光只關(guān)注他們的結(jié)果，更關(guān)注他們在完成過程中是否有創(chuàng)新，是否有自己獨(dú)到的地方，及時(shí)表揚(yáng)激勵(lì)。

合作能力、創(chuàng)新精神、解決實(shí)際問題這些stem素養(yǎng)的提升并非一朝一夕，相信我們以機(jī)器人教學(xué)為載體，只要堅(jiān)持，必將能夠讓stem之花盛開。夢想一定要有，萬一實(shí)現(xiàn)了呢？

參考文獻(xiàn)：

[1]王小根，張爽. 面向創(chuàng)客教育的中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)研究[J].XDIYIS，2016（8）：116.

[2]任光文. 淺談如何在“五行”教學(xué)模式下開展機(jī)器人社團(tuán)活動[J].天津科技，2015（5）：26-27.

[3]楊亞平. 美國、德國與日本中小學(xué) STEM 教育比較研究[S].中小學(xué)電教，2003（3）：49-51.

[4]蘇冬梅，劉潔晶.機(jī)器人課程教學(xué)的反思 [J].衡水學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（1）.109-111.endprint