袁贛濤 崔婧

摘 要 機器人教學(xué)是近幾年來隨著科技的發(fā)展而逐漸出現(xiàn)的教學(xué)方式，在教學(xué)中運用機器人進行教學(xué)不僅是教學(xué)模式創(chuàng)新的一種方式，還是培養(yǎng)機器人人才的重要舉措，合理運用機器人教學(xué)，將對我國的教育事業(yè)發(fā)展起到積極的作用。通過本文的研究發(fā)現(xiàn)在機器人教學(xué)模式之下，對中小學(xué)項目學(xué)習(xí)效果有著一定的提高作用，為中小學(xué)機器人教學(xué)模式的構(gòu)建提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 中小學(xué) 機器人教學(xué)模式 項目學(xué)習(xí)

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.09.059

Abstract Robot teaching is a kind of teaching method which appears gradually with the development of science and technology in recent years. Using robot in teaching is not only a way to innovate teaching mode. It is also an important measure to train robot talents. The rational use of robot teaching will play a positive role in the development of education in China. It can improve the learning effect of primary and secondary school projects， and provide reference for the construction of robot teaching mode in primary and middle schools.

Keywords primary and secondary schools； robot teaching model； project learning

1 相關(guān)概念界定

1.1 機器人教學(xué)

“機器人教學(xué)”如何定義，是研究機器人教學(xué)首先需要解決的問題。關(guān)于什么是機器人教學(xué)，國內(nèi)專家給出了各自定義。

湖南師范大學(xué)教育技術(shù)系彭紹東教授為代表的廣義定義認為：機器人教學(xué)是指學(xué)習(xí)、利用機器人，優(yōu)化教育效果及師生勞動方式的理論與實踐。英文表述為：Robot- Based Education is the Theory and Practice of Studying and Utilizingrobots to optimize the Effect of Education and the Way of Teachers' and Students'Work.

1.2 項目學(xué)習(xí)概念

不同的學(xué)者對項目學(xué)習(xí)給出了不同的定義，國外學(xué)者給出的項目學(xué)習(xí)定義為：項目學(xué)習(xí)（Project-based Learning，簡稱PBL）是一種新型的教學(xué)模式，在此教學(xué)模式中更加關(guān)注學(xué)科的核心概念、原理，要求學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)，制作出相應(yīng)的作品，實現(xiàn)自己知識體系的建構(gòu)，學(xué)生在項目學(xué)習(xí)教學(xué)模式中，需要自己進行問題的解決，對現(xiàn)實世界中的知識進行探究而開展的一系列有意義的活動。

國內(nèi)學(xué)者黎加厚給出的定義是：項目學(xué)習(xí)是以學(xué)習(xí)和研究學(xué)科概念、原理為基礎(chǔ)，讓學(xué)生通過調(diào)查活動項目的參與，進行問題的解決，從而建構(gòu)起自己的知識體系，并且這些知識能夠運用到現(xiàn)實的生活中去。

通過國內(nèi)外學(xué)者對項目學(xué)習(xí)的定義，可以看出項目學(xué)習(xí)是一種強調(diào)學(xué)生親自參與到活動中，并對問題進行探究和解決的教學(xué)模式，通過此過程實現(xiàn)學(xué)生知識的獲取。

1.3 機器人教學(xué)模式

當前，機器人教學(xué)模式主要包括實驗?zāi)M型教學(xué)、趣味交互型教學(xué)、科學(xué)探究型教學(xué)、發(fā)明創(chuàng)造型教學(xué)等四種模式。實驗?zāi)M型教學(xué)是當前機器人教學(xué)中的常態(tài)，當我們提到“傳統(tǒng)的”機器人教學(xué)時，實際上說的就是此類教學(xué)模式。 此類教學(xué)的基本特點是以機器人相關(guān)技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容的主體，將機器人本身作為學(xué)習(xí)的對象，以掌握機器人本體知識為導(dǎo)向。趣味交互型教學(xué)是指以開發(fā)有趣、好玩的機器人聯(lián)機交互系統(tǒng)為主要任務(wù)的教學(xué)。其基本形態(tài)是在計算機中編寫和運行程序，將機器人（如 Arduino主控板）作為控制端，通過機器人與計算機程序進行交互，而非采用鼠標與鍵盤。科學(xué)探究型教學(xué)，是另外一類需要設(shè)計聯(lián)機交互系統(tǒng)的教學(xué)類型。它以科學(xué)問題為導(dǎo)向，將機器人作為開展科學(xué)探究的載體和工具，為探究性學(xué)習(xí)提供數(shù)據(jù)收集、加工的技術(shù)支持。 發(fā)明創(chuàng)造型教學(xué)，是以實際需求為基本導(dǎo)向、以項目教學(xué)為基本方法、 以創(chuàng)新實踐為核心目標的教學(xué)，要求學(xué)生通過教學(xué)能夠制作出具有創(chuàng)新性的智能人造物。

2 項目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機器人社團教學(xué)當中的應(yīng)用分析

機器人教學(xué)項目是以社團教學(xué)為組織形式進行。在課余時間內(nèi)，以增加學(xué)生課外知識，開拓學(xué)生視野，提高學(xué)生某方面的能力為目的教學(xué)活動。項目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機器人教育中的具體應(yīng)用的主要分為項目學(xué)習(xí)目標的制定，項目學(xué)習(xí)活動的設(shè)計和項目學(xué)習(xí)的評價三個階段。如圖1所示。

2.1 項目學(xué)習(xí)目標的制定分析

項目學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標的制定，是項目學(xué)習(xí)開展的基礎(chǔ)，項目學(xué)習(xí)活動的開展都要圍繞項目學(xué)習(xí)的目標開展，項目學(xué)習(xí)的目標設(shè)計要以課程標準為基礎(chǔ)，以提升學(xué)生的知識技能水平，自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新性思維意識為主要的項目學(xué)習(xí)目標，而對于項目學(xué)習(xí)目標的制定，每一個環(huán)節(jié)都是不可或缺的，知識，能力以及思維價值觀方面的目標，共同組成了完整的項目學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性目標。

2.2 項目學(xué)習(xí)活動的設(shè)計階段分析

首先對項目學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)項目進行確立，對現(xiàn)實生活存在的問題為來源，確定具體的項目，對于項目的確立，教師要在充分了解學(xué)生興趣程度的基礎(chǔ)之上，遵循生活化原則，創(chuàng)新性原則以及開放性原則，保證項目的開展，符合學(xué)生的興趣和教學(xué)目標的基本要求。項目確立后，在教師的指導(dǎo)下，完善項目學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)計劃，以不同環(huán)節(jié)計劃為發(fā)展脈絡(luò)，對具體的學(xué)習(xí)活動進行開展，依照計劃設(shè)計制作作品，對機器人的各個組件，各個結(jié)構(gòu)造型進行具體的構(gòu)建，充分發(fā)揮學(xué)生的個性化思維和動手實踐能力。

2.3 項目學(xué)習(xí)的評價階段分析

評價階段是完整的項目學(xué)習(xí)的組成部分，在中小學(xué)生完成自己的機器人作品設(shè)計后，教師組織引導(dǎo)中小學(xué)生對自己的作品進行展覽，并將設(shè)計的理念，設(shè)計的過程，以及設(shè)計中遇見的問題，針對性的解決方案等方面的內(nèi)容，進行相互交流，以教師評價，學(xué)生互評以及學(xué)生自評等多種形式結(jié)合的評價模式，促進學(xué)生對自己設(shè)計作品過程的加深，以及同學(xué)之間形成相互學(xué)習(xí)的關(guān)系，在此基礎(chǔ)之上，發(fā)現(xiàn)自身機器人作品設(shè)計存在的不足， 為設(shè)計思維的完善，提供指導(dǎo)。此外，項目學(xué)習(xí)結(jié)果的評價過程，不僅是學(xué)生自我反思的過程，也是促進學(xué)生之間合作關(guān)系建立的過程。

3 基于項目學(xué)習(xí)的機器人社團教學(xué)應(yīng)注意的問題分析

3.1 項目學(xué)習(xí)的需要提出更加明確的目的和計劃

由于目前機器人教學(xué)模式在中小學(xué)教育中還處于比較初級的發(fā)展階段，在課堂教學(xué)中的融入相對較少，多是以課外活動的形式進行開展，這就導(dǎo)致機器人教學(xué)模式面臨著時間不充足的特點，項目學(xué)習(xí)是一個完整的學(xué)習(xí)過程，只有在完整的學(xué)習(xí)過程的基礎(chǔ)之上，才能夠達成預(yù)期的學(xué)習(xí)目標，因此項目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機器人教育中的應(yīng)用，要注意對時間的控制，并在項目開始之初，就對學(xué)生提出明確的目的和計劃，以便學(xué)生可以在了解時間限制的基礎(chǔ)之上，以更為明確的學(xué)習(xí)目標和工作計劃，來完成項目學(xué)習(xí)的整體過程。

3.2 參與學(xué)生個體差異較大，任務(wù)分配存在一定難度

雖然項目學(xué)習(xí)積極倡導(dǎo)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)，但是不同的學(xué)生在知識基礎(chǔ)，性格特點等方面都存在不同程度的差異，導(dǎo)致部分學(xué)生在項目學(xué)習(xí)中，占據(jù)主導(dǎo)型位置，而部分學(xué)生只能發(fā)揮輔助性的作用，得不到鍛煉的效果，因此在項目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機器人教育的應(yīng)用中，教師要注意對項目任務(wù)的均衡型分配，保證每一個學(xué)生都可以得到很好的鍛煉效果。

3.3 對基礎(chǔ)知識掌握及學(xué)習(xí)完整性需要提高

雖然在有限的學(xué)習(xí)時間的控制下，保持項目學(xué)習(xí)的完整性，完成項目學(xué)習(xí)的最終目標，是非常重要的，但是也不可以忽視項目學(xué)習(xí)過程中基礎(chǔ)性知識類型的掌握，不可為了片面追求學(xué)習(xí)任務(wù)的達成，而造成知識結(jié)構(gòu)不完整現(xiàn)象的發(fā)生。因此在項目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機器人教育的應(yīng)用中，要重視項目學(xué)習(xí)的完整性，對全方位的知識結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)中，促進學(xué)生綜合素質(zhì)能力的提升。

4 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機器人被廣泛運用于教育教學(xué)中，機器人教學(xué)模式作為一項綜合性教學(xué)模式正逐步被教育工作者所重視，在本研究中采用機器人教學(xué)模式進行足球課程教學(xué)，發(fā)現(xiàn)在機器人教學(xué)模式之下能夠?qū)W(xué)生的身體素質(zhì)、心理素質(zhì)、足球技術(shù)以及情感體驗等產(chǎn)生一定的積極作用，但作用效果并不明顯。教育工作者要積極探究機器人教學(xué)模式，大量運用機器人教學(xué)進行項目學(xué)習(xí)，以提高項目學(xué)習(xí)效果。

參考文獻

[1] 王小根，張爽.面向創(chuàng)客教育的中小學(xué)機器人教學(xué)研究[J].現(xiàn)代教育技術(shù)，2016.3（8）：116.

[2] 任光義.淺談如何在“五行”教學(xué)模式下開展機器人社團活動[J].天津科技，2015.2（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[J].外國中小學(xué)教育，2003.10（3）：49-51.

[4] 蘇冬梅，劉潔晶.機器人課程教學(xué)的反思[J].衡水學(xué)院學(xué)報，2015.4（1）：109-111.

[5] 劉瓊.中學(xué)機器人教學(xué)模式設(shè)計與應(yīng)用研究[D].河北師范大學(xué)，2011.

[6] 梁君.以學(xué)為中心的項目式學(xué)習(xí)讓機器人教學(xué)更“stem”[J].課程教育研究，2017.1（31）：1.