陳麗娟

（如皋市通用技術(shù)教育實驗學校，江蘇 如皋 226500）

0 引言

項目活動教學作為通用技術(shù)課堂中一種全新探索的教學方式，在很多方面沿襲和運用了陶行知先生的教育思想。 陶行知先生的“教學做合一” “生活即教育” 對教學模式探究呈現(xiàn)多樣化發(fā)展具有一定的指導作用。 當前及今后的教學模式發(fā)展是教育走向個性化、 尊重學生個性發(fā)展和其主體地位的重要表征，項目活動教學方式的改變要尊重教學模式的開放性，而開放性決定了課堂教學改革應給予教學模式一定的彈性空間，而不要只拘泥于操作性的、模式性的東西。同時，課堂教學的個性化改革也要基于教師和學生的實際需求。

通用技術(shù)學科教學過程中的項目活動學習，以小組為單位，一個組3～4人，團隊中的成員需分工明確，教師根據(jù)教學目標準備教學項目任務單、項目學習過程中用到的學習材料。 學生需要將任務單上的知識點進行解讀，并且先進行問題的討論，然后進行操作實踐，實踐過程中遇到的問題教師根據(jù)學生的情況給予適當?shù)闹笇А?/p>

1 課堂項目活動教學過程以“機器人智能搬運”為例

1.1 以“陶”為眼，增加師生的互動

機器人教學與傳統(tǒng)講授式的教學方法相比，有很多不同之處，多采用以學生為主體的操作體驗式項目教學，小組分工合作，教師通過觀察及時地發(fā)現(xiàn)學生在學習操作過程中出現(xiàn)的問題。 每解決一個問題都會給學生帶來一定的成就感，從某種程度上激發(fā)學生的學習熱情，不同小組的任務完成情況，在時間上也給不同學生帶來更多的創(chuàng)作學習空間。

1.2 以“教學做合一”為法，提高合作探究能力

1.2.1 項目活動介紹

搬運機器人是近代自動控制領(lǐng)域出現(xiàn)的一項高新技術(shù)，涉及力學、機械學、電器液壓氣壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、單片機技術(shù)和計算機技術(shù)等學科領(lǐng)域，已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)體系中的重要組成部分。 它的優(yōu)點是可以通過編程完成各種預期的任務， 在自身結(jié)構(gòu)和性能上有了人和機器的各自優(yōu)勢，尤其體現(xiàn)了人工智能和機器人的適應性。

課程設(shè)置這一項目，其一是讓學生了解當代機器人在工業(yè)中的應用與發(fā)展，理解搬運機器人的一般工作原理； 其二是通過自己設(shè)計編程制作搬運機器人，理解傳感器的工作原理，掌握程序的設(shè)計思想，并且使機器人能完成簡單的項目任務。

1.2.2 項目活動教學過程

（1）提出問題——教中學，激發(fā)求知欲

陶行知認為，“活的教育”要按照學生的心理來進行[1]。結(jié)合《技術(shù)與設(shè)計1》中學習過的技術(shù)的概念與作用，機器人作為一個新技術(shù)的出現(xiàn)，從某種程度上保護了人、解放了人，延伸了人的活動空間。 首先讓學生能實現(xiàn)已學知識的遷移， 然后結(jié)合學生發(fā)展的特點，提出學生在生活中喜聞樂見的事情， 激起他們的興趣，如讓學生觀看快遞分揀快遞包的視頻，快遞在生活中是經(jīng)常出現(xiàn)的東西，但在這個過程中到底是通過人工還是機器人分揀搬運的，這個問題一定會激起學生的興趣。

（2）分析問題——學中思，提升創(chuàng)新能力

“知行合一”思想指導著學生進行自主探究，提高了學習的主動性以及創(chuàng)新能力。 機器人搬運過程中知識點的運用、傳動結(jié)構(gòu)的搭建以及不同動作對不同傳感器的運用都要求學生進行全面的分析與設(shè)計。

活動一：結(jié)構(gòu)的搭建與設(shè)計

機械傳動中，形狀、結(jié)構(gòu)、材料都是千變?nèi)f化的，但課堂教學中給學生的材料是固定的， 主要在形狀、結(jié)構(gòu)上要做一定的創(chuàng)新設(shè)計。 但在整個設(shè)計過程中，學生需要做到理清主次、統(tǒng)籌兼顧，在繪制草圖的基礎(chǔ)上能夠?qū)Y(jié)構(gòu)進行綜合的分析，以及結(jié)構(gòu)的改進與完善。

活動二：程序的設(shè)計

傳感器可以幫助機器人識別環(huán)境中的變化量，但是只有傳感器還不行，機器人還需要有智慧。 這個智慧就需要人與機器人之間的語言來完成， 這個語言就是機器人的編程語言，有了編程語言寫出的程序，才能夠讓機器人與硬件之間建立連接協(xié)調(diào)工作，但在程序語言編寫之前，首先得完成流程圖的設(shè)計，在這一基礎(chǔ)上編寫出來的程序才能寫入機器進行運行調(diào)試。

目前課堂教學中采用的是可視化的編程語言，相對來說比較容易理解， 學生通過之前觀看的視頻對搬運的整個過程進行動作分解， 對分解的動作運用流程圖設(shè)計的規(guī)范要求， 一步一步引導學生把流程圖畫出。

整個搬運程序編寫的過程中，涉及的點如下：循跡→傳感器的選擇→搬運→調(diào)頭→循跡， 難點是對循環(huán)以及尋跡的理解， 這兩點是保證機器人能搬運的前提。

循環(huán)概念的理解主要是通過實例，學生自己完成一個機器人沿正方形運動軌跡的程序，編寫好后運行程序，思考程序編寫過程中對于相同的操作有無其他的替代辦法，以及如何降低程序的冗余性，引出循環(huán)的概念。

循跡這個詞對于未接觸過機器人的學生有點陌生，所以想要讓學生理解清楚這個概念，不僅涉及對字面意思的理解，還有技術(shù)層面的理解。 機器人完成循跡的前提是要有結(jié)構(gòu)設(shè)計分析和算法分析，這些任務的完成要借助光電傳感器，光電傳感器首先要檢測到環(huán)境中的光的值，這個值學生理解起來有一定的難度，因為它并不是一個固定的值，它會隨著環(huán)境光的影響有一定的改變，這一點在讓學生利用光電傳感器檢測的過程中，學生就可能發(fā)現(xiàn)。 所以可能通過計算算出黑、白的中間值，因為越黑的地方測出的值越小，越亮的地方測出的值越大，所以大于中間值的認為是白色，小于中間值的認為是黑色。 機器人其實是在邊走邊“觀察”地面的情況，整個過程其實就是通過機器人的身體扭動去尋找光值的過程。

（3）解決問題——做中學，加強實踐操作

理解以上的重難點就是利用設(shè)計好的流程圖進行程序的編寫，程序?qū)懲旰蟮臏y試運行也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，通過這一環(huán)節(jié)可以引導學生認識到只有不斷地實踐，才能找到解決問題的方法，從“做中學”，利用多途徑去解決問題，打破傳統(tǒng)思維去思考問題。

（4）綜合評價——“教學做合一”成果展示

根據(jù)《普通高中通用技術(shù)（2017年版）課程標準》要求，評價要注重學科特征與學生特點的關(guān)系，技術(shù)經(jīng)驗的建構(gòu)、技術(shù)與工程思維的形成以及技術(shù)文化的融入，所以整個評價過程以成果展示為基礎(chǔ)，以“創(chuàng)造教育”為原則評價學習成果，重在促進學生的發(fā)展，現(xiàn)將搬運機器人課堂教學實踐評價做以下總結(jié)：

整個教學過程以上述項目活動的形式呈現(xiàn)，最終以機器人能否把球搬運起來為最終結(jié)果，其中在實踐的過程中除了程序的編寫設(shè)計，機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是相當重要的一個環(huán)節(jié)， 也是創(chuàng)作創(chuàng)新的一個重要體現(xiàn)，球能否準確搬運，除了與編寫的程序有關(guān)，與機械結(jié)構(gòu)也有密切的關(guān)系，所以整個評價過程中對作品的展示采用量化評價。