乐学机器人

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  机器人技术是一门新兴学科,它综合了现代工业设计、电子、机械、传感器、计算机软硬件、人工智能等诸多领域的先进技术。
  本世纪初,机器人开始以竞赛的方式呈现在中小学生面前,深受各阶段学生的喜爱。学生在机器人竞赛活动中体验到不一样的乐趣,这项活动能激发学生的发明创造意识和潜能,因而逐步被学校、家长和社会所接受。
  与此同时,新的问题不断出现:参加竞赛的学生因缺乏硬件设施的原因,对机器人知识的接触面太小。如何让更多的学生了解与使用机器人,接触高科技?如何让更多的学生学习机器人,享受快乐?
  湖南教育进入课改后,高中阶段开始开设技术课程,分为信息技术与通用技术,通用技术又分必修与选修,其中选修七个模块中就包含了简易机器人制作。
  我从2002年开始接触机器人,如何将机器人活动普及一直是我思考的问题。课改前,我曾做了一些尝试,课改后正式将机器人引入高中通用技术课程。
  根据高中生好学、好动、勇于探索并具有一定的逻辑思维和发散思维、能够独立完成较高要求学习任务的特点,我将简易机器人制作课程进行了提升,在全省乃至全国率先走出了一步:依托乐高器材在整个高二年级开设机器人课程。从开设的情况来看收到了不错的效果。
  下面我从三方面谈谈如何在高中开设机器人课程。
  机器人引入高中通用技术课程,以怎样的方式呈现在学生的面前?通过多年的实践摸索,笔者觉得教学模式可以采用机器人兴趣课、机器人社团、通用技术课三种有效方式。
  1.兴趣课
  根据高一与高二学生每学期可以选校本课程学习的特点,我在这两个年级设置了机器人兴趣课,专门向对机器人有兴趣的学生开设,每周一课时。
  因受高考指挥棒的影响,加上学生对机器人不甚了解,绝大部分学生会主动或被动选择文化课,真正选机器人兴趣课的学生只是少数,并且出现男多女少的现象,如何吸引更多的学生到这个群体中来,是一个难以逾越的坎。
  2.机器人社团
  社团是学生自己将有相同爱好、兴趣的同学自发组织在一起并开展相关活动的团体。社团对高中的教师来说并不陌生,比如文学社、辩论社、茶艺社、街舞社等。我校也曾成立过机器人社团,开展过多次活动,但由于受场地、器材与时间的影响,机器人社团活动的开展受到很大限制。
  3.通用技术课
  如何将更多的学生引入机器人学习的大门,以点带线、以线带面,避免学生因缺乏时间而错过学习机器人的机会?结合我校通用技术学科的特点,我将机器人引入常规课中。
  我校通用技术课课程采用集中上课模式,每个班每学期集中两天到通用技术教室上课,这样学生就有时间与精力学习机器人技术,有利于机器人活动的开展。
  多年的实际教学证明这种模式非常适合学生,深受学生的喜欢,学生的主动性、积极性、参与性得到了充分体现,教学效果非常不错。
  在机器人教学中,采用怎样的教学方式尤为重要,特别是如何吸引学生的注意力。
  我在实际教学过程中采用多元化的教学方法:课堂教学和实践教学相结合;开放式与自主实践相结合的教学。集中授课时主要讲解如下内容:1.讲解机器人的定义;2.介绍乐高器材及常用搭建技巧;3.NXT编程软件的使用以及简单程序的编写。
  通用技术课注重团队与合作意识的培养,所以我将学生以组为单位,每组自选一位小组长,根据民主选择,选取FLL工程挑战赛项目中的任务作为本组挑战的任务,综合运用各学科知识特别是物理、数学知识来指导挑战任务,将通用技术、机器人、各学科知识有机结合,激发学生的学习乐趣,提升学生的科学素养。
  教师在整个教学过程中主要起引导作用,以学生为主,采用放羊方式,这样课堂才有生命力。
  机器人活动之后的教学评价也不容忽视,教师的一句肯定、一句鼓励,能让学生们如沐春风。
  教学评价是对教学工作质量所作的测量、分析和评定,同时也是对学生学业成绩的评价。机器人教学可以采用以下几种方式对学生进行评价。
  1.竞赛制
  选择相同任务的组采取竞赛的方式检验学生的学习情况,组与组之间比时间、比策略、比方案,看哪个组完成任务花的时间最少,成功的几率最大。
  通过竞赛找出本组存在的问题,分析其他组解决问题的方法与自身的异同,从而提升解决问题的技术素养。
  2.常规制
  对不同任务的组,可以视其完成的情况及任务的难易程度进行评价。对没有完成任务的组,则视其工具设计的科学性、实用性,便捷性,以及对学生在解决问题时运用的知识面等进行评价。
  不论采用哪种评价方式,都不必过分注重结果而忽视过程,应以鼓励表扬为主,以培养学生的自信心。
  以上是我在高中学校开设机器人课的一些做法,但还有一些需要进一步研究,如机器人如何全面进入高中教学课程?如何解决场地、师资、器材的问题……
  不过,不论在机器人教学这条道路上会遇到多少困难,我都将勇往直前,为机器人被更多、更广的学生所接受而做出努力。
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