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随着科学技术的迅猛发展,机器人作为人类的朋友将会伴随在我们左右,机器人技术是现代信息技术和先进制造技术的典型代表和主要技术手段,并且成为了世界各国竞相发展的科技前沿之一。最尖端的机器人技术是类人型机器人,研制具有人类外观特征,可以模拟人类行为、智能、情感与基本操作功能的类人型机器人,一直为人类梦寐求之。类人型机器人广泛涉及人工智能、计算机视觉、自动控制、精密仪器,传感和信息等一系列学科的创新研究和综合集成,它将代表着一个国家高新技术发展的综合水平。所以,新一轮课程改革已将智能机器人的制作纳入到了高中通用技术课的课堂教学中了,将作为一门教学项目予以考评。故中小学完全有必要马上将机器人活动这项21世纪最具挑战性的项目在校园科技教育中广泛开展组织起来。
那么,如何在校园科技教育中组织好青少年的机器人活动呢?
一、首先,应让学校领导充分认识机器人活动的重要性和必要性,力争早点投资该项目。
素质教育是现代教育的主旋律,故对学生的素质教育显得主关重要,而我们所说的素质不是仅仅指灌输的知识,而是潜移默化的能力。学生良好的整体素质已超越了学习好了就好的意义,它还包含着对能力的要求,如学以致用的能力,适应社会的能力和面对未来的挑战能力,不断创新的能力……机器人活动旨在启发学生无穷的想象力和创造力,充分调动学生运用所学的各种知识和技能,并使整个学习过程充满刺激或挑战性,能让学生体验挑战能力极限后的无比的自豪和愉快,而这些都是一个成功者不可缺少的品质。机器人活动则正是提供了这样的一种机会,可以让学生亲身参与到活动中去,并在教师的指导下,综合运用所学的知识,通过观察,探索机器人模型搭建,程序编写,分析解决一定的问题,培养学生动手、动脑的能力,体验挑战困难,获得成功的快乐,培养学生的自信心与创造力。
青少年机器人活动能让学生在循序渐进的学习中,从简单的机械、能源、建筑工程到智能化的机器人,从基础的按图拼装到任意发挥想象自由组合,通过计算机写程序,使用各种传感器,使各种元器件及构件变成可以响应外界条件变化的自动控制系统。机器人的搭建要求每一个组件的设计和制造都达到极其精确。所以,在教学课堂上,学生的整个构思,设计和开发过程俨然是实际工作和真实生活中的体验。机器人是一种多学科融合的学科,它涉及数学、物理、生物、地理、工艺、语言等多种学科的内容,能使学生的综合知识增强。同时,机器人活动能最大限度的将想象和创造空间留给学生,对于同一问题,学生可寻求多种独特的解决方案,激发学生的学习欲望,培养其学习兴趣,并形成良好的学习习惯,培养创新的意识,能让学生在游戏中掌握深奥的科技知识,使学习不再枯燥。有了这么多的好处,并且又能体现学校先进的教育理念,还有什么理由不早点投资该项目呢?
二、学校投资了,教学设备有了,就得真抓实干,而我认为要搞好机器人活动并有所收获则应把握以下几点:
1、用好教学形式。
在机器人活动的辅导中应真心实意,实施民主式、开放式,交融式和探究式教学。“师道尊严”、“唯师独尊”的时代早已过去,在机器人这样一个高科技项目的教学中,这种局面更不存在,就是一位大学的机器人教授在创新意识较强的中学生面前也不可能做到“唯师独尊”!因此,在机器人教学活动中建立民主、平等、和谐的师生关系便显得极其重要。教师不仅要热情地对学生的幼稚和天真加以呵护,还要真诚地对学生的偏差和错误加以点拨或矫正,真心真意地善待学生,与学生共同探讨,在充分尊重学生的个性特征的基础上,让学生在与教师的探讨中认识自身的不足,切忌态度蛮横,方法简单,处理草率;切忌冷嘲热讽,横加责难;更切忌干人一面,不尊重学生的个性。教师自身要做到和蔼可亲,平易近人,谦逊豁达,以理服人,以德服人,以才服人,切不可孤芳自赏,自以为是,甚至刚愎自用,认为是高科技项目便不可一世。教师一定要放下架子,虚心向学生学习,同学生相互交流,某些良好的机器人创意项目其实就来自学生,故教师万不可高傲自大。只有这样才能更好地融洽师生关系,让学生无拘无束,轻松愉快,充分发挥学生创新思维的主动积极性,让学生自由自在地思维,充分体现学生认识理解事物的个性,让学生主动地去开启机器人创新之门。
2、呵护好好奇心。
好奇心是兴趣的典型表现,是人主动探索知识的一种心理倾向,它使人富有追根求源的精神品质。好奇是人的本性,更是学生们在机器人活动中表现出的天性。哥伦布因好奇发现了新大陆,牛顿因好奇发明了万有引力定律,达尔文因好奇创立了生物进化论,陈景润因好奇揭开了哥德巴赫猜想之谜。一方面教师不失时机地为学生提供探索机器人知识的学习环境,提出一些既使学生感到自己有能力解决而又需要动脑筋积极探究才能解决的问题,并巧妙引导学生去发现和寻找问题的答案,充分尊重学生的“发现”,理解学生的“未发现”。使学生获得成功的喜悦,点燃创新的火花。另一方面,教师还应积极鼓励学生提问。爱因斯坦说过:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。”我记得有人说过这样一番有趣的话:大学生就是能全面地分析回答导师的问题;研究生是在导师指导下去研究和解决问题;博士生是在导师指导下去发现和解决问题,;博士后则是自己去发现问题并解决问题。不知道这种说法是否科学,但它却说明提出问题是何等的重要。在机器人活动中一个好的问题的提出其实就潜伏着一个好的创意马上就要出现。所以,在机器人在学习过程及任务的研讨过程中,应鼓励那些发现问题,能提出有价值问题的学生不断发现问题,并积极探讨解决的方案。这样,你的机器人辅导就不怕没好课题研究了!自然,机器人创意的优秀项目也就诞生了。
3、让学生在挫折中成长。
在机器人这个项目的辅导中,我极力倡导挫折教育法。我们应该学习母狮子教育法;即选择合适的山涧,把小狮子踢下去,让它自己爬上来,然后逐步选择越来越深的山涧,这样反复进行。小狮子不断被踢下去,自己又不断爬上来。当然,小狮子的能力也就越来越强了。在机器人辅导中这种母狮子教育法不妨一试。这样,学生会在这种类似残酷的教育中,学会自己解决问题,学会正确对待挫折。不然,學生在比赛时,遇到突发问题,就没有解决方案了,就措手不及,甚至泄气失去斗志了。因为,机器人竞赛时的可变因素太多了,别说临时改变场地及相关规则,就是光线的细微变化也会影响到整体成绩的巨大变化!只有平时让学生充分体会挫折,在挫折中健康成长,在大赛中学生才会不慌不忙,从容应对赛场上发生的各种变化。 4、让学生在竞争中成长。
现在社会竞争无时不存在,无处不存在。在机器人的辅导中应让学生正确认识竞争,主动适应竞争,并在竞争中激发潜力,让学生以最佳状态进入到机器人的创意活动中去。要把握好此点,首先教师应正确引导学生各自的好胜心,激励思维,好胜心人皆有之,只在教师善于引导。其次,在条件允许的情况下,应该多招一些优秀的机器人活动选手,然后把他们分成不同的几个大体水平相当平行的组,让他们在平时活动中有意无意地相互竞争,在内部竞争中选拔优胜者,然后将优胜者重新组队,让其进行更难的挑战,并在这部分人中经竞争筛选出参赛的代表队。这样,就不怕优秀的选手不出来了,更不用担心这样的选手没竞争力了。
5、早作準备,避免临陈磨枪。
智能机器人竞赛极具挑战性,许多该项目的优胜学校均有相当的积累,单靠突击很难取胜!若是平时不准备、不训练,每到竞赛前再临阵磨枪,这样往往是老师累死累活的教,学生竞赛却碰运气,很难有稳定的成绩。所以越早作准备越好!
6、聘请机器人顾问团。
机器人项目是一个高科技的综合学科,包括数学、物理、生物、地理、工艺、语言等学科知识,广泛涉及人工智能、计算机视觉、自动控制、精密仪器,传感和信息等一系列专业研究。所以单靠一个人的能力是不能将其搞得红红火火的,有必要听取来自专家的建议。机械工程、电子技术、计算机技术、自动化控制等方面的专家都是你可聘请的顾问团成员。当然,最好还能请一个有实践经验的机器人辅导前辈为你出谋划策。
7、热爱学生,热爱机器人事业。
学生是机器人活动的主体,教师没理由不热爱学生。“爱”可以感动学生,可以让学生以十倍于常的精力投入到机器人的创新活动中去。我长期和学生同吃同住,既当学生思品上的班主任教师,又当技术教练,还充当关心生活琐事的父母长辈全方位的关心、爱护着机器人活动组的学生们。在赴欧洲参加青少年机器人世界杯期间,为让学生们休息好,尽快调整时差,适应当地环境,我除了负责技术指导,更是充当了负责琐事安排的后勤部长,吃、喝、住、行样样得安排好。赛前,机器人设备检查。赛后器材清理,累得我真够呛!而在竞赛结束后,学生们观光,领略美丽的异域风光时,我则给他们看行李、拍照片。这种“爱生”师生情促成了优异成绩的取得!
愿此文能引起抛砖引玉之效,将机器人这个21世纪的前沿学科渗透到校园科技教育的广阔天地中去。
那么,如何在校园科技教育中组织好青少年的机器人活动呢?
一、首先,应让学校领导充分认识机器人活动的重要性和必要性,力争早点投资该项目。
素质教育是现代教育的主旋律,故对学生的素质教育显得主关重要,而我们所说的素质不是仅仅指灌输的知识,而是潜移默化的能力。学生良好的整体素质已超越了学习好了就好的意义,它还包含着对能力的要求,如学以致用的能力,适应社会的能力和面对未来的挑战能力,不断创新的能力……机器人活动旨在启发学生无穷的想象力和创造力,充分调动学生运用所学的各种知识和技能,并使整个学习过程充满刺激或挑战性,能让学生体验挑战能力极限后的无比的自豪和愉快,而这些都是一个成功者不可缺少的品质。机器人活动则正是提供了这样的一种机会,可以让学生亲身参与到活动中去,并在教师的指导下,综合运用所学的知识,通过观察,探索机器人模型搭建,程序编写,分析解决一定的问题,培养学生动手、动脑的能力,体验挑战困难,获得成功的快乐,培养学生的自信心与创造力。
青少年机器人活动能让学生在循序渐进的学习中,从简单的机械、能源、建筑工程到智能化的机器人,从基础的按图拼装到任意发挥想象自由组合,通过计算机写程序,使用各种传感器,使各种元器件及构件变成可以响应外界条件变化的自动控制系统。机器人的搭建要求每一个组件的设计和制造都达到极其精确。所以,在教学课堂上,学生的整个构思,设计和开发过程俨然是实际工作和真实生活中的体验。机器人是一种多学科融合的学科,它涉及数学、物理、生物、地理、工艺、语言等多种学科的内容,能使学生的综合知识增强。同时,机器人活动能最大限度的将想象和创造空间留给学生,对于同一问题,学生可寻求多种独特的解决方案,激发学生的学习欲望,培养其学习兴趣,并形成良好的学习习惯,培养创新的意识,能让学生在游戏中掌握深奥的科技知识,使学习不再枯燥。有了这么多的好处,并且又能体现学校先进的教育理念,还有什么理由不早点投资该项目呢?
二、学校投资了,教学设备有了,就得真抓实干,而我认为要搞好机器人活动并有所收获则应把握以下几点:
1、用好教学形式。
在机器人活动的辅导中应真心实意,实施民主式、开放式,交融式和探究式教学。“师道尊严”、“唯师独尊”的时代早已过去,在机器人这样一个高科技项目的教学中,这种局面更不存在,就是一位大学的机器人教授在创新意识较强的中学生面前也不可能做到“唯师独尊”!因此,在机器人教学活动中建立民主、平等、和谐的师生关系便显得极其重要。教师不仅要热情地对学生的幼稚和天真加以呵护,还要真诚地对学生的偏差和错误加以点拨或矫正,真心真意地善待学生,与学生共同探讨,在充分尊重学生的个性特征的基础上,让学生在与教师的探讨中认识自身的不足,切忌态度蛮横,方法简单,处理草率;切忌冷嘲热讽,横加责难;更切忌干人一面,不尊重学生的个性。教师自身要做到和蔼可亲,平易近人,谦逊豁达,以理服人,以德服人,以才服人,切不可孤芳自赏,自以为是,甚至刚愎自用,认为是高科技项目便不可一世。教师一定要放下架子,虚心向学生学习,同学生相互交流,某些良好的机器人创意项目其实就来自学生,故教师万不可高傲自大。只有这样才能更好地融洽师生关系,让学生无拘无束,轻松愉快,充分发挥学生创新思维的主动积极性,让学生自由自在地思维,充分体现学生认识理解事物的个性,让学生主动地去开启机器人创新之门。
2、呵护好好奇心。
好奇心是兴趣的典型表现,是人主动探索知识的一种心理倾向,它使人富有追根求源的精神品质。好奇是人的本性,更是学生们在机器人活动中表现出的天性。哥伦布因好奇发现了新大陆,牛顿因好奇发明了万有引力定律,达尔文因好奇创立了生物进化论,陈景润因好奇揭开了哥德巴赫猜想之谜。一方面教师不失时机地为学生提供探索机器人知识的学习环境,提出一些既使学生感到自己有能力解决而又需要动脑筋积极探究才能解决的问题,并巧妙引导学生去发现和寻找问题的答案,充分尊重学生的“发现”,理解学生的“未发现”。使学生获得成功的喜悦,点燃创新的火花。另一方面,教师还应积极鼓励学生提问。爱因斯坦说过:“提出一个问题,往往比解决一个问题更重要。”我记得有人说过这样一番有趣的话:大学生就是能全面地分析回答导师的问题;研究生是在导师指导下去研究和解决问题;博士生是在导师指导下去发现和解决问题,;博士后则是自己去发现问题并解决问题。不知道这种说法是否科学,但它却说明提出问题是何等的重要。在机器人活动中一个好的问题的提出其实就潜伏着一个好的创意马上就要出现。所以,在机器人在学习过程及任务的研讨过程中,应鼓励那些发现问题,能提出有价值问题的学生不断发现问题,并积极探讨解决的方案。这样,你的机器人辅导就不怕没好课题研究了!自然,机器人创意的优秀项目也就诞生了。
3、让学生在挫折中成长。
在机器人这个项目的辅导中,我极力倡导挫折教育法。我们应该学习母狮子教育法;即选择合适的山涧,把小狮子踢下去,让它自己爬上来,然后逐步选择越来越深的山涧,这样反复进行。小狮子不断被踢下去,自己又不断爬上来。当然,小狮子的能力也就越来越强了。在机器人辅导中这种母狮子教育法不妨一试。这样,学生会在这种类似残酷的教育中,学会自己解决问题,学会正确对待挫折。不然,學生在比赛时,遇到突发问题,就没有解决方案了,就措手不及,甚至泄气失去斗志了。因为,机器人竞赛时的可变因素太多了,别说临时改变场地及相关规则,就是光线的细微变化也会影响到整体成绩的巨大变化!只有平时让学生充分体会挫折,在挫折中健康成长,在大赛中学生才会不慌不忙,从容应对赛场上发生的各种变化。 4、让学生在竞争中成长。
现在社会竞争无时不存在,无处不存在。在机器人的辅导中应让学生正确认识竞争,主动适应竞争,并在竞争中激发潜力,让学生以最佳状态进入到机器人的创意活动中去。要把握好此点,首先教师应正确引导学生各自的好胜心,激励思维,好胜心人皆有之,只在教师善于引导。其次,在条件允许的情况下,应该多招一些优秀的机器人活动选手,然后把他们分成不同的几个大体水平相当平行的组,让他们在平时活动中有意无意地相互竞争,在内部竞争中选拔优胜者,然后将优胜者重新组队,让其进行更难的挑战,并在这部分人中经竞争筛选出参赛的代表队。这样,就不怕优秀的选手不出来了,更不用担心这样的选手没竞争力了。
5、早作準备,避免临陈磨枪。
智能机器人竞赛极具挑战性,许多该项目的优胜学校均有相当的积累,单靠突击很难取胜!若是平时不准备、不训练,每到竞赛前再临阵磨枪,这样往往是老师累死累活的教,学生竞赛却碰运气,很难有稳定的成绩。所以越早作准备越好!
6、聘请机器人顾问团。
机器人项目是一个高科技的综合学科,包括数学、物理、生物、地理、工艺、语言等学科知识,广泛涉及人工智能、计算机视觉、自动控制、精密仪器,传感和信息等一系列专业研究。所以单靠一个人的能力是不能将其搞得红红火火的,有必要听取来自专家的建议。机械工程、电子技术、计算机技术、自动化控制等方面的专家都是你可聘请的顾问团成员。当然,最好还能请一个有实践经验的机器人辅导前辈为你出谋划策。
7、热爱学生,热爱机器人事业。
学生是机器人活动的主体,教师没理由不热爱学生。“爱”可以感动学生,可以让学生以十倍于常的精力投入到机器人的创新活动中去。我长期和学生同吃同住,既当学生思品上的班主任教师,又当技术教练,还充当关心生活琐事的父母长辈全方位的关心、爱护着机器人活动组的学生们。在赴欧洲参加青少年机器人世界杯期间,为让学生们休息好,尽快调整时差,适应当地环境,我除了负责技术指导,更是充当了负责琐事安排的后勤部长,吃、喝、住、行样样得安排好。赛前,机器人设备检查。赛后器材清理,累得我真够呛!而在竞赛结束后,学生们观光,领略美丽的异域风光时,我则给他们看行李、拍照片。这种“爱生”师生情促成了优异成绩的取得!
愿此文能引起抛砖引玉之效,将机器人这个21世纪的前沿学科渗透到校园科技教育的广阔天地中去。