论文部分内容阅读
【摘要】依托机器人实验室，在机器人学科教学中以项目为主线、以学为中心组织学生开展合作学习，提高合作能力、问题解决能力、实践创新能力，践行stem教育理念，培養具有stem素养的复合型的人才。
【关键词】stem教育理念 机器人教学
【中图分类号】G62 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）31-0001-01
Stem教育理念是在2007年美国发布的《创新美国：拟定科学、技术、工程与数学议程》共同纲领中首次被提出，旨在将原本分散的科学、技术、工程、数学四口课程集合成一个新的整体。这不是简单的课程组合，而是将学生学习到的零碎知识和机械工程转变成一个探究世界相互关联的过程，强调学生在学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升。机器人融合了机械、电子、自动化、材料、计算机技术等各个方面的学科知识。在机器人课堂上，学生要开发完成一个机器人作品需要同学之间的相互合作、共同学习，综合运用各个学科的知识设计和开发智能。这与stem教育强调的综合运用知识解决问题的理念不谋而合。
我们在依托省机器人实验室开展的机器人教学改变传统的教学模式，以学为中心，采取小组合作项目式学习的方式践行stem教育理念，培养学生的全面素质。
一、以学为中心开展合作学习
以学为中心，就是以学生的学为主，老师的教为辅，对于机器人这样难度的学科来说，我们需要合理组建合作学习小组，明确每一位小组成员的责任与要求再加上老师的及时指导和适时评价，有效开展合作学习。
1.合理搭配明确分工开展合作学习
为了保证合作学习的有效开展，遵循“组内异质，组间同质”的原则进行分组。明确分工，根据每个成员的个性，小组长明确每个同学的职责和要求，如让积极好动学生担任小组统计员，学会倾听别人的发言；让不善其辞的学生担任发言人以提高其语言表达能力，等等。让小组真正成为合作的小组。并且在评价反馈中，由个人表现和小组综合表现来共同决定一个学生的成绩，激发合作精神。
2.教师及时指导保证学习效果
组长的组织协调和小组成员的默契，从根本上保证了学习活动的健康开展，但是教师的及时指导、适时评价更是学习活动有效开展的保障。老师提供评价的角度和标准，这样学生就会明白自己应该朝哪个方向去学习。还有要对参与不够积极合作态度不够友好，不虚心听取他人意见的学生给予积极引导，保证合作互助学习的良好开展。
二、跨学科整合创设项目，解决实际问题
Stem教育注重与现实世界的联系，注重学生的学习过程，所以我们在机器人教学采取“项目教学法”，打破学科界限，将生活中的实际问题，跨学科整合出项目，让学生动手完成他们感兴趣的生活中的相关项目。在老师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价，都由学生自己负责，学生通过该项目的进行，了解并把握整个过程及每一個环节中的基本要求。“项目教学法”最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，注重理论与实践相结合。
1.依托教材，创设项目，引导学生学习机器人基础知识
要想利用机器人解决问题，必须要先学会编程，学会控制机器人，学会书本上最基础的知识，所以先将教材中所包含的机器人组装编程的基础内容，创设出一些项目，如可爱的小鹿（机器人组装行走），色迷迷的小白（机器人眨眼睛）、爱唱歌的孩子（机器人发声音）乖巧的机器人（壁障寻线），快乐计数器（屏幕报数）等，每一小组通过自学书本，参考书本编程方法，理解编程语言，学会解决问题。在学习的过程中，老师组织各小组进行讨论，解决一些重难点的问题，各组交流心得。比如机器人眨眼睛的左右眼时间等待如何确立；比如寻线时灰度值的取值方法；比如唱歌时如何设置曲调；再如变量的含义的理解等，这些疑难的关键的问题，需要在老师的引导下，小组合作完成。
2.结合生活，思考项目，解决实际问题
在掌握了机器人的基本操作和编程方法后，由老师和同学根据实际来创设项目，或者互相来出题目让别的小组来完成，我们称之为快乐PK，更好的巩固学习成果，解决实际问题。如有一个小组出了一道机器人邮递员的题目，模拟邮递员送快递的过程，一路上经过4个路口，一条河；比如机器人陪护，照顾小孩，要求听到声音就前后移动，并且播放音乐，吸引小朋友；比如机器人清洁工，发现地面的垃圾，把它清扫；比如机器人消防员，发现火点，灭火；再如机器人护士，运送伤员；等等这些都是学生根据实际的生活中所碰到的问题，创设的项目，理论与实践结合。（以下是我们曾经做过的一些项目）
3.视频录制，分享快乐
当同学们完成某一个项目时，我都会鼓励他们将设计的过程和最后的效果通过文字和照片以及视频的形式保存下来，与其他小组的同学分享也和学校的其他同学分享，当自己的学习成果能够在数字校园中呈现、在电子屏上出现，供其他同学学习，那是多么快乐的一件事。
三、合理评价，渗透stem教育理念
stem教学要求在学习的过程以学生为中心，更要求教师在学生活动的过程中要适时的指导，及时的组织评价，让学习活动按照合理有序的方向进行，提高效率。以教师评价、自评、互评结合，过程性与总结性评价搭配，在评价中渗透stem教育理念，引导学生养成良好的学习习惯、思考习惯、发展创新思维。比如老师在学生完成某个项目的学习任务后，根据项目要求提出设计要求，在规定时间内完成；学生针对自身与其他成员参与学习活动的态度、合作精神、创造精神等方面进行自评，组内进行评价，通过评价进行自我调整，自我完善，提高学生在小组合作学习中的能力和学习效果；老师在学生完成每一个项目后，不光只关注他们的结果，更关注他们在完成过程中是否有创新，是否有自己独到的地方，及时表扬激励。
合作能力、创新精神、解决实际问题这些stem素养的提升并非一朝一夕，相信我们以机器人教学为载体，只要坚持，必将能够让stem之花盛开。梦想一定要有，万一实现了呢？
参考文献：
[1]王小根，张爽. 面向创客教育的中小学机器人教学研究[J].XDIYIS，2016（8）：116.
[2]任光文. 浅谈如何在“五行”教学模式下开展机器人社团活动[J].天津科技，2015（5）：26-27.
[3]杨亚平. 美国、德国与日本中小学 STEM 教育比较研究[S].中小学电教，2003（3）：49-51.
[4]苏冬梅，刘洁晶.机器人课程教学的反思 [J].衡水学院学报，2015（1）.109-111.
【关键词】stem教育理念 机器人教学
【中图分类号】G62 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）31-0001-01
Stem教育理念是在2007年美国发布的《创新美国：拟定科学、技术、工程与数学议程》共同纲领中首次被提出，旨在将原本分散的科学、技术、工程、数学四口课程集合成一个新的整体。这不是简单的课程组合，而是将学生学习到的零碎知识和机械工程转变成一个探究世界相互关联的过程，强调学生在学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升。机器人融合了机械、电子、自动化、材料、计算机技术等各个方面的学科知识。在机器人课堂上，学生要开发完成一个机器人作品需要同学之间的相互合作、共同学习，综合运用各个学科的知识设计和开发智能。这与stem教育强调的综合运用知识解决问题的理念不谋而合。
我们在依托省机器人实验室开展的机器人教学改变传统的教学模式，以学为中心，采取小组合作项目式学习的方式践行stem教育理念，培养学生的全面素质。
一、以学为中心开展合作学习
以学为中心，就是以学生的学为主，老师的教为辅，对于机器人这样难度的学科来说，我们需要合理组建合作学习小组，明确每一位小组成员的责任与要求再加上老师的及时指导和适时评价，有效开展合作学习。
1.合理搭配明确分工开展合作学习
为了保证合作学习的有效开展，遵循“组内异质，组间同质”的原则进行分组。明确分工，根据每个成员的个性，小组长明确每个同学的职责和要求，如让积极好动学生担任小组统计员，学会倾听别人的发言；让不善其辞的学生担任发言人以提高其语言表达能力，等等。让小组真正成为合作的小组。并且在评价反馈中，由个人表现和小组综合表现来共同决定一个学生的成绩，激发合作精神。
2.教师及时指导保证学习效果
组长的组织协调和小组成员的默契，从根本上保证了学习活动的健康开展，但是教师的及时指导、适时评价更是学习活动有效开展的保障。老师提供评价的角度和标准，这样学生就会明白自己应该朝哪个方向去学习。还有要对参与不够积极合作态度不够友好，不虚心听取他人意见的学生给予积极引导，保证合作互助学习的良好开展。
二、跨学科整合创设项目，解决实际问题
Stem教育注重与现实世界的联系，注重学生的学习过程，所以我们在机器人教学采取“项目教学法”，打破学科界限，将生活中的实际问题，跨学科整合出项目，让学生动手完成他们感兴趣的生活中的相关项目。在老师的指导下，将一个相对独立的项目交由学生自己处理，信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价，都由学生自己负责，学生通过该项目的进行，了解并把握整个过程及每一個环节中的基本要求。“项目教学法”最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”，注重理论与实践相结合。
1.依托教材，创设项目，引导学生学习机器人基础知识
要想利用机器人解决问题，必须要先学会编程，学会控制机器人，学会书本上最基础的知识，所以先将教材中所包含的机器人组装编程的基础内容，创设出一些项目，如可爱的小鹿（机器人组装行走），色迷迷的小白（机器人眨眼睛）、爱唱歌的孩子（机器人发声音）乖巧的机器人（壁障寻线），快乐计数器（屏幕报数）等，每一小组通过自学书本，参考书本编程方法，理解编程语言，学会解决问题。在学习的过程中，老师组织各小组进行讨论，解决一些重难点的问题，各组交流心得。比如机器人眨眼睛的左右眼时间等待如何确立；比如寻线时灰度值的取值方法；比如唱歌时如何设置曲调；再如变量的含义的理解等，这些疑难的关键的问题，需要在老师的引导下，小组合作完成。
2.结合生活，思考项目，解决实际问题
在掌握了机器人的基本操作和编程方法后，由老师和同学根据实际来创设项目，或者互相来出题目让别的小组来完成，我们称之为快乐PK，更好的巩固学习成果，解决实际问题。如有一个小组出了一道机器人邮递员的题目，模拟邮递员送快递的过程，一路上经过4个路口，一条河；比如机器人陪护，照顾小孩，要求听到声音就前后移动，并且播放音乐，吸引小朋友；比如机器人清洁工，发现地面的垃圾，把它清扫；比如机器人消防员，发现火点，灭火；再如机器人护士，运送伤员；等等这些都是学生根据实际的生活中所碰到的问题，创设的项目，理论与实践结合。（以下是我们曾经做过的一些项目）
3.视频录制，分享快乐
当同学们完成某一个项目时，我都会鼓励他们将设计的过程和最后的效果通过文字和照片以及视频的形式保存下来，与其他小组的同学分享也和学校的其他同学分享，当自己的学习成果能够在数字校园中呈现、在电子屏上出现，供其他同学学习，那是多么快乐的一件事。
三、合理评价，渗透stem教育理念
stem教学要求在学习的过程以学生为中心，更要求教师在学生活动的过程中要适时的指导，及时的组织评价，让学习活动按照合理有序的方向进行，提高效率。以教师评价、自评、互评结合，过程性与总结性评价搭配，在评价中渗透stem教育理念，引导学生养成良好的学习习惯、思考习惯、发展创新思维。比如老师在学生完成某个项目的学习任务后，根据项目要求提出设计要求，在规定时间内完成；学生针对自身与其他成员参与学习活动的态度、合作精神、创造精神等方面进行自评，组内进行评价，通过评价进行自我调整，自我完善，提高学生在小组合作学习中的能力和学习效果；老师在学生完成每一个项目后，不光只关注他们的结果，更关注他们在完成过程中是否有创新，是否有自己独到的地方，及时表扬激励。
合作能力、创新精神、解决实际问题这些stem素养的提升并非一朝一夕，相信我们以机器人教学为载体，只要坚持，必将能够让stem之花盛开。梦想一定要有，万一实现了呢？
参考文献：
[1]王小根，张爽. 面向创客教育的中小学机器人教学研究[J].XDIYIS，2016（8）：116.
[2]任光文. 浅谈如何在“五行”教学模式下开展机器人社团活动[J].天津科技，2015（5）：26-27.
[3]杨亚平. 美国、德国与日本中小学 STEM 教育比较研究[S].中小学电教，2003（3）：49-51.
[4]苏冬梅，刘洁晶.机器人课程教学的反思 [J].衡水学院学报，2015（1）.109-111.