中小学机器人社团活动育人价值探讨

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  随着国家对机器人教育的关注和投入,机器人已经广泛走进了中小学教学活动。作为信息技术教学的一部分,机器人教育给中小学教学活动增添了新的生机与活力。社团是当前中小学机器人教学的主要形式,其带领学生走进机器人的世界,学习机器人知识,关注科技发展,进而启发学生把握当下,畅想未来。
  机器人社团能够帮助学生提高对机器人整体的认知
  机器人社团为学生提供了走近机器人的契机,让机器人不再那么神秘。在机器人社团中,学生可以学习机器人的基础知识,动手设计、搭建、计算、编程、调试、运行机器人,并逐步体验不同机器人的应用环境,认识机器人的社会价值和机器人文化,了解当今机器人的发展状况等。例如,在完成灾难救援、太空探索等主题项目时,学生认识到机器人在扩展人类能力方面的意义和作用,开始有目的地去收集资料,了解机器人的相关知识,思考机器人发展的途径和方向;在了解工业机器人时,学生在感叹机器人把人类从繁重的劳动中解放出来的同时,开始思考人与机器人的共存问题等。
  机器人社团活动能够激发学生求知的欲望
  机器人是高科技的代表,是对现有科技的展现和未来科技的展望。很多学生都是怀着对机器人的好奇加入社团的,正是这样的好奇带给了学生探索知识的动力,激发其求知欲。另外,机器人社团边学习边实践的学习方式能更好地激发学生的学习热情,随着实践活动的逐步深入,学生的学习兴趣会愈加浓厚,甚至会主动学习相关联的知识。例如,有的学生在加入机器人社团后,对传感器产生了浓厚的兴趣,开始收集各类传感器,并自行搭建实验环境进行测试。为了掌握不同传感器的特性,学生主动学习物理、化学和生物的相关知识,激起了求知的渴望;有的学生在编写程序时,不断对算法进行优化,尝试修改数学模型构建算法,这就要求学生对数学知识进行深入学习,从而激发了学生学习基础学科知识的欲望。
  机器人社团活动能够激励学生丰富人文知识
  有些项目的任务需要学生对涉及的历史和文化知识进行梳理和研究,以便更好地把握任务活动的各个环节,这样的要求能促使学生学习历史人文知识,增加学生思考问题的深度。例如,在“古印欧人大迁徙”任务中,学生对古印欧人的历史产生了浓厚的兴趣,开始主动搜索资料,了解古印欧人的起源、种族分类、生活环境、文化和技术,进而分析古印欧人的迁徙原因,研究古印欧人的迁徙路线,探索古印欧人在现代的分布及后裔种族等;有的学生在历史课中了解到指南車,对其产生了兴趣,构想搭建指南车,并由此开始进一步了解指南车的历史,及其应用环境和效果,分析古人是如何制作指南车的,然后自己动手设计、制作指南车,最后把自己制作的指南车与古人的制作进行对比,总结自己的制作心得。学生在活动项目中从历史到现在,再从现在到历史,锻炼了自己的技能,熏染了人文历史知识,提升了自身的人文素养。
  机器人社团活动能够促进基础学科知识的学习
  机器人是多学科融合的产物,涉及数学、物理、计算机科学、化学、生物等学科。在机器人社团活动中,很多学生对机器人先是好奇,然后是了解机器人的相关知识,再对机器人进行深入研究,进而对各类学科知识产生了一定的需求,即需要对基础学科知识进行归纳和研究。例如,在解决弹射问题时,学生利用数学、物理知识研究弹射轨迹问题,分析橡皮筋和弹簧哪个是最佳弹射动力,利用函数、力学知识,计算出最佳角度和力度;在对马达的测算中会用到物理中的电磁学知识,探索马达的运行原理,及其运行中可能会出现的各种问题,从而更好地纠正马达运行中出现的偏差;学生在编写程序代码时,自行设计算法,反复编写、调试代码,在测试过程中去发现问题,优化算法,找到更优的问题解决方案等。
  机器人社团活动有利于学生的思维能力发展
  机器人社团活动是开放的,学生可以利用不同角度、不同思维看待和处理问题,拓宽了思维能力的发展空间。在方案设计的过程中,学生的逻辑思维得到锻炼;在设计程序的过程中,学生的计算思维逐步增强;在实践成功与失败反复的交替中,学生科学思维得到淬炼;在不断修改设计方案过程中,学生创新思维不断地被启迪。例如,在机器人的搭建中,学生通过观察和分析机械结构,考虑各种配件在组装中的作用和效果,锻炼和扩展了空间想象力等。
  机器人社团活动有益于学生的心理健康发展
  在机器人社团活动中,要想很好地完成一项任务,需要学生互动与合作、分享与交流,共同探索解决问题的方法。这样的过程促使学生学会接纳与包容,为学生人际互动能力的提升提供了很好的活动载体。同时,学生通过自主完成各种项目任务,感受成功的乐趣,生命韧性和自我成就感会得到有效提升,进而增强了自信,能够有信心和勇气面对学习、生活中的各种挑战。例如,在VEX机器人工程挑战项目中,团队有分工、交流和协作,训练中队员们会针对各类问题不断地进行交流和探讨,有不同意见的争论,有达成共识的喜悦,比赛中既要与队友配合,还要与对手配合。在此过程中,学生的人际交往能力得到提高,学生变得更加包容,更乐于交流,既能体会到团队合作的精神,又能感悟到竞技比赛带来的心智成长,增强了心理归属感,促进了心理健康成长。
  中小学机器人社团的开展虽然还有技术、资源等方面的不足,但为学生提供了开放的学习环境,可以激发学生的创新动机,促进其思维发展,为日后机器人的普及奠定了良好的基础。
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