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从2008年,我校开启了抚顺二中机器人教育活动之路。但由于没有专职机器人教师,兼职的教师没时间系统为学生上机器人课,微课程却为学生的自主学习、独立学习创造了极其方便的条件。设计机器人微课程,配合机器人实践室的开放使用,为抚顺二中机器人教育注入了新的生机与活力。
我们从机器人实践室入手,配以充足的电脑与器材,尝试将机器人课程微课化。根据我校机器人社团活动实际需求结合全国青少年机器人竞赛方向,利用一切可能的时间,创作一系列“式机器人微课程”,引导学生自主探究学习机器人知识,积极参与机器人项目活动,并随时操作实践。机器人微课程的创作流程及其在教学中的应用策略研究如下。
一、机器人微课程的设计思路
机器人微课程的实施初步解决学生的学习愿望,围绕机器人活动课程的主题内容和学生提出来的具体问题,我们陆续开发创作一系列机器人微课,并配上相关的练习和辅助材料,引导学生在课内或课外自主地学习机器人知识,参与机器人项目活动。
机器人微课程的宗旨是“以生为本、导学导练”,在机器人基本课程体系的基础上,从活动教学与竞赛教学相结合的目标出发,利用生动有趣的任务情境,引导学生针对分解的竞赛任务开展分析;借助竞赛任务单开展独立自主的机器人相关知识学习;通过微视频的讲解示范解决学习重难点,控制学习活动流程;使用分解的竞赛任务练习进行学习效果的检测。从而将“任务—分析—学习—操作—反馈”等一系列教学活动有机结合起来,形成一个自学自练教师指导的机器人活动教学体系。机器人微课程重在引导学生自主探究学习,引导学生个性化创作,引导学生针对竞赛任务发现问题、分析问题、寻求解决问题的最佳方案。
二、机器人微课程的内容结构
机器人微课程的内容应遵循学生的年龄特点与学习习惯,每个微课中一般都包括竞赛任务、问题分析、实例应用、拓展练习、归纳总结五个环节,引导学生自主学习,自主实战训练。
1.竞赛任务
由竞赛任务提设对应的知识点,采用任务驱动教学法去学习机器人知识点,为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境,围绕任务展开机器人学习,提升学习兴趣,同时也方便任务的完成效果检验和总结学习过程。
2.问题分析
此环节是微课的重点,是利用已有知识系统,学习新知识,综合解决问题的关键点。在机器人微课中,需要在此环节将实际任务问题转化为逻辑问题,将操作顺序转化为流程图方便学生理解,为之后的实际操作奠定理论基础。
3.实例应用
为学习者展示问题的一般解决思路。在机器人微课中,此环节可能包含机器人结构构建、编写程序、调试修改过程、机器人运行效果等部分中的一个或几个。
4.扩展练习
针对某些知识点,为学生提供相关的练习,方便学生对学习成果和所完成的任务进行自我检验与评价。
5.归纳总结
通过课堂小结将新旧知识点进行串联,形成知识体系,为学习者将课时知识转化为内在能力提供基础。教师也可以提出知识点在实际生活中的应用形式与方法,扩展知识面,真正体现机器人课程知识价值。
三、机器人微课程的创作要点
创作机器人微课程,教师除了要把握好整体设计思路,统一规划、精选内容之外,还要考虑教学载体、发布平台、制作方式和配套资源等因素。
1.选择适当的教学载体
采用实体机器人与虚拟机器人相结合。实体机器人直观可见,学生在机器人的搭建、编程、调试、运行过程中,更能真切地体验到成功,在微课中应该尽量选择具有代表性的机器人类型。
2.平台发布形式多样化
机器人微课也是一种支持学生翻转学习、混合学习、移动学习、碎片化学习的资源,因而在网络中才能发挥最大的作用。为了便于学习任务单等配套材料的发布,我校采用现有成熟的“抚顺市第二中学教学视频应用平台”进行发布,同时可支持PC端和移动端的流媒体学习,既方便了发布者与学习者,又便于学习者之间的多方交互,后期还要考虑扩展微信平台功能,让师生访问与交流更加便捷。
3.逐渐积累和准备出丰富的配套资源
为发挥微课程资源的最大效用,教师除了制作相关的教学视频外,还要为其提供配套资源,如使用说明、竞赛视频、实用机器人资料、机器人传感器资料、练习等。各级种类竞赛视频、实用机器人资料、机器人传感器资料是为开拓学生机器人视野,练习是为了让学生自我检测。
4.多种制作方式和技巧相配合
基于机器人项目活动的特殊性和综合性,一般机器人微课都需要将录屏式和录像式相结合。部分为了将难点解释得更直观与清晰,也可能用到软件式。
四、机器人微课程的应用策略
1.机器人活动课堂中的分层学习
鉴于机器人项目活动的实践操作性,学生的知识基础与操作经验差异较大,因此,我们将开发机器人设计、搭建与编程系列微课程并在机器人教育教学活动中应用。基础薄弱的学生跟着视频完成基本任务,学习能力较强的学生通过完成竞赛任务来达到提高与巩固,分层学习,各有所得。
2.社团活动中的兴趣学习
机器人社团活动的主要目的是让学生的智能机器人兴趣有所发展,因此,可以利用机器人微课程内容的广泛性,让学生对机器人项目的各类相关信息进行涉猎,拓展学生的知识面,提高学生对机器人项目的兴趣。
3.竞赛准备中的拓展学习
机器人竞赛活动形式多样、项目各异,在一个活动中也经常各有分工。无论是搭建、编程,还是机器人任务的规划设计,都应该由学生根据自己的拓展方向有针对性地进行选择学习。
4.课余时间的个性化学习
我们抚顺二中教学压力大,机器人活动课时间非常紧张,对机器人感兴趣的同学又很多,所以利用课余时间学习的需求就变得非常大,做好系列机器人微课程,为学生的课余时间个性化学习创造了可能。而且学生可方便地根据自己的基础和能力层度自主选择不同级别微课进行学习,以节约活动课中宝贵的实践时间。
机器人微课程拓宽了我校机器人教育活动学习的途径,有效缓解无专职教学人员、解决机器人活动课时间的限制,使得教与学从课内延续到课外、从学校延伸到家庭。机器人微课程也触发了我们对微课程的进一步探索与实践,创作出主题丰富的机器人微课程,给学生提供更多更好的学习资源。
我们从机器人实践室入手,配以充足的电脑与器材,尝试将机器人课程微课化。根据我校机器人社团活动实际需求结合全国青少年机器人竞赛方向,利用一切可能的时间,创作一系列“式机器人微课程”,引导学生自主探究学习机器人知识,积极参与机器人项目活动,并随时操作实践。机器人微课程的创作流程及其在教学中的应用策略研究如下。
一、机器人微课程的设计思路
机器人微课程的实施初步解决学生的学习愿望,围绕机器人活动课程的主题内容和学生提出来的具体问题,我们陆续开发创作一系列机器人微课,并配上相关的练习和辅助材料,引导学生在课内或课外自主地学习机器人知识,参与机器人项目活动。
机器人微课程的宗旨是“以生为本、导学导练”,在机器人基本课程体系的基础上,从活动教学与竞赛教学相结合的目标出发,利用生动有趣的任务情境,引导学生针对分解的竞赛任务开展分析;借助竞赛任务单开展独立自主的机器人相关知识学习;通过微视频的讲解示范解决学习重难点,控制学习活动流程;使用分解的竞赛任务练习进行学习效果的检测。从而将“任务—分析—学习—操作—反馈”等一系列教学活动有机结合起来,形成一个自学自练教师指导的机器人活动教学体系。机器人微课程重在引导学生自主探究学习,引导学生个性化创作,引导学生针对竞赛任务发现问题、分析问题、寻求解决问题的最佳方案。
二、机器人微课程的内容结构
机器人微课程的内容应遵循学生的年龄特点与学习习惯,每个微课中一般都包括竞赛任务、问题分析、实例应用、拓展练习、归纳总结五个环节,引导学生自主学习,自主实战训练。
1.竞赛任务
由竞赛任务提设对应的知识点,采用任务驱动教学法去学习机器人知识点,为学生提供体验实践的情境和感悟问题的情境,围绕任务展开机器人学习,提升学习兴趣,同时也方便任务的完成效果检验和总结学习过程。
2.问题分析
此环节是微课的重点,是利用已有知识系统,学习新知识,综合解决问题的关键点。在机器人微课中,需要在此环节将实际任务问题转化为逻辑问题,将操作顺序转化为流程图方便学生理解,为之后的实际操作奠定理论基础。
3.实例应用
为学习者展示问题的一般解决思路。在机器人微课中,此环节可能包含机器人结构构建、编写程序、调试修改过程、机器人运行效果等部分中的一个或几个。
4.扩展练习
针对某些知识点,为学生提供相关的练习,方便学生对学习成果和所完成的任务进行自我检验与评价。
5.归纳总结
通过课堂小结将新旧知识点进行串联,形成知识体系,为学习者将课时知识转化为内在能力提供基础。教师也可以提出知识点在实际生活中的应用形式与方法,扩展知识面,真正体现机器人课程知识价值。
三、机器人微课程的创作要点
创作机器人微课程,教师除了要把握好整体设计思路,统一规划、精选内容之外,还要考虑教学载体、发布平台、制作方式和配套资源等因素。
1.选择适当的教学载体
采用实体机器人与虚拟机器人相结合。实体机器人直观可见,学生在机器人的搭建、编程、调试、运行过程中,更能真切地体验到成功,在微课中应该尽量选择具有代表性的机器人类型。
2.平台发布形式多样化
机器人微课也是一种支持学生翻转学习、混合学习、移动学习、碎片化学习的资源,因而在网络中才能发挥最大的作用。为了便于学习任务单等配套材料的发布,我校采用现有成熟的“抚顺市第二中学教学视频应用平台”进行发布,同时可支持PC端和移动端的流媒体学习,既方便了发布者与学习者,又便于学习者之间的多方交互,后期还要考虑扩展微信平台功能,让师生访问与交流更加便捷。
3.逐渐积累和准备出丰富的配套资源
为发挥微课程资源的最大效用,教师除了制作相关的教学视频外,还要为其提供配套资源,如使用说明、竞赛视频、实用机器人资料、机器人传感器资料、练习等。各级种类竞赛视频、实用机器人资料、机器人传感器资料是为开拓学生机器人视野,练习是为了让学生自我检测。
4.多种制作方式和技巧相配合
基于机器人项目活动的特殊性和综合性,一般机器人微课都需要将录屏式和录像式相结合。部分为了将难点解释得更直观与清晰,也可能用到软件式。
四、机器人微课程的应用策略
1.机器人活动课堂中的分层学习
鉴于机器人项目活动的实践操作性,学生的知识基础与操作经验差异较大,因此,我们将开发机器人设计、搭建与编程系列微课程并在机器人教育教学活动中应用。基础薄弱的学生跟着视频完成基本任务,学习能力较强的学生通过完成竞赛任务来达到提高与巩固,分层学习,各有所得。
2.社团活动中的兴趣学习
机器人社团活动的主要目的是让学生的智能机器人兴趣有所发展,因此,可以利用机器人微课程内容的广泛性,让学生对机器人项目的各类相关信息进行涉猎,拓展学生的知识面,提高学生对机器人项目的兴趣。
3.竞赛准备中的拓展学习
机器人竞赛活动形式多样、项目各异,在一个活动中也经常各有分工。无论是搭建、编程,还是机器人任务的规划设计,都应该由学生根据自己的拓展方向有针对性地进行选择学习。
4.课余时间的个性化学习
我们抚顺二中教学压力大,机器人活动课时间非常紧张,对机器人感兴趣的同学又很多,所以利用课余时间学习的需求就变得非常大,做好系列机器人微课程,为学生的课余时间个性化学习创造了可能。而且学生可方便地根据自己的基础和能力层度自主选择不同级别微课进行学习,以节约活动课中宝贵的实践时间。
机器人微课程拓宽了我校机器人教育活动学习的途径,有效缓解无专职教学人员、解决机器人活动课时间的限制,使得教与学从课内延续到课外、从学校延伸到家庭。机器人微课程也触发了我们对微课程的进一步探索与实践,创作出主题丰富的机器人微课程,给学生提供更多更好的学习资源。