淺談新課程下簡易機器人制作三維目標的實施

何衛軍

（仁化縣青少年宮，廣東 韶關 512300）

淺談新課程下簡易機器人制作三維目標的實施

何衛軍

（仁化縣青少年宮，廣東 韶關 512300）

文章結合大量教學實踐，針對高中通用技術課程標準內容具有概括性、綜合性，指導意義強的特點，提出適合中學簡易機器人制作課堂教學的具體三維目標及實施建議：知識與技能，要激發學生興趣，貼近現實生活；過程與方法，應優化課堂，因“材”施教，循序漸進；情感態度與價值觀，要注重培養“合理”創新，關注個性發展。三維目標相輔相成、互為融合，期望能更好地指導教學工作。

簡易機器人制作；三維目標；實施

高中通用技術課以提高學生技術素養為主旨，促進學生全面而富有個性地發展，充分凸顯新課改對素質教育的要求。簡易機器人制作為學生提供了更為豐富、更為多樣的技術實踐機會，拓展了學生的技術經歷，提高了學生理論應用于實踐的能力，受到各方面的高度重視。各地區各學校紛紛投入大量人力、物力、財力建設簡易機器人制作實驗室，配置信息化實驗教具和實驗器材。

對比“硬件”環境的優越，在“軟件”教學設計方面還需要教師大膽摸索，特別是針對普通高中通用技術課程標準提出的總體三維目標——知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀，如何具體細化到“簡易機器人制作”選修模塊？如何提出適應本課程的具體三維目標？怎樣實施落實好三維目標？需要認真研究，并在教學實踐中檢驗再提煉，從而更好地指導教學工作。

一、正確理解三維目標

三維目標的理念已提出了較多年，知識與技能解決的是“學什么”的問題，過程與方法解決的是“怎樣學”的問題，情感態度與價值觀解決的是“通過學習對世界觀、人生觀、價值觀再提高”的問題。三者相互融合、相輔相成的關系早已深入人心。

在簡易機器人制作課程教學中，由于傳統學科教學模式過于側重理論知識的教育,而現代教學方式則多強調技能方面的培養，所以在教學實施中教師往往忽視了理論知識學習與動手技能培養的同等重要性，由一個極端滑入另一個極端。因此，正確理解三維目標對本課程教學活動十分必要，要以“知識與技能”為根本，滲透情感態度與價值觀，并充分體現在過程和方法中。

二、三維目標的確定

按照已有普通高中通用技術課選修——簡易機器人制作的課程標準，學生應該知道單片機和機械傳動的基本知識，能設計與制作由單片機和傳動機械等組成的簡易自動控制機器或簡單的自動控制系統。這些內容具有概括性、綜合性，指導意義很強。具體實施還需因地制宜、因材施教。

結合當前學校的教學條件及學生的實驗素養，筆者設計了如下教學內容：單片機的接口、工程創新模塊套件（機械傳動）、VJC程序設計、常用傳感器的使用、自動控制基本思路。讓學生通過學習上面這些基本知識，掌握基本的自動控制系統的設計思路，能夠按照給出的題目結合現有的實驗器材設計出完整的自動控制機器。

由此經過細化，制定了具體的簡易機器人制作三維目標：

知識技能目標：了解簡易機器人基本組成；初步嘗試設計、制作簡易機器人項目，并完成安裝調試；了解自動控制系統設計的一般過程。

過程方法目標：利用演示法、探究法，激發學生求知欲，引導學生進行適度創新；通過講授法、練習法指導學生具有初步的參與技術活動的能力和使用技術及其產品的能力；最后引導學生以小組互助的形式，學習設計試驗思想及獲得終身學習能力。

情感態度目標：培養學生熱愛技術、評價選擇技術、使用技術的意識；培養學生良好的邏輯思維能力、實踐能力及團隊合作能力，提高技術素養；激發學生善于思考、注意觀察生活，勇于實踐的熱情，促進學生全面而富有個性的發展。

三、教學實踐中三維目標的實施

對學生而言“興趣是最好的老師”，激發學生興趣，能使學生的注意力高度集中。在《走進機器人的世界》一章，教材內容不可謂不圖文并茂，學生在學習時卻往往提不起精神。這是因為作為一門正在飛速發展的獨立學科，最新機器人發展的新聞被大量報道，學生早已了然于心。因此要求教師必須利用網絡資源，實時更新相關案例。

例如在學習機器人分類內容時，可向學生展示X-47B無人機（軍用機器人）、“達芬奇”手術機器人（醫用機器人）、“好奇號”火星探測器（空間機器人）、阿西莫（仿人機器人）等相關視頻、圖片，使得學生的視野一下子開闊了，喚醒了學生的求知欲，激發了學生的學習動機。

創設良好的學習情境，純理論學習的內容不宜設置過多，但有時看似枯燥的理論知識又是關鍵點，如何化解這方面的矛盾？

當前中國不僅缺乏高端美術人才，普通民眾的審美能力也處于中低水平。這其中一個重要原因就是我國教育長期以來對創造性培養的缺乏和對美感教育的忽視，這也直接影響到整個民族對于藝術的傳承和發揚。

筆者認為知識點設置應盡量貼近現實生活。例如光敏傳感器知識的學習，書本介紹細致乏味，教師可通過設置“自動門”實驗項目，讓學生親自動手制作一個縮小的自動門模型，與現實生活中利用光線感應人進出的自動門一致，學生在做中學，光敏傳感器的知識自然被學生熟知并掌握。

課堂教學，學生是主體，教師是學生學習的引路人。當學生探究的火把被點燃后，教師就應當隨時關注信息的交流與反饋，關注學生參與的廣度、深度與實際效果；關注學生的學習品質、學習習慣、學習方法與學習態度的養成，注重學習的探究過程，努力使學生掌握學習的好方法。

具體實際教學中，在做好學情分析的基礎上，簡易機器人制作課堂宜采用分組教學法，教師應結合配置的實驗器材開展教學，難度設置循序漸進。

（1）分組教學，角色扮演

將學生3-5人一組，分成若干組。設置三種角色：項目協調人1人、軟件工程師1-2人、硬件工程師1-2人。軟件工程師負責程序設計；硬件工程師負責結構搭接；項目協調人負責軟件、硬件工作的對接，既要懂硬件，又要會軟件，是實驗項目的總負責人，還要負責撰寫技術試驗報告書。每變換一個實驗項目，學生所扮演的角色就須輪換一次。完成全部課程的學習，應保證每名學生都可以扮演三種不同的角色，體驗不同角色的學習樂趣。

這種學習形式，模擬了現實生活中工程項目的開發模式，有利于學生學習的相互促進、溝通交流、團結協作。

（2）根據實驗器材合理設計實驗項目

簡易機器人制作教學過程遵循先硬件后軟件的流程。實踐中需進一步細化，在硬件學習中，先發給學生硬件搭接技術圖和成品彩頁，待學生研究掌握硬件搭接后，從第二個實驗項目開始，只給成品彩頁，不發結構搭接技術圖，逐步養成學生“照貓畫虎”、“舉一反三”的能力。

在軟件學習方面，程序設計對學生來說是一大難點，從程序設計的引入開始就需要及時消除學生的畏難情緒，明確學習本課程的程序設計，主要是掌握編程思想、流程，不需要掌握程序源代碼，因此采用模塊化的編程方式，會畫程序流程圖就可以編程了。由于學生在數學階段普遍學過流程圖，所以從心態上放松了，后面的學習才能有效推進。以筆者教學實踐為例，引入程序設計的方法如表1。

表1 《序列燈》程序設計方法

中學生思維活躍，想法“新、奇、特”，教師應當特別注意合理引導。在學期末，可以安排自由創意項目，讓學生運用所學知識自主制作創意作品。

硬件搭接是學生最愛“出彩”的地方，往往一個作品硬件部分需要大量的額外用料，制作效果也很“壯觀”，但功能實現卻很少，因此教師必須提示學生硬件結構上應先滿足設計功能，然后才是美觀、新穎等。要求學生在創意項目上事先做好“工程預算書”，確定實現功能、設計思想和執行順序，再開始動手操作。

學生容易忽視的往往是軟件部分的創新。其實學生的程序設計思路經常與教師不一致，寫出的程序自然不一樣，但卻能實現功能要求，這類由學生編寫的程序往往執行效率不高。教師不能一味否定，在此環節務必鼓勵稱贊學生的創新意識，可以適當幫助學生分析提示改進程序，絕不能越俎代庖，更不能囫圇吞棗。以筆者的教學實踐經驗來看，那些平時在班里學習成績一般、甚至很差的學生，在編程的思路上新穎獨特、獨具匠心的卻不在少數，課程發掘潛能的作用明顯顯現。

為此，應設置學生走上講臺展示作品這個互動環節。讓學生將創意作品以小組的形式在全班同學及他們的班主任面前進行展示，使班主任參與進課堂，為學生創造與其班主任、同學之間互動交流的機會。實踐中，許多學生反饋在班主任面前樹立了自信，為其今后的學習建立了信心。班主任也從這個環節中發現了許多學生身上的閃光點。

總之，三維目標是一個不可分割的整體，在簡易機器人制作教學中應注意相互融合與協調。只有這樣，才能針對新課程三維目標實施過程中遇到的新問題，找到新方法，才能培養出更多的創新型人才。

[1]中華人民共和國教育部.普通高中技術課程標準(實驗)[M].北京：人民教育出版社,2003.

[2]顧建軍,李藝,董玉琦.普通高中技術課程標準(實驗)解讀[M].武漢:湖北教育出版社,2004.

[3]蔡鐵權.三維目標的課程觀詮釋[J].全球教育展望. 2006(3).

[4]高紅薇.新課程下中學通用技術課三維目標的落實初探[J].教育研究與評論(技術教育版),2010(1).

(編輯：李曉萍)

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：1673-8454（2015）04-0046-03