在機(jī)器人教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

智能機(jī)器人作為一種全新的教學(xué)平臺(tái)開(kāi)始走進(jìn)課堂。不過(guò)，大多數(shù)學(xué)校的機(jī)器人教學(xué)僅僅圍繞比賽而展開(kāi)，由于過(guò)分追求比賽成績(jī)，項(xiàng)目單一，學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣逐漸減弱，思維的開(kāi)放性和創(chuàng)造性沒(méi)有得到充分的體現(xiàn)。我校在機(jī)器人教學(xué)活動(dòng)探索的過(guò)程中，從第二課堂課外小組活動(dòng)到融入課程，從單純?yōu)榱烁?jìng)賽獲獎(jiǎng)、提高學(xué)校聲譽(yù)到激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)展了智能機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)和技能的普及教育，培養(yǎng)和保持了學(xué)生對(duì)機(jī)器人技術(shù)的學(xué)習(xí)興趣。

愛(ài)因斯坦說(shuō)：“興趣是最好的老師” 。小學(xué)階段的孩子，學(xué)習(xí)的主要?jiǎng)恿褪桥d趣，智能機(jī)器人的學(xué)習(xí)也不例外。如果一個(gè)人對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生了興趣，他的認(rèn)識(shí)就會(huì)清晰而明確，思維就會(huì)精細(xì)而敏銳，記憶就會(huì)深刻而持久；反之，則會(huì)抑制學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，導(dǎo)致教學(xué)效率低下。因此，在智能機(jī)器人教學(xué)中，必須培養(yǎng)學(xué)生探求知識(shí)的興趣，才能使學(xué)生愛(ài)動(dòng)、愛(ài)學(xué)，從而達(dá)到教學(xué)的目的。學(xué)習(xí)興趣是學(xué)生基于自己的學(xué)習(xí)需要而表現(xiàn)出來(lái)的一種認(rèn)識(shí)傾向，它在學(xué)生的學(xué)習(xí)中具有重要的作用。所以，機(jī)器人教學(xué)要突出趣味性，無(wú)論是教學(xué)內(nèi)容還是教學(xué)形式都應(yīng)該重視挖掘和體現(xiàn)智能機(jī)器人課程的趣味性，重視培養(yǎng)、激發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們?cè)谟淇斓膶W(xué)習(xí)環(huán)境中自主學(xué)習(xí)。

創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)低年級(jí)學(xué)生的強(qiáng)烈求知欲

教學(xué)效果的好壞與學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣有直接關(guān)系，鄉(xiāng)村學(xué)生初識(shí)智能機(jī)器人，興趣當(dāng)然不小，但如果教學(xué)方法不當(dāng)，興趣就會(huì)在短時(shí)間內(nèi)一落千丈。興趣是學(xué)生探索創(chuàng)造的力量源泉，但興趣是需要激發(fā)和引導(dǎo)的。

兒童心理學(xué)告訴我們，小學(xué)生的形象思維占主導(dǎo)地位，邏輯思維的能力處在萌芽之中。由于生活經(jīng)驗(yàn)和學(xué)習(xí)技能才初步發(fā)展，在小學(xué)直接灌輸智能機(jī)器人的知識(shí)是很困難的。但是，孩子們對(duì)有動(dòng)感、有故事情節(jié)和有強(qiáng)烈色彩的東西很好奇。我利用這個(gè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了與教學(xué)有關(guān)的動(dòng)畫(huà)片，引起了孩子們極大的興趣。在導(dǎo)課中，我將教學(xué)內(nèi)容編制成動(dòng)畫(huà)故事并配上優(yōu)美的音樂(lè)，讓學(xué)生欣賞，等他們沉浸在奇妙的故事和場(chǎng)景中時(shí)，慢慢停下來(lái)告訴他們這些動(dòng)作也都可以用機(jī)器人來(lái)做，以此來(lái)激發(fā)他們的學(xué)習(xí)欲望。再講解機(jī)器人的神奇功能，使學(xué)生產(chǎn)生最初的學(xué)習(xí)興趣。

例如，在學(xué)習(xí)機(jī)器人前進(jìn)和停止編程命令時(shí)，通過(guò)孩子們非常熟悉的龜兔賽跑故事情境，用兩個(gè)機(jī)器人分別代表烏龜和兔子，誰(shuí)跑得快？兔子睡多久才會(huì)被烏龜趕超？孩子們都很積極地投入到熱烈的討論中。教師再加以正確引導(dǎo)后可以簡(jiǎn)單總結(jié)，并請(qǐng)他們討論兔子睡多久才會(huì)被烏龜趕超。再如，學(xué)習(xí)光敏傳感器時(shí)，讓機(jī)器人代替大家熟悉的向日葵，隨著燈光位置的變化，機(jī)器人也跟著移動(dòng)。通過(guò)這些問(wèn)題，可以激發(fā)孩子們的學(xué)習(xí)興趣，大大開(kāi)拓了他們的想象力和思維能力。

開(kāi)展競(jìng)賽，強(qiáng)化興趣

幾乎每個(gè)學(xué)生都有好勝心，都有較強(qiáng)的榮譽(yù)感。機(jī)器人具有極強(qiáng)的交互性、趣味性、挑戰(zhàn)性，能開(kāi)發(fā)智力，培養(yǎng)兒童的敏感性。適時(shí)組織學(xué)生進(jìn)行比賽，成績(jī)優(yōu)秀的可以得到小紅花，他們的興奮勁一下子就被提起來(lái)了。“賽”是為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的積極性。不定時(shí)地進(jìn)行競(jìng)賽，既活躍了學(xué)習(xí)氣氛，也增添了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，同時(shí)，學(xué)生在競(jìng)賽過(guò)程中達(dá)到了“練”的目的。我在機(jī)器人走軌跡中，經(jīng)常組織學(xué)生進(jìn)行各種競(jìng)賽，不斷調(diào)整前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的參數(shù)，熟悉機(jī)器人的性能，理解慣性、結(jié)構(gòu)、重心等比較復(fù)雜的概念。

分層教學(xué)、互助學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)習(xí)興趣

智能機(jī)器人是一門(mén)操作性很強(qiáng)的學(xué)科，可能沒(méi)有哪一個(gè)學(xué)科在體現(xiàn)學(xué)生的差異方面有智能機(jī)器人這樣明顯。在課上，有些學(xué)生可以說(shuō)是一點(diǎn)就通，也有不少學(xué)生基礎(chǔ)比較弱，學(xué)習(xí)有困難。這就給我們的教學(xué)帶來(lái)了一定的困難。如果教學(xué)內(nèi)容太淺，基礎(chǔ)好的學(xué)生就會(huì)很快完成任務(wù)無(wú)事可干，興趣索然，不能很好地配合教師上課；而稍微加深一點(diǎn)，基礎(chǔ)差的學(xué)生便不能接受。我在上每一節(jié)課前都要先用大屏幕給同學(xué)們做演示、講解15分鐘左右，然后讓同學(xué)們自己操作，對(duì)個(gè)別接受能力差的同學(xué)，進(jìn)行單獨(dú)輔導(dǎo)。在教學(xué)時(shí)，教師由于各種原因不能兼顧到每一個(gè)學(xué)生，這時(shí)讓基礎(chǔ)較好的學(xué)生當(dāng)“小老師”，對(duì)其他同學(xué)在機(jī)器人編程過(guò)程遇到的一些難題互幫互學(xué)，這樣就有效地激發(fā)了更多同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。對(duì)于不同的學(xué)生有不同的要求，例如，在機(jī)器人走軌跡中，引導(dǎo)基礎(chǔ)好的學(xué)生思考，在環(huán)保節(jié)能的背景下，能不能既減少傳感器又走好軌跡，這樣就使得優(yōu)秀學(xué)生有用武之地，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。

給予學(xué)生成就感，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣

點(diǎn)滴的成功對(duì)于學(xué)生都是進(jìn)步，都是下一步學(xué)習(xí)的動(dòng)力。可以通過(guò)反饋，把學(xué)生的注意力集中到學(xué)習(xí)任務(wù)的某些重要部分，使他們產(chǎn)生成就感。如，在虛擬編程中，學(xué)生編程思路正確，計(jì)算機(jī)馬上會(huì)表?yè)P(yáng)，發(fā)出聲音“你真棒！”“你真聰明！”或是獻(xiàn)上一束鮮花、一陣掌聲，學(xué)生看了聽(tīng)了自然高興，興趣盎然；如果有學(xué)生回答錯(cuò)了，計(jì)算機(jī)會(huì)在屏幕上顯示提示信息——“再想想”，并配以音樂(lè)，啟發(fā)學(xué)生動(dòng)腦。又如，在機(jī)器人接力跑中，機(jī)器人跑到終點(diǎn)，就會(huì)放一段勝利的音樂(lè)，或者前幾名拍一張機(jī)器人和本人的合照，放在計(jì)算機(jī)上作為壁紙。這樣自然調(diào)動(dòng)其積極性，促進(jìn)學(xué)生自我激勵(lì)，使他們?cè)诳鞓?lè)中獲得知識(shí)，接受教育，提高能力。

聯(lián)系生活實(shí)際，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣

在智能機(jī)器人教學(xué)中，必須遵循實(shí)踐性原則。這要求教師在教學(xué)中從學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、社會(huì)應(yīng)用的實(shí)際出發(fā)，把教學(xué)與實(shí)踐相結(jié)合，并引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，注重加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。通過(guò)實(shí)踐操作，容易引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也有利于加深理解。

例如，在學(xué)習(xí)機(jī)器人走迷宮時(shí)，我沒(méi)有直接給學(xué)生講解編程思路，而是用桌子圍成一個(gè)簡(jiǎn)單迷宮，先讓學(xué)生觀察，然后讓學(xué)生蒙著眼睛，從迷宮走出來(lái)。通過(guò)實(shí)際體驗(yàn)，學(xué)生很快知道可以用左手或者右手扶著桌子走出迷宮，從而很好地理解了左手法則和右手法則的編程思路。再如，在機(jī)器人走軌跡的教學(xué)活動(dòng)中，在學(xué)生已經(jīng)掌握灰度傳感器的使用以及簡(jiǎn)單的條件判斷后，鼓勵(lì)學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，節(jié)約成本，用最少的傳感器完成任務(wù)，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情。

培養(yǎng)學(xué)生的興趣是多方面的，只要我們把它放到首位來(lái)抓，并注意在教學(xué)導(dǎo)入、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等多個(gè)方面人手，激發(fā)學(xué)生的興趣，讓學(xué)生在課堂中成為真正的主人，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，并且不斷地獲得成功體驗(yàn)，在輕松、民主、和諧的課堂氛圍中，讓學(xué)生學(xué)得主動(dòng)、活潑，這樣，他們學(xué)習(xí)機(jī)器人的興趣就會(huì)經(jīng)久不衰，持之以恒，使機(jī)器人學(xué)習(xí)成為一種自主探究活動(dòng)。

我們有理由重新審視教師編制制度。一方面，主管機(jī)構(gòu)應(yīng)該更多地考慮實(shí)際情況，因地制宜，廣泛征求學(xué)校的意見(jiàn)，以制定更加合情合理的編制名額與定員比例。另一方面，有必要尋求對(duì)現(xiàn)有編制制度的改革，消滅不合理的編制制度導(dǎo)致的不公，讓老師們不會(huì)再因身份的不同而承受各種不公。

著名企業(yè)家馬云認(rèn)為，中國(guó)教育的“教”是沒(méi)問(wèn)題的，“育”則有很大的問(wèn)題。我們“教”的水平，傳授知識(shí)的水平已經(jīng)非常了不起了。但我們的“育”有很大的問(wèn)題，教育的職責(zé)不都在學(xué)校，“育”的職責(zé)還應(yīng)在社會(huì)、家庭、社區(qū)。未來(lái)的世界是一個(gè)創(chuàng)新的世界，面向未來(lái)，我們不僅要靠知識(shí)，更要靠創(chuàng)新，而創(chuàng)新的源泉是“育”。

一些學(xué)校為了避免學(xué)生安全出現(xiàn)問(wèn)題，喜歡讓學(xué)生們盡可能待在教室里，減少室外活動(dòng)，更別說(shuō)校外活動(dòng)了。但是，越是這樣，孩子們的體質(zhì)和自我保護(hù)能力越差，反而更容易發(fā)生意外傷害。而越是鍛煉充分的孩子，體力和活動(dòng)能力比較強(qiáng)，反應(yīng)速度也比較快，在活動(dòng)中受傷的可能性反而會(huì)降低。

讓公眾了解科學(xué)，不能僅限于了解科技知識(shí)，不能僅僅限于讓公眾看到科學(xué)技術(shù)成果給人類(lèi)生活所帶來(lái)的物質(zhì)層面的改善和進(jìn)步，也不能僅僅停留在綜合性、互動(dòng)娛樂(lè)性的活動(dòng)中心建設(shè)上，還應(yīng)該多營(yíng)造一些可讓公眾接受科學(xué)精神濡染的環(huán)節(jié)和空間，啟發(fā)人們?nèi)ド钊胨伎己螢榭茖W(xué)，科學(xué)家們?nèi)绾喂ぷ鳎诤畏N驅(qū)動(dòng)力下去從事科研等問(wèn)題。

著眼于中國(guó)教育問(wèn)題的解決，特別是找到我國(guó)教育改革的方向，對(duì)于我國(guó)教育發(fā)展來(lái)說(shuō)，意義更大。要解決這個(gè)問(wèn)題，需要把握以下三點(diǎn)：第一，在教育理念上變選拔為育人。第二，在教育目標(biāo)上變學(xué)習(xí)知識(shí)為提高素質(zhì)目標(biāo)。第三，在教育手段上變灌輸為啟迪。

通過(guò)對(duì)2005—2015年間11位美國(guó)“國(guó)家年度教師”的深度透視和綜合比較研究，可以得出重要啟示：“國(guó)家年度教師”必須是教學(xué)創(chuàng)新高手，必須是全面發(fā)展的教師，必須與教育界同行和同事一同發(fā)展進(jìn)步。此外，“國(guó)家年度教師”必須不能來(lái)自重點(diǎn)學(xué)校，并且不應(yīng)該給“國(guó)家年度教師”物質(zhì)和金錢(qián)獎(jiǎng)勵(lì)。

英國(guó)北安普頓科特林霍爾梅都小學(xué)校長(zhǎng)羅琳·庫(kù)林認(rèn)為，教學(xué)的一個(gè)嚴(yán)重錯(cuò)誤就是給學(xué)生不停地灌輸知識(shí)。他們像是在聽(tīng)講，但是大腦沒(méi)有接受到任何信息。當(dāng)今世界與以往不同，小學(xué)需要培養(yǎng)的是創(chuàng)造者和問(wèn)題解決者，是能適應(yīng)不同的環(huán)境，并能與不同文化對(duì)話的人。

作為2013和2014年英特爾國(guó)際科學(xué)與工程學(xué)大獎(jiǎng)賽（Intel ISEF）的女性參賽者，Olivia Sheppard已經(jīng)在300多所紐約市的中學(xué)和科技館的公益項(xiàng)目中擔(dān)任志愿者，講述自己的成長(zhǎng)經(jīng)歷和STEM的重要性。她分享了自己從科學(xué)研究中尋找答案的經(jīng)歷和心得，鼓勵(lì)同齡人特別是女生從大量閱讀并大膽質(zhì)疑，以及主動(dòng)尋找身邊的專家?guī)椭獯鸷椭笇?dǎo)開(kāi)展研究。Sheppard從6年級(jí)開(kāi)始從事科學(xué)研究，獲得2013和2014年紐約市科學(xué)與工程大賽一等獎(jiǎng)、2013年Intel ISEF美國(guó)化學(xué)會(huì)榮譽(yù)獎(jiǎng)，2014年博士倫科學(xué)成就獎(jiǎng)，目前在斯坦福大學(xué)學(xué)習(xí)。她曾在所在的高中成立了科學(xué)俱樂(lè)部，喚起青少年對(duì)STEM的興趣，她還是紐約科技館的受邀講座者并在該館的夏季科學(xué)周進(jìn)行志愿服務(wù)。

美國(guó)科學(xué)教師協(xié)會(huì)將于11月7日10：00—14：00召開(kāi)以“整合STEM教育：來(lái)自3個(gè)學(xué)區(qū)的經(jīng)驗(yàn)”為主題的網(wǎng)絡(luò)虛擬會(huì)議。邀請(qǐng)紐約州教育部、俄勒岡波特蘭州立大學(xué)和佛羅里達(dá)奧蘭多縣公立學(xué)校的教育專家介紹各自實(shí)施K—12 STEM教育案例，分享在不同地域和文化背景下如何將共同目標(biāo)融入具體實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。這3個(gè)州分別代表了學(xué)生人數(shù)超過(guò)百萬(wàn)的大型城市學(xué)區(qū)、中等規(guī)模學(xué)區(qū)和大城市與眾多小鎮(zhèn)組成的學(xué)區(qū)，參會(huì)者將學(xué)習(xí)借鑒在不同行政規(guī)模的地區(qū)實(shí)施STEM教育，通過(guò)同行間的溝通與合作克服地域、學(xué)科、政見(jiàn)等障礙，促進(jìn)變革。本次網(wǎng)絡(luò)會(huì)議分為3個(gè)時(shí)段，分別聚焦于一個(gè)案例，有1小時(shí)主講和10分鐘聊天室自由討論。利用Blackboard Collaborate系統(tǒng)，與會(huì)者在家中即可參會(huì)，注冊(cè)用戶在會(huì)后可獲得主講報(bào)告的音頻文件。

美國(guó)國(guó)家睡眠基金會(huì)和美國(guó)科學(xué)教師協(xié)會(huì)將首次合作舉辦“光明校園大賽”，邀請(qǐng)美國(guó)和加拿大6—8年級(jí)學(xué)生探索光與睡眠、青少年健康和學(xué)習(xí)表現(xiàn)之間的關(guān)系。讓青少年通過(guò)動(dòng)手活動(dòng)，實(shí)踐團(tuán)隊(duì)合作、解決問(wèn)題和創(chuàng)造性思考，并將學(xué)習(xí)所獲用于改善日常生活。學(xué)生2～4人為一組，在輔導(dǎo)老師的指導(dǎo)下設(shè)定一個(gè)與社區(qū)或青少年密切相關(guān)的光與睡眠問(wèn)題，創(chuàng)造一個(gè)模型或發(fā)起一次認(rèn)知活動(dòng)或撰寫(xiě)一份研究建議書(shū)，運(yùn)用探究和工程設(shè)計(jì)概念完成一份包括論文、下一步設(shè)想和3分鐘視頻的原創(chuàng)項(xiàng)目。評(píng)委將根據(jù)科學(xué)性、創(chuàng)新性和潛在影響評(píng)價(jià)作品。獲獎(jiǎng)學(xué)生和輔導(dǎo)教師將分別獲得1500～5000美元和NSTA會(huì)員資格及免費(fèi)參加NSTA年度會(huì)議等獎(jiǎng)勵(lì)。為支持學(xué)生開(kāi)展研究，競(jìng)賽網(wǎng)站提供了由學(xué)科專家開(kāi)發(fā)的知識(shí)內(nèi)容和可供下載使用的課程計(jì)劃，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)光是如何控制人的生物節(jié)律以及每日接受光照量的測(cè)量方法。作品提交截止日期為2016年1月底。

美國(guó)佛羅里達(dá)州杰克遜縣學(xué)區(qū)在向K—8年級(jí)學(xué)生提供Windows 8操作系統(tǒng)的平板電腦后，更加注重互動(dòng)學(xué)習(xí)內(nèi)容的開(kāi)發(fā)，引入名為“LeamBop”的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。該平臺(tái)結(jié)合互動(dòng)活動(dòng)和利用平板設(shè)備的個(gè)性化特性，開(kāi)展階梯式學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供更有針對(duì)性的一對(duì)一指導(dǎo)。每個(gè)學(xué)習(xí)階段涵蓋一個(gè)解決具體問(wèn)題的、與州和國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)概念。教學(xué)活動(dòng)結(jié)束后教師能立即獲得學(xué)生理解和掌握知識(shí)的表現(xiàn)情況，精準(zhǔn)了解學(xué)生能力相對(duì)于課標(biāo)的差距，滿足學(xué)生差異化的需求。該州新實(shí)施的教育標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估系統(tǒng)采用電腦測(cè)試，摒棄了客觀選擇題，取而代之以填空、拖拽、繪制圖形等互動(dòng)手段。LearnBop根據(jù)不同年級(jí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容幫助學(xué)生適應(yīng)這種全新的測(cè)試。

中國(guó)科協(xié)于2015年3—8月開(kāi)展了第9次中國(guó)公民科學(xué)素質(zhì)抽樣調(diào)查。調(diào)查范圍為我國(guó)大陸31個(gè)省、自治區(qū)、直轄市。調(diào)查結(jié)果表明，2015年我國(guó)具備科學(xué)素質(zhì)的公民比例達(dá)到了6.20%，比2010年的3.27%提高了近90%，進(jìn)一步縮小了與西方主要發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。

中國(guó)科協(xié)最近對(duì)外發(fā)布第9次中國(guó)公民科學(xué)素質(zhì)調(diào)查結(jié)果，結(jié)果顯示，互聯(lián)網(wǎng)已成為公民獲取科技信息的主渠道之一。在具備科學(xué)素質(zhì)的公民中，高達(dá)91.2%的公民通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)獲取科技信息，互聯(lián)網(wǎng)已成為具備科學(xué)素質(zhì)公民獲取科技信息的第一渠道。