高中機器人活動中合作學習的策略研究

陳浩然

摘要：高中機器人活動以培養學生合作意識、合作能力為主要目標之一，其教學特點決定了適合采用合作學習這種新型的學習方式。因此，本文將探索合作學習在高中機器人活動中的具體實施策略，以期為學校開展相關活動提供一些有益的參考。

關鍵詞：合作學習；機器人；高中機器人教學

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）10-0108-04

在新課程理念的倡導下，我國機器人教學在高中學校發展得很迅速，若能夠將合作學習應用于中小學機器人活動中，那么這對推廣機器人教育必定會產生積極作用。以下是筆者經過多年的實踐探索歸納出的高中機器人活動中合作學習的具體策略。

高中機器人活動中合作學習的準備策略

1.設計合作學習環境

機器人課程是一門實踐性很強的學科，學生在學習過程中需要運用到許多機器人硬件及相應的工具，此外，還要通過計算機中的特定軟件將設計好的程序載入機器人中。因此，機器人課程的學習環境與普通課程存在一定的差異。當組裝成功，并將程序下載進機器人之后，學生還要對成果進行試驗，需將機器人拿到試驗場地測試，有時教師還需要將學生組織在一起就某問題進行講解。因此，學生的操作臺與試驗場地、教師的講臺之間存在著一定的關系。

結合合作學習的特點——以小組為中心，筆者設計了機器人課程的合作學習環境設計圖（如圖1）。試驗場地的位置要方便各個小組活動，因此將其置于中間，各個小組的操作臺分布在場地周圍，以縮短它們之間的距離。操作臺是每個小組的活動中心，均勻散布在教室四周，每個操作臺上放置一臺計算機和相應的工具，計算機中裝有與機器人硬件相配套的程序軟件。機器人教學中教師的講解少但很有必要，有時需要學生進行PPT演示，所以講臺是必不可少的。將講臺定位于教室中間，比較貼近學生，既有利于教師了解學生動態，又不會影響正常教學。

2.建立合作學習小組

合作學習小組以3～5人為宜，人越少，每個人參與討論交流的機會就越多。很多研究表明，男生的動手能力普遍高于女生，因此分組時，每個小組至少要有一名男生。不少學生在初中階段都或多或少地參加過機器人興趣班，而組長作為一個小組的領導核心，要統籌規劃小組內部的學習活動，對機器人的整個操作過程要有一定的認知度，所以組長要由有機器人學習經驗和基礎的學生擔任。其余組員根據興趣、家庭背景等不同要素來劃分，充分體現了“組間同質，組內異質”的分組原則。

筆者認為，機器人課程中每三人一組最為適宜，也可根據班級總人數適當調整，但每組不要超過四人。動手能力較好的學生負責組裝機器人，邏輯思維能力較強的學生負責編寫程序，分析能力較強的學生負責觀察機器人的運行情況并將結果反饋給其他同伴。這并不意味著每個人單獨行動，而是在相互交流合作的前提下，讓某方面比較突出的學生能夠發揮自己的長處。

3.合作學習前的準備活動

各小組初建時成員都是高一新生，相互之間較陌生，因此，教師不僅要讓學生快速地互相熟悉起來，融入自己的小組，還要培養小組成員的合作意識和合作技能。

開展主題班會、社會調查、游戲等可以促進學生之間的相互了解。例如，開展有關“機器人的現在與未來”的主題活動，要求每個小組通過上網搜索、閱讀相關書籍等方式查找相關資料，探究有關主題的內容。然后，小組整理調查的資料，由組內的電腦高手制作出PPT，由組長或演講能力較好的組員在班會課上做匯報。這是進行正式的合作學習之前的一個活動，目的是增進組員之間的了解，在相互探究學習的同時能夠掌握一定的合作技能，為接下來正式的合作學習做準備。

高中機器人活動中合作學習的實施策略

1.確立明確的教學目標

在合作學習中，教學目標包括合作學習目標和學術目標，合作學習目標是指學生通過合作學習能夠獲得的合作技能技巧，學術目標是指學生通過學習能夠獲得的知識內容。因此，在確立教學目標時，可以把合作學習目標歸為情感態度與價值觀這一維度，學術目標則屬于知識與技能維度。

每堂機器人課的流程如圖2所示，教師作為課堂教學的主導者，要確定好每一堂課的教學目標，讓學生提前做好目標規劃，以便于開展系列的合作學習活動。例如，一堂學習程序“變量”的機器人課，可以從這三個維度定位教學目標：①學會正確使用軟件中的“變量”工具；②通過場地試驗，發現“變量”工具的使用特點；③在小組合作中提高語言表達能力，能夠交流互助，互相評價。

2.選擇適宜的合作學習內容

合作學習是一種被廣泛研究并應用于教育教學中的學習模式，但不是所有的教學內容都適合采用合作學習，合作學習的內容應具備開放性、實踐性和適宜的難度。機器人課程的開放性與實踐性較強，但也有部分內容不適宜合作學習。例如，在前期學習機器人各部分的硬件配件、軟件使用等內容時，需要以教師的講授為主，合作學習為輔。通過教師的講授，學生才能夠較清晰地獲得較為專業的機器人知識，為后期學習做好鋪墊。

在合作學習中，小組的每一個成員都要積極參與活動，與組員交流探討。合作學習的內容要適宜學生之間的相互討論、交流，如有關機器人的歷史知識或未來發展這部分內容，較適合學生進行合作學習，就可以讓各小組分工合作，查找相關資料，最后匯報成果。

3.引導學生開展合作學習活動

在上課之前，教師要做好相應的教學設計，如任務該如何導入，學生在任務的驅動下如何開展合作學習等，這些都應該在教學設計中得到充分的體現。引導的過程在于鼓勵學生發現問題、思考問題，使學生能夠帶著問題進入合作學習活動。在機器人課程中，教師要將相關的學習內容通過各種方式展示給學生，使學生在上課伊始就能有學習的熱情，以利于展開合作學習。

一般來說，合作學習的內容以任務為主要形式呈現，但是呈現的方式可以有多種。教師可以引導，學生和學生之間也可以相互引導；可以直觀地出示任務，也可以讓學生表演小品或呈現機器人成品。呈現方式越豐富生動，越有利于調動學生的積極性。

4.指導合作學習過程

學生在掌握了機器人的基礎知識之后，就開始了真正的合作學習。此時教師作為一名旁觀者、指導者和協助者，并不完全參與學生的學習活動，而是要做適當的點撥。在進行合作學習時，教師要時刻關注班級中每個小組的活動，甚至是每位學生的活動。當看到有學生無所事事，在做與合作學習無關的活動時，要及時制止，同時要提醒小組中的監督者注意自己的職責。當有些小組提前完成任務時，教師可以提出拓展性目標，鼓勵小組向更有挑戰性的任務前進。當發現大部分小組的合作學習偏離了教學目標時，教師要暫停此時的合作學習，組織講授學習，在各小組明白任務的前提下，再次開展合作學習，若偏離目標的只是個別小組，則教師可以針對這幾個小組組織講授，而不影響其他小組的學習。

教師要時刻關注每個小組的活動動態，可以每隔五分鐘做一次記錄。當發現某個小組出現爭論，或者沒有達到預期的教學目標而降低了學習效率時，教師要指導各組員學會自我反省，分析出現爭論的原因，同小組共同探討解決的措施，制定出合理的計劃。教師要教給學生解決沖突的技能：①討論要立足于自己的觀點，不能針對個人，要對事不對人；②通過換位思考，理解他人的想法。在下次進行合作學習時，教師要特別關注他們，觀察他們的合作學習情況是否有所進步。

課堂教學是一個動態的過程，教師作為主導者要時刻把握學生的學習情況，使每個小組都在正確學習的軌道上前行，這樣才能使合作學習變得更有效率。

高中機器人活動中合作學習的評價策略

在機器人活動中，學生在合作的前提下可以制作出一定的作品或其他形式的成果，教師和學生可以對成果進行評價，并以學習小組為單位，對小組進行排名積分。機器人課程的評價體系可分為教師評價和小組評價。

1.教師評價，以旁觀者的角度觀察每位學生

學生在進行合作學習的過程中，教師要走進學生，傾聽每位學生的想法，觀察每位學生的實踐操作。例如，在上課后十分鐘內，每個小組是否都已組建好本堂課所用的機器人；十五分鐘后，觀察每個小組是否已經進入程序設計階段；二十五分鐘后，觀察每個小組是否已經進入調試機器人階段，并在不斷改進。教師不僅要觀察小組的整體工作情況，還要觀察每個成員的參與度、積極性等，在觀察時應及時將情況填寫在記錄上。對于表現較好的小組，可以給予小紅花等適當的獎勵。

2.小組評價，從參與者的角度評價自身

機器人課堂中，小組多，學生多，教師往往不能顧及所有的學生，而且教師觀察到的只是某個階段小組的表現。因此，參與者自身的評價顯得尤為重要。這就要求小組進行自我評價，小組評價包括個人自評、小組自評和小組互評三個方面。

（1）個人自評

個人自評要求學生對自己在機器人課中的表現做自我評價，在下課前十分鐘左右時間里，學生首先對自己進行自我評價，清晰意識到自己在團隊中的作用及扮演的角色，充分認識到自己在某方面的不足，并進行反思，在課后可以尋求教師或者組長的幫助，共同探討改進的意見，爭取下堂課能夠更上一層樓。個人的自我評價表如下頁表1所示。

（2）小組自評

合作學習以小組為基本活動單位，小組的表現關系著該小組所有成員的最終成績。在學生個人完成自我評價后，各小組進行小組的自我評價。小組評價是小組成員的自我反思過程，是進一步培養團隊精神、合作能力的機會。小組評價的量表如下頁表2所示。

（3）小組互評

小組的自我評價難免會帶來主觀性，而小組之間存在著競爭關系，相互之間的評價會更加嚴格。在每堂課的成果展示環節，可以開展小組互評活動，每個小組派一名組員對其他小組的成果進行評價，組員之間輪流擔任評委，每節課每個小組的評委都不相同，評價時要完成的內容如表3所示。為了使評價更為公正，對每組的分數去掉一個最高分和一個最低分，然后取平均分作為該小組的最終得分。

總結

合作學習能夠培養學生的合作意識和團隊精神。以合作學習的形式促進師生交流、生生交流，能提高學生的溝通與合作能力，鍛煉學生的語言表達能力，并能夠樹立健康正確的人生觀、集體觀和價值觀，增強學生學習的自信心。

合作學習在一定程度上促進了教學模式的改變，在新的教學模式中，學生的主體地位得到實現，學生從被動學習變為主動學習、主動探索，提高了學習的興趣，教師能夠全方面地顧及班級中的每位學生，并在機器人的教學活動中發現應用合作學習模式存在的現實問題。

由于筆者水平有限，本研究尚存在一些不足之處：首先，實踐研究不夠，總結出的策略的可操作性不夠強，有待繼續驗證。其次，在開展合作學習過程中，沒有運用一些具體的合作學習方法，這方面有待完善。

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