高中機器人技術教學模式芻探

吳健

摘 要：各中小學機器人技術教學發展的不均衡，導致高中生的技術基礎參差不齊。面對差距如此之大的教學對象，教師應采用靈活的教學模式滿足不同層次學生的求知需要，豐富教學組織形式滿足學生要求自由創造的需要，通過“玩中學”滿足學生的娛樂需要，采取多元化評價方式滿足學生的成就感需要，從而使機器人教學活動的開展更加有效。

關鍵詞：高中通用技術；機器人教學；落實措施；實踐

中圖分類號：G633.67 文獻標志碼：A 文章編號：1008-3561（2018）36-0097-02

在高中機器人技術教學中，傳統的教學模式只會使有的學生“吃不飽”，有的學生“消化不了”。這無疑是對學生原本擁有的強烈求知欲的抹殺，會使學生的興趣逐漸消退，甚至導致機器人技術教學活動成為“雞肋”。既然機器人技術已經被列入課程標準，就應該重視起來。江蘇省梁豐高級中學早在課程標準頒布前幾年，就將“簡單機器人的制作”納入到高二年級的通用技術課程中，讓每個學生都與機器人來上一次親密接觸，完成機器人技術的掃盲。同時，學校還開設了專門的機器人設計制作的拓展課（列入課表，與常規課程享受同等待遇），可供機器人技術方面基礎好的學生選修。而“智能機器人愛好者協會”的社團活動則更像是一個機器人研究所正在開發不同領域的機器人一樣，學校搭臺學生唱戲，讓學生有良好的創新環境。

一、采用靈活的教學模式滿足不同層次學生的求知需要

在傳統的教學活動中，教師總是在規定的時間、地點，按照規定的順序、時間表和形式教授規定的教學內容。這一系列“規定”使得具體的教學活動往往不能滿足學生的需要。即使學生需要知識，他們所需要的具體內容也很難與教學的具體內容相匹配。因此，一方面，教師應該關注學生的學習，并盡可能地滿足學生的需求。另一方面，在實際教學過程中，教師受到一系列“規定”的限制，這些“規定”往往不能滿足當時學生的需求。因此，教師的教學存在著另一個無處不在的矛盾。在現階段的機器人技術教學中，沒有特殊的教學大綱和固定的內容，因為不需要“規則”，教師可以最大限度地提高學生對知識的滿意度。由于機器人的科技含量非常高，參加學習的學生在這方面的能力必然是參差不齊的，所以社團的學習活動中沒有設置統一的進度。教師可通過網頁提出活動建議，供學生自己通過校園網瀏覽參考。教師提供的參考要按照不同的活動方式和難度分成幾個板塊，教學目標也是復合的，針對不同層次學生分別設計的。這樣，不同層次的學生可以按照自己的具體認知需要安排活動的內容，如觀看機器人相關的視頻資料、討論新的機器人制作方案、對現有機器人的改進和調試、搜集相關資料并交流意見等。學生還可以根據自己的情況選擇不同的難度級別，以不同的方式進行活動，并尋求教師的幫助。因為有互聯網的幫助，這一切甚至可以在正式開始活動前完成。而在活動開始時，并沒有刻意地進行時間限制，早來早開始，教師不必張嘴說一句話，學生就能夠進行自己的活動。這種靈活的學習模式使不同級別的學生都能夠滿足認知需求，并讓學生真正唱主角，還解放了教師，節省了時間，減少了課堂對學生的限制。

二、豐富教學組織形式滿足學生要求自由創造的需要

科學思維的過程基本上是解決問題的過程，問題不是教學設計的唯一方法，可以由學生在自學教科書的基礎上提出，也可以在彼此討論的過程中產生。學校的機器人技術教學環境猶如一個俱樂部，這些活動室不是普通的教室，有固定的桌椅，而是專門的實驗室，中間是一個被小組活動區域包圍的模擬機器人比賽場地，每個活動區有自己的電腦、工具、屬于自己小組的機器人，甚至還包括自己小組的網頁（用于技術交流以及活動簡報和小論文的發布）。因為機器人經常要參加一些競技比賽，所以學生可以自己按照比賽的項目分成若干個學習小組，也可以自己創立一個學習小組，專門研究屬于自己小組的機器人（可以參加創新大賽）。實踐表明，高中生其實已經有了相當強的組織能力，能夠自發地組成有效的團隊，技術強的可以充當“工程師”，技術不行但是滿腔熱情的可以做“通訊員”，有領導能力的可以當“項目經理”。這樣一來，每個學生都找到了屬于自己的位置，可以盡情地將自己的創作夢想加以實現，也可以滿足自己對自由創造的需要。此外，小組學習還可以培養團隊精神和隊友之間的相互合作精神，滿足學生對集體生活的需求。例如，在“智能交通燈”項目中，學生在其中就扮演了主角。如何將自己的想法通過機器人技術的結合來變成現實，如何讓自己手工制作的自動化設備能夠應付各種可能出現的狀況，如何讓它更人性化也更符合實際需要，如何通過有效的展示將作品的過人之處表現得恰到好處，如何進行調查獲得項目可行性資料等諸多問題，都是學生自己動手，自己協調，自己完成的。整個項目的活動已經不限于課堂，更多的是在課余時間動手制作，甚至走上街頭，走進企事業單位做調查。

三、通過“玩中學”滿足學生的娛樂需要

今天的青少年與以往有很大的不同，他們思想活躍，創造性和獨立性強，自我意識強，并且有步入成年期的顯著傾向。他們希望在家庭和學校有更多的自主權，希望用科學知識豐富自己的頭腦。從國內外大事到外星人入侵地球，從大陸架油氣田的開發到用基因工程解決糧食問題，他們都津津樂道。他們看著周圍的一切，隨著知識積累逐漸形成自己的觀點，并經常用他們的眼光來審視教師和家長。這就可以看出現代課堂教學不能再使用凱洛夫時代的方法，否則學生的主體作用將被忽略，將無法調動學習的積極性。源自丹麥的“樂高”機器人教材很早就提出了“玩中學”的教學策略。在教學中，教師可以帶有娛樂性的活動為任務驅動，開展機器人創意制作活動，如制作投籃機器人、踢足球的機器人、摔跤的機器人等，并以“比一比誰的機器人更棒”為主題組織小組內部、小組之間進行機器人打擂臺。這樣，學生在面對各種問題時，可以充分發揮分析和處理能力。在與同齡人進行比較和競爭中，學生能夠產生更強烈的興趣。競爭甚至會驅動學生進一步探究更深層次技術的愿望，也就為學生將來進一步深造奠定了基礎。通過自己親手制作的過程，通過各個感官共同的刺激后，學生對于所學的內容會有更深刻的認識。

四、采取多元化評價方式滿足學生的成就感需要

對社團活動的評價很難有一定的規范，但是一個恰到好處的評價卻能夠滿足學生的成就感，這就要求評價不能是一個簡單的等第或者分數。應該說，凡是參與活動的學生都應該有收獲，而他們的努力也應該得到承認。這里所謂多元的評價方式，就是通過多種手段進行綜合評價，而其實質是更多地讓學生得到成功的體驗。教師將每個小組的學習成果都通過網頁形式發布出去，讓大家都知道他們的努力；每個小組將自己的機器人向大家進行介紹，讓更多的人知道自己的成果；不同的小組間進行互評，互相取長補短，交流技術。一個小組在進行介紹時，其他小組就像評審專家組一樣，要求該小組進行答辯。經過這樣的評價過程后，學生不僅得到多個角度的成功體驗，而且鍛煉了寫作、編輯、語言表達和人際交往等能力。這一切都是模擬學生將來在工作領域要碰到的種種場面，也滿足了學生實際生活體驗的需要。最后的評價結果也許不再重要，重要的是在評價的過程中學生再一次獲得了積累，科學精神再一次得到了升華。

總之，學校應積極采取措施，不斷引入新的教學理念，通過實踐總結經驗，讓機器人技術的教學真正落到實處，讓學生的主體地位真正體現出來，讓前沿科技的接班人隊伍真正壯大起來。

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