樂學機器人
——如何在高中開展機器人教學

文湖南師范大學附屬中學 諶躍飛

樂學機器人
——如何在高中開展機器人教學

文湖南師范大學附屬中學 諶躍飛

2012年11月14日，諶躍飛（右四）在學校機器人活動室為前來學習交流的加拿大南玻特中學師生們演示FLL2013“愛晚行動”中的部分任務。

機器人技術是一門新興學科，它綜合了現代工業設計、電子、機械、傳感器、計算機軟硬件、人工智能等諸多領域的先進技術。

與此同時，新的問題不斷出現：參加競賽的學生因缺乏硬件設施的原因，對機器人知識的接觸面太小。如何讓更多的學生了解與使用機器人，接觸高科技？如何讓更多的學生學習機器人，享受快樂？

湖南教育進入課改后，高中階段開始開設技術課程，分為信息技術與通用技術，通用技術又分必修與選修，其中選修七個模塊中就包含了簡易機器人制作。

我從2002年開始接觸機器人，如何將機器人活動普及一直是我思考的問題。課改前，我曾做了一些嘗試，課改后正式將機器人引入高中通用技術課程。

根據高中生好學、好動、勇于探索并具有一定的邏輯思維和發散思維、能夠獨立完成較高要求學習任務的特點，我將簡易機器人制作課程進行了提升，在全省乃至全國率先走出了一步：依托樂高器材在整個高二年級開設機器人課程。從開設的情況來看收到了不錯的效果。

下面我從三方面談談如何在高中開設機器人課程。

教學模式

機器人引入高中通用技術課程，以怎樣的方式呈現在學生的面前？通過多年的實踐摸索，筆者覺得教學模式可以采用機器人興趣課、機器人社團、通用技術課三種有效方式。

高跟鞋與運動鞋、皮鞋接踵而至又相繼離去，你在紛繁的人流中故作從容，卻難掩自己無法安頓的躁動與迷茫。與你擦肩而過的人無一回眸，但你忘不了那些形形色色的神情與臉龐：或凝重，或輕佻，有時淚濕春衫，抑或喜上眉梢。你在堅定的抗拒與不由自主的跟隨之間徘徊，最終你悲哀地發現：越是努力地依偎你的愛，你離你恨的就不遠了。你越想拼命掙脫，卻越是拼命融入。

1.興趣課

根據高一與高二學生每學期可以選校本課程學習的特點，我在這兩個年級設置了機器人興趣課，專門向對機器人有興趣的學生開設，每周一課時。

因受高考指揮棒的影響，加上學生對機器人不甚了解，絕大部分學生會主動或被動選擇文化課，真正選機器人興趣課的學生只是少數，并且出現男多女少的現象，如何吸引更多的學生到這個群體中來，是一個難以逾越的坎。

2.機器人社團

社團是學生自己將有相同愛好、興趣的同學自發組織在一起并開展相關活動的團體。社團對高中的教師來說并不陌生，比如文學社、辯論社、茶藝社、街舞社等。我校也曾成立過機器人社團，開展過多次活動，但由于受場地、器材與時間的影響，機器人社團活動的開展受到很大限制。

3.通用技術課

如何將更多的學生引入機器人學習的大門，以點帶線、以線帶面，避免學生因缺乏時間而錯過學習機器人的機會？結合我校通用技術學科的特點，我將機器人引入常規課中。

我校通用技術課課程采用集中上課模式，每個班每學期集中兩天到通用技術教室上課，這樣學生就有時間與精力學習機器人技術，有利于機器人活動的開展。

多年的實際教學證明這種模式非常適合學生，深受學生的喜歡，學生的主動性、積極性、參與性得到了充分體現，教學效果非常不錯。

2012年FLL世錦賽中國區選拔賽現場，諶躍飛（中）與學生合影

組織方式

在機器人教學中，采用怎樣的教學方式尤為重要，特別是如何吸引學生的注意力。

我在實際教學過程中采用多元

化的教學方法：課堂教學和實踐教學相結合；開放式與自主實踐相結合的教學。集中授課時主要講解如下內容：1.講解機器人的定義；2.介紹樂高器材及常用搭建技巧；3.NXT編程軟件的使用以及簡單程序的編寫。

通用技術課注重團隊與合作意識的培養，所以我將學生以組為單位，每組自選一位小組長，根據民主選擇，選取FLL工程挑戰賽項目中的任務作為本組挑戰的任務，綜合運用各學科知識特別是物理、數學知識來指導挑戰任務，將通用技術、機器人、各學科知識有機結合，激發學生的學習樂趣，提升學生的科學素養。

教師在整個教學過程中主要起引導作用，以學生為主，采用放羊方式，這樣課堂才有生命力。

機器人活動之后的教學評價也不容忽視，教師的一句肯定、一句鼓勵，能讓學生們如沐春風。

教學評價是對教學工作質量所作的測量、分析和評定，同時也是對學生學業成績的評價。機器人教學可以采用以下幾種方式對學生進行評價。

1.競賽制

選擇相同任務的組采取競賽的方式檢驗學生的學習情況，組與組之間比時間、比策略、比方案，看哪個組完成任務花的時間最少，成功的幾率最大。

通過競賽找出本組存在的問題，分析其他組解決問題的方法與自身的異同，從而提升解決問題的技術素養。

2.常規制

對不同任務的組，可以視其完成的情況及任務的難易程度進行評價。對沒有完成任務的組，則視其工具設計的科學性、實用性，便捷性，以及對學生在解決問題時運用的知識面等進行評價。

不論采用哪種評價方式，都不必過分注重結果而忽視過程，應以鼓勵表揚為主，以培養學生的自信心。

以上是我在高中學校開設機器人課的一些做法，但還有一些需要進一步研究，如機器人如何全面進入高中教學課程？如何解決場地、師資、器材的問題……

不過，不論在機器人教學這條道路上會遇到多少困難，我都將勇往直前，為機器人被更多、更廣的學生所接受而做出努力。

在第八屆中國青少年機器人競賽湖南省聯賽上諶躍飛（中）與參賽選手在賽場外合影