一枚零件引發的“風暴”

程佑寅

摘 要：中小學機器人課程的教學強調以學生為主體、在活動中開展學習。教師在進行機器人課程的教學時，可以以競賽為抓手，讓學生在備賽、參賽的過程中主動發現問題、積極思考、嘗試操作，讓學生在實踐中收獲知識與技能。

關鍵詞：機器人課程; 競賽輔導; 做中學

中圖分類號：G434? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：1006-3315（2019）10-010-001

一、案例背景

一年一度的機器人大賽如期而至，各個學校的機器人代表隊都在摩拳擦掌，積極備賽。然而，不少參賽隊都遇到了一個非常棘手的問題……

二、案例描述

1.小小零件阻礙備賽進程

集訓第一天，所有學生都開始著手搭建機器人。根據以往的經驗，學生只要仔細對照圖紙，按照步驟即可搭建好。可是不一會兒就有一位學生急匆匆跑來告訴我說缺零件。我起初是以為這位學生粗心看錯零件了，然而隨后又有幾位學生都來向我反映相同的問題。我對照著參考圖仔細地檢查了學生的機器人，發現確實缺少兩根16格長度的零件。

“看來少了這一塊零件還真是不行呀？”我面露無奈地問學生。

“那該怎么辦呢？”學生們異口同聲道。“我也不知道呀！”我把這個問題拋回給他們。

2.頭腦風暴激發解決思路

見我也沒有辦法，學生們只好開動腦筋想辦法。他們聚在一起，展開了一場激烈的頭腦風暴。一位戴眼鏡的女生小聲提議：“我們可以去淘寶上看看，說不定能買到這個零件！”這時又有一位圓臉男生大聲說道：“我的好朋友學校里有3D打印機，可以根據需要自己做零件，缺什么就打什么。”在座的其他同學都瞪大了眼睛，感覺不可思議。話音未落，一位高個子男生瞇著眼說：“要不我們把結構改一改，看看能不能不用那個零件呢？”

我正欲開口，突然轉念一想，“他們會接受我的想法么？為什么不讓學生試一試自己的方法呢？”

于是，我給他們布置一份特殊的作業：請自己思考解決辦法，并嘗試著用自己的方法去解決問題。

3.二次風暴引出最佳方案

集訓第二天，學生們早早地到了教室，激烈地交流著自己的方案。

只見那位提出“改造結構法”的高個子男生坐在凳子上不停地搓著手，面露怯色地說：“我昨晚試了好久，但是沒有成功……”隨后，那位提出“萬能淘寶法”的女生興奮地說：“我昨晚在淘寶上找了好久終于找到這個零件。”大家驚喜萬分，似乎看到了希望。可是她話鋒一轉，沮喪地說道：“可是賣家在廣州，要過好幾天才能寄到南京，而且單獨買零件價格也不便宜……”

最后，大家把目光投向了那位提出“3D打印法”的圓臉男生，他清了清喉嚨大聲說：“我的那位好兄弟答應幫我們打印零件！大概要個4、5天左右吧。而且據說他們學校3D打印出來的零件不是特別精準，搭建起來不是特別牢固，容易晃動……”

之后又有幾位同學們交流了自己的方案，結果都不盡如人意。見到大家略有沮喪，我立即打趣道：“同學們的‘腦洞確實很大呀！我都沒有想到這些方法！”學生們哈哈大笑。我的視線掃過每一位學生，隨后說道：“我倒是有一個‘替換法，大家看看行不行？”

我對照著搭建圖紙問道：“我們現在缺的這個零件的作用是什么？”大家陷入沉思，我提示道：“這個零件連接著兩邊的車架，它的作用是加強結構強度，穩定車身，其實只要有長度足夠的零件就符合要求，不一定要和圖紙上一模一樣。”

4.舉一反三收獲獨門秘籍

“哦！原來如此！”不少學生恍然大悟，“我們可以用幾根稍短一點的零件，用鉚釘拼湊起來，就能達到要求的16格長度！”

不少學生立刻轉過身去忙碌起來。不一會兒就用其他零件拼接成好幾種滿足要求的長條零件：有的學生拼出了“10格+10格”組合，還有的學生拼出了“8格+12格”組合。各種組合不勝枚舉，一時間整個機器人實驗室熱鬧非凡。

隨后，越來越多的學生們在其他同學的啟發下都開始動手搭建。集訓第三天，我驚喜地發現所有學生都在計劃的時間內搭建好了機器人。甚至不少學生已經迫不及待地開始練習操控，他們一邊練習一邊討論，似乎更多的“秘籍”正等待著他們去發掘……

三、案例反思

在這則機器人課程的教學案例中，我和學生共同經歷了“發現問題”、“討論方案”、“實踐檢驗”、“遷移運用”、“解決問題”這五個教學環節。雖然最終我們達成了既定的教學目標，但是整個教學過程卻并沒有按照我的設想按部就班地進行。其中所有的環節都是由學生為主體積極參與的，而我只是作為教學的輔助者幫助學生形成自己的想法。可以說，本案例中的教學過程是動態生成的、是“活”的。我國著名教育家陳鶴琴先生曾提出“活教育”理論，即“做中學、做中教、做中求進步”的“活教育”方法論。結合此案例，讓我對“活教育”有了更深的認識。

1.先說“做中學”

陳鶴琴先生認為“做”是學生學習的基礎，在強調做的同時，還強調思維的作用。

首先應讓學生“在做中發現問題”。本案例中學生遇到的問題是客觀存在的，而并不是教師預設的教學情境，這樣不會讓學生覺得生硬突兀，也有助于學生主動思考解決方案。

其次，學生在好奇心和好勝心的驅使之下會想方設法解決問題，并通過“頭腦風暴”提出了多種解決方案，隨后親身實踐，去檢驗自己的方案是否可行。整個過程幾乎都是學生自發自動的，學生成為學習實踐的主體，此謂“在做中思考和檢驗”。

再次，“不憤不啟，不悱不發”，此時教師的適當提點就像是知識的催化劑，能立刻在學生的腦海中引起連鎖反應：讓學生理解教師的思路，并運用發散性思維去舉一反三，從而解決更多的問題——這體現著“做中發展思維”。

2.再說“做中教”

作為科技活動的指導教師，可以“有所為有所不為”。

“有所為”需要在學生遇到問題情緒低落時給予激勵，讓學生始終保持高昂的學習熱情;同時也要在學生思維受阻時及時點撥，傳授思維方法，維持學習信心。

“有所不為”即不要在學生開展思考之前就提出解決辦法，要讓學生深入思考后暢所欲言;也不要在學生提出自己的方案之后就立即給予肯定或否定。

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，我們要相信學生能夠在“做”的過程中“動態生成”出真正屬于自己的知識與技能，最終取得更大的進步。