摘 要:小學階段樂高社團課程的開設,為學生們提供了多樣化的課程實踐,本文從樂高課程教學出發,分析了課程特點、積木元件、編程技術等,結合培養學生的團隊協作精神和在實踐中體會成就感,以適應信息時代課程發展的需要。
關鍵詞:樂高;編程;實踐;學習
樂高積木LEGO被稱為世界最受歡迎的玩具之一,其價值核心是創造Create、探索Explore和構思Ideas。樂高積木的搭建組合方式變幻無窮,深受孩子們的喜歡,其鮮艷的色彩、獨特的造型、多變的搭建技巧鍛煉了孩子們的動手能力,提供了無限的想象和創意空間。
現在小學中高年級階段已經開設了樂高機器人、創客STEM等社團課程,很受學生歡迎,為小學生們提供了多樣化的實踐課程學習。在玩中學,在實踐中學,樂高機器人包含了數學、物理知識、機械結構、編程技術等相關的知識,這些知識點借助樂高積木形象地展示出來,促進學生思考,提升解決問題的能力。
一.樂高的積木元件
樂高的積木元件種類很多,早期可以學習大顆粒積木的搭建,有了一定基礎之后,可以開始小顆粒積木的搭建。小顆粒積木包含有凸粒、管槽、底板、磚型、板型、斜面、拱形、特殊等積木,還有小人仔、小動物等裝飾元件,可以搭建房子、飛機、游樂場等立體生活場景。
高階的樂高機器人常用材料為LEGO EV3 45544核心套裝和45560延伸配件套裝。包含有EV3控制器主機、互動式電機、超聲波傳感器、顏色傳感器、陀螺儀、觸碰傳感器、紅外線傳感器、輪胎、齒輪等專業LEGO零件。這些材料搭建方法多樣,相對復雜有一定難度,學生們有很大的創意空間。
二.樂高的課程特點
小學階段學業壓力不大,課程教學呈現出基礎性、綜合性和實踐性的特點。早期的科學教育能為個人的科學素養、今后的學習能力奠定良好的基礎。2018年4月,教育部在《教育信息化2.0行動計劃》中明確指出:“完善課程方案和課程標準,充實適應信息時代、智能時代發展需要的人工智能和編程課程內容。”
樂高社團課程以任務驅動、小組合作的的教學方法,由簡入難,進行合作探究學習,符合該年級段學生的認知發展規律。以三節課為一個單位,布置任務,教師主要起到引導的作用,充分調動學生的學習主動性和積極性,將樂高搭建與科學知識、生活原理結合起來。比如橋梁搭建一課,讓學生們明白什么造型的橋梁是最堅固的,如何達到力與形的完美結合。
樂高官方推薦的編程方式是使用基于 NI 的 LabView 平臺開發的圖形化編程軟件LEGO MINDSTORMS EV3。該軟件包含了豐富的機器編程任務、人性化的編程界面和強大實用的編程功能、可以滿足用戶對機器人運動軌跡、打擊線路、投射高度的設定以及其它動作的操作,軟件的界面為中文版本,十分容易上手,適合于青少年等初學者。
每個樂高機器人均有其獨一無二的特點和對其行為進行控制的程序,使用遙控器就可以讓機器人馬上動起來。想讓機器人進行其它動作,也可將應用程序下載到智能手機或平板上進行操控。兩位同學還可以操控自己搭建的樂高機器人進行完成任務的PK,樂趣無窮。
三.從實踐中體會成就感
學習考試成績好可以造就學霸的成就感,贏得一場體育運動比賽、搭建一個樂高機器人完成指定任務,也能讓學生成就滿滿。例如今天的課程教學任務是搭建一個投石機器人,學生要先有一個總體的設計構思,選擇合適的樂高積木:主機、電機、傳感器、軸、輪胎等,合理的搭建方式,反復琢磨,動手動腦。每位同學有自己的設計思路,借助造型各異的樂高積木,學生們完成了預想的機器人搭建。要使投石機器人動起來,我們需要LEGO EV3程序的帶動,通過拖拽程序塊至編程區進行編程。最后,機器人在遙控的操控下順利完成投石任務,學生們就會特別欣喜,很有成就感。
目前,到了小學中高年級樂高EV3機器人搭建難度系數加大,往往是需要組隊的,例如每年11月杭州市青少年宮舉辦的科技節比賽,有團體參賽項目,一般為2—3個隊員。有的同學搭建能力強,有的同學編程能力強,有的同學操控能力強,有機組合。 大家互相協作,積極討論,想讓隊友更好地了解你的設計想法,你要有良好的語言表達能力。在大家有各自想法情況下,彼此的溝通是很重要的,大家必須一起協商、比較誰的方案好,或者綜合三人的想法,改進設計方案。小組成員合作幾次之后,大家互相了解,默契度提高,任務完成效率大大加快。當然,也有組員們意見不一致或者有矛盾的時候,這時需要老師的加入,為同學們分析問題,抓住重點,尋找解決方案,更好地完成課程教學目標,讓學生們在爭論和思想碰撞中成長。
興在趣方逸,小學階段樂高課程的學習,將創新教育融入到常規教學之中,為以后初高中的信息技術、編程學習打下基礎,建立初步概念。喜歡樂高課程學習的同學,將來可以選擇人工智能、自動化等專業研究,為國家的高科技發展作出貢獻。
參考文獻:
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作者簡介:
林靜(1978年11月-),女,浙江杭州人,碩士,副教授,主要從事教育工作研究。