滴滴清水绿树成荫初中机器人新生教学的几点感受
2013-12-29马文杰
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随着新课程改革的推进与机器人活动的普及,机器人教学已经逐渐进入中小学的课堂。从课程的角度看,机器人教学还是一个崭新的内容。作为一名初中老师,要深刻理解初中生有自身的特点,要认识到他们正处于一个叛逆期,尤其是男生。如何将学生们的注意力吸引到课堂,并培养合格的人才,是我们首先要解决的问题。
培养学生的创新能力
学生最不喜欢上的是枯燥乏味、与自身无关的课。我们小时候很喜欢看科幻小说,记忆里留下了一个个生动有趣的机器人形象:罗比、斯皮迪、库蒂……而《铁臂阿童木》、《机器猫》、《变型金刚》等动画片的出现,更使无数青少年燃起了对机器人的向往和热情。同样,从现在电影中各类英雄人物的超自然能力出发,发挥学生们的想象力,引导学生动手实践,解决机器人项目研究中遇到的问题,是教师把学生的思维引导到实践中去培养学生创新能力的重要方法。
在教学过程中,针对不同层次学生的探索和创新的欲望,提出解决问题的不同方案,设计一系列具有启发性的问题,以培养学生解决问题的创新实践能力,这是培养学生创新能力的核心。要注意的是:
解决方案的缜密性。充分挖掘培养与训练创新能力,循序渐进地提出恰当的机器人项目,在教和学方面进行探索培养,训练学生的创新能力。
我们学校使用的有积木式机器人,这种积木虽然看起来简单,上手也很快,但如果深入研究能搭建的机器人却是千变万化。学生拿到这个积木就被深深地吸引住了,把积木一块一块地装了又拆,拆了又装,乐在其中。我则引导他们从简单的问题入手,逐渐深入,通过日常观察和反复实验不断调整、改进、完善项目,一步一步找出最好的解决方案。
完成任务的独立性。机器人教学中最能体现价值的就是机器人竞赛。学生要独立读题、思考、操作,完成比赛任务。
看到题目后要让学生学会自己独立进行思考和小组讨论,不建议直接让学生在符合竞赛要求的场地上操作机器人。学生遇到许多问题,需要不断地探索。学生动脑筋,想出各种办法解决问题,然后在实际场地上加以验证。在解决问题的过程中,培养了学生解决问题的能力。不但激发了学生学习创新的兴趣,培养了学生创新的实践能力,而且全面提升了学生的创新素质。开展智能机器人的教学,为学生提供了一个自主、协作与创新的平台。
在机器人制作过程中很能培养学生的创新能力。创新源于独立思考。为了给学生提供一些思路,老师让学生先看比赛的一些视频,同时要求学生依据比赛规则和场地独立思考,设计出能完成较多任务的机器人。虽然学生们可能过了很长时间也做不出一个像样的设计方案,但是,他们的大脑一直在思考问题。这个时候再给他们一些小小的启发,他们的思维一下子就活跃了。
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培育学生的动手能力
学生看到一个任务经常会说:“这个太easy(容易)!”可是让他们自己做的时候却什么也不会。这个时候我总会叹口气,感觉到很无奈。
在机器人活动中,有想法固然重要,但关键是要能做出来。有一个轮式机器人上斜坡的问题,我问学生们哪种方式好并让他们自己去操作来证明。是轮式还是履带式,他们自己反复实验,最终是每个组都有自己独特的见解,虽然答案不一定都正确,但是能够把想到的做出来是最重要的。在学习编程和操作的过程中,有效地提高了学生的逻辑思维能力和判断能力;在充分培养学生兴趣的基础上,学生轻松掌握了课外知识,切身体会到了编程的乐趣。
事例1:迷宫游戏。在教室内就地取材。例如机器人走迷宫,可以让学生用自己的凳子随意在地面上组合成一个迷宫。这不仅解决了场地问题,而且学生在走迷宫的过程中,既要设计机器人行进的路线,分析自己搭建的场地是否合理,又要反思自己的编程设计能否解决问题。这对学生提高分析能力、巩固知识很有帮助。
事例2:导游故事。西安旅游有一个“古城机器人小导游”项目,设计的情境是由机器人带领游客浏览一到两个景点。我们直接在地面上贴上3块不同颜色的圆形贴纸,纸上写着地名作为旅游景点。学生调整好的机器人在该场地上由第1个圆进入到第2个圆,停顿数秒后再转入第3个圆,效果非常好。同理,根据机器人任务的不同,我们可以相应使用塑料、卡纸、瓶罐等材料,直接在纸上或地面上制作出简易的小型活动场地,满足课堂教学需要,实现低成本、高效率。
事例3:场地任务。制作一些木制比赛场地,可以制作常规比赛必用的一些场地或典型项目的场地,如机器人迷宫场地、机器人灭火场地、机器人足球场地等等。这些场地不仅可以用于教学,也可以作为赛前调试用,实用价值比较大。
培养学生的团队合作
现代社会每个人都无法孤立生存,而我们现在的学生缺失最多的正是团队合作,培养学生的团队精神也是素质教育的一个方面。
在机器人活动中,培养学生的团队合作能力应该在机器人制作、调试、修改、完善几个方面都有体现,在整个过程中必须充分发挥每个人的主动性、依靠协作的力量共同完成任务。教学辅导过程中我会把学生分成小组,在每个小组中学生们要进行分工,有的负责研究机器人的结构,有的负责学习程序的编写。他们原来不一定认识,性格各有特点,每个人都有自己的想法却又无法说服其他人,这是他们遇到的第一个问题。讨论甚至争吵是很正常的,但为了一个共同的目标,大家慢慢磨合,最终能够团结完成任务。今年教育部组织的中小学电脑制作活动,我校4位同学参加的“家居挑战赛”,几个人从讨论、争吵、互相不理、和解、再讨论、实践、得出结论到共同完成,最后参加了全国赛。我相信他们经过了这次的事情,一定会对合作有了一个新的认识。
我们的社会将全面进入以智能机器人为代表的智能时代。机器人课程也将以必修课、必选课、选修课及课外科技活动等多种形态共存一段时期。培养学生创新能力、动手能力、团队合作的能力是永远不会更改的目标,相信未来的机器人教学将越来越完善,更适合学生的发展。