浅谈新课程下简易机器人制作三维目标的实施

何卫军

（仁化县青少年宫，广东 韶关 512300）

浅谈新课程下简易机器人制作三维目标的实施

何卫军

（仁化县青少年宫，广东 韶关 512300）

文章结合大量教学实践，针对高中通用技术课程标准内容具有概括性、综合性，指导意义强的特点，提出适合中学简易机器人制作课堂教学的具体三维目标及实施建议：知识与技能，要激发学生兴趣，贴近现实生活；过程与方法，应优化课堂，因“材”施教，循序渐进；情感态度与价值观，要注重培养“合理”创新，关注个性发展。三维目标相辅相成、互为融合，期望能更好地指导教学工作。

简易机器人制作；三维目标；实施

高中通用技术课以提高学生技术素养为主旨，促进学生全面而富有个性地发展，充分凸显新课改对素质教育的要求。简易机器人制作为学生提供了更为丰富、更为多样的技术实践机会，拓展了学生的技术经历，提高了学生理论应用于实践的能力，受到各方面的高度重视。各地区各学校纷纷投入大量人力、物力、财力建设简易机器人制作实验室，配置信息化实验教具和实验器材。

对比“硬件”环境的优越，在“软件”教学设计方面还需要教师大胆摸索，特别是针对普通高中通用技术课程标准提出的总体三维目标——知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观，如何具体细化到“简易机器人制作”选修模块？如何提出适应本课程的具体三维目标？怎样实施落实好三维目标？需要认真研究，并在教学实践中检验再提炼，从而更好地指导教学工作。

一、正确理解三维目标

三维目标的理念已提出了较多年，知识与技能解决的是“学什么”的问题，过程与方法解决的是“怎样学”的问题，情感态度与价值观解决的是“通过学习对世界观、人生观、价值观再提高”的问题。三者相互融合、相辅相成的关系早已深入人心。

在简易机器人制作课程教学中，由于传统学科教学模式过于侧重理论知识的教育,而现代教学方式则多强调技能方面的培养，所以在教学实施中教师往往忽视了理论知识学习与动手技能培养的同等重要性，由一个极端滑入另一个极端。因此，正确理解三维目标对本课程教学活动十分必要，要以“知识与技能”为根本，渗透情感态度与价值观，并充分体现在过程和方法中。

二、三维目标的确定

按照已有普通高中通用技术课选修——简易机器人制作的课程标准，学生应该知道单片机和机械传动的基本知识，能设计与制作由单片机和传动机械等组成的简易自动控制机器或简单的自动控制系统。这些内容具有概括性、综合性，指导意义很强。具体实施还需因地制宜、因材施教。

结合当前学校的教学条件及学生的实验素养，笔者设计了如下教学内容：单片机的接口、工程创新模块套件（机械传动）、VJC程序设计、常用传感器的使用、自动控制基本思路。让学生通过学习上面这些基本知识，掌握基本的自动控制系统的设计思路，能够按照给出的题目结合现有的实验器材设计出完整的自动控制机器。

由此经过细化，制定了具体的简易机器人制作三维目标：

知识技能目标：了解简易机器人基本组成；初步尝试设计、制作简易机器人项目，并完成安装调试；了解自动控制系统设计的一般过程。

过程方法目标：利用演示法、探究法，激发学生求知欲，引导学生进行适度创新；通过讲授法、练习法指导学生具有初步的参与技术活动的能力和使用技术及其产品的能力；最后引导学生以小组互助的形式，学习设计试验思想及获得终身学习能力。

情感态度目标：培养学生热爱技术、评价选择技术、使用技术的意识；培养学生良好的逻辑思维能力、实践能力及团队合作能力，提高技术素养；激发学生善于思考、注意观察生活，勇于实践的热情，促进学生全面而富有个性的发展。

三、教学实践中三维目标的实施

对学生而言“兴趣是最好的老师”，激发学生兴趣，能使学生的注意力高度集中。在《走进机器人的世界》一章，教材内容不可谓不图文并茂，学生在学习时却往往提不起精神。这是因为作为一门正在飞速发展的独立学科，最新机器人发展的新闻被大量报道，学生早已了然于心。因此要求教师必须利用网络资源，实时更新相关案例。

例如在学习机器人分类内容时，可向学生展示X-47B无人机（军用机器人）、“达芬奇”手术机器人（医用机器人）、“好奇号”火星探测器（空间机器人）、阿西莫（仿人机器人）等相关视频、图片，使得学生的视野一下子开阔了，唤醒了学生的求知欲，激发了学生的学习动机。

创设良好的学习情境，纯理论学习的内容不宜设置过多，但有时看似枯燥的理论知识又是关键点，如何化解这方面的矛盾？

当前中国不仅缺乏高端美术人才，普通民众的审美能力也处于中低水平。这其中一个重要原因就是我国教育长期以来对创造性培养的缺乏和对美感教育的忽视，这也直接影响到整个民族对于艺术的传承和发扬。

笔者认为知识点设置应尽量贴近现实生活。例如光敏传感器知识的学习，书本介绍细致乏味，教师可通过设置“自动门”实验项目，让学生亲自动手制作一个缩小的自动门模型，与现实生活中利用光线感应人进出的自动门一致，学生在做中学，光敏传感器的知识自然被学生熟知并掌握。

课堂教学，学生是主体，教师是学生学习的引路人。当学生探究的火把被点燃后，教师就应当随时关注信息的交流与反馈，关注学生参与的广度、深度与实际效果；关注学生的学习品质、学习习惯、学习方法与学习态度的养成，注重学习的探究过程，努力使学生掌握学习的好方法。

具体实际教学中，在做好学情分析的基础上，简易机器人制作课堂宜采用分组教学法，教师应结合配置的实验器材开展教学，难度设置循序渐进。

（1）分组教学，角色扮演

将学生3-5人一组，分成若干组。设置三种角色：项目协调人1人、软件工程师1-2人、硬件工程师1-2人。软件工程师负责程序设计；硬件工程师负责结构搭接；项目协调人负责软件、硬件工作的对接，既要懂硬件，又要会软件，是实验项目的总负责人，还要负责撰写技术试验报告书。每变换一个实验项目，学生所扮演的角色就须轮换一次。完成全部课程的学习，应保证每名学生都可以扮演三种不同的角色，体验不同角色的学习乐趣。

这种学习形式，模拟了现实生活中工程项目的开发模式，有利于学生学习的相互促进、沟通交流、团结协作。

（2）根据实验器材合理设计实验项目

简易机器人制作教学过程遵循先硬件后软件的流程。实践中需进一步细化，在硬件学习中，先发给学生硬件搭接技术图和成品彩页，待学生研究掌握硬件搭接后，从第二个实验项目开始，只给成品彩页，不发结构搭接技术图，逐步养成学生“照猫画虎”、“举一反三”的能力。

在软件学习方面，程序设计对学生来说是一大难点，从程序设计的引入开始就需要及时消除学生的畏难情绪，明确学习本课程的程序设计，主要是掌握编程思想、流程，不需要掌握程序源代码，因此采用模块化的编程方式，会画程序流程图就可以编程了。由于学生在数学阶段普遍学过流程图，所以从心态上放松了，后面的学习才能有效推进。以笔者教学实践为例，引入程序设计的方法如表1。

表1 《序列灯》程序设计方法

中学生思维活跃，想法“新、奇、特”，教师应当特别注意合理引导。在学期末，可以安排自由创意项目，让学生运用所学知识自主制作创意作品。

硬件搭接是学生最爱“出彩”的地方，往往一个作品硬件部分需要大量的额外用料，制作效果也很“壮观”，但功能实现却很少，因此教师必须提示学生硬件结构上应先满足设计功能，然后才是美观、新颖等。要求学生在创意项目上事先做好“工程预算书”，确定实现功能、设计思想和执行顺序，再开始动手操作。

学生容易忽视的往往是软件部分的创新。其实学生的程序设计思路经常与教师不一致，写出的程序自然不一样，但却能实现功能要求，这类由学生编写的程序往往执行效率不高。教师不能一味否定，在此环节务必鼓励称赞学生的创新意识，可以适当帮助学生分析提示改进程序，绝不能越俎代庖，更不能囫囵吞枣。以笔者的教学实践经验来看，那些平时在班里学习成绩一般、甚至很差的学生，在编程的思路上新颖独特、独具匠心的却不在少数，课程发掘潜能的作用明显显现。

为此，应设置学生走上讲台展示作品这个互动环节。让学生将创意作品以小组的形式在全班同学及他们的班主任面前进行展示，使班主任参与进课堂，为学生创造与其班主任、同学之间互动交流的机会。实践中，许多学生反馈在班主任面前树立了自信，为其今后的学习建立了信心。班主任也从这个环节中发现了许多学生身上的闪光点。

总之，三维目标是一个不可分割的整体，在简易机器人制作教学中应注意相互融合与协调。只有这样，才能针对新课程三维目标实施过程中遇到的新问题，找到新方法，才能培养出更多的创新型人才。

[1]中华人民共和国教育部.普通高中技术课程标准(实验)[M].北京：人民教育出版社,2003.

[2]顾建军,李艺,董玉琦.普通高中技术课程标准(实验)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2004.

[3]蔡铁权.三维目标的课程观诠释[J].全球教育展望. 2006(3).

[4]高红薇.新课程下中学通用技术课三维目标的落实初探[J].教育研究与评论(技术教育版),2010(1).

(编辑：李晓萍)

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