机器人社团教学对学生能力提升的实践与探索

吴振兴

摘 要： 素质不是先天的，而是在人生阶段通过外部环境影响和教育形成的。培养学生良好的心理素质和行为习惯，提升学生的科学素养是当前科技教育的一个重大任务。为提高学生的身心素质，除了学校正常的德育教育外，社团活动也是一种很有效的途径。作者对社团教学的探索情况进行了反思并及时做了小结。

关键词： 机器人社团教学 学生能力提升 科学素养

笔者所在的学校是一所九年一贯制学校，开展机器人社团教学已经近十年。社团成立之初，我们就认为机器人社团教学应该注重学生在技术上如何学习的过程，关注学生动力实践能力的培养，让他们知道在遇到困难的时候学会面对困难，自己寻找解决这些问题的方法、策略。注意培养每个人与他人合作的精神、创新品质，只有这样才能提升他们的科学素养，最终将学到的技术运用到生活中解决实际问题的世界观。

通过实践研究，目前我们对机器人社团教学围绕“引入情境—掌握知识—引导探究—交流评价、反思成长”这一教学模式展开，取得预期的教学效果。

一、引入情境

社团学生对于处于前沿的科技更感兴趣，这就要求我们在教学过程中选择一些处于前沿的知识，以提高学生的学习兴趣，发展学生创新的思维，增强学生学习的动力。

如2016年3月，谷歌围棋人工智能程序AlphaGo以高超的运算能力和缜密的逻辑判断，击败世界围棋顶尖高手李世石，让全世界对新一代人工智能刮目相看。AlphaGo的胜利，可以说是进行机器人教学一次非常好的情境案例。值得注意的是，作为在社团课中作为教学导入的相关情境，其必须与学生的生活有一定联系，即必须来自他们身边可以接触的情境，引起他们的共鸣，这样才会在较短的时间内唤起他们的共情。这从某种意义上激发他们的社会责任感，让他们专心于他们即将学习的知识，提高他们完成任务的效率。

二、掌握知识

在学生明确相关的学习内容后，就要给他们的知识结构情况进行相应的分析。这就要求教师掌握多种学习的资源，以便学生能自主构建知识体系，提高相应的能力。有些难度系数小的问题，可以放手让学生自己解决；对于难度系数比较大，学生自行摸索必须耗费大量时间、精力但仍然难以解决的问题，教师可以加以部分辅导，以便学生尽快掌握解决此问题的方法和技能。

比如我们在给学生讲授传感器这部分内容时，可以请学生们先回忆在生活中碰到的各种情况。在讲授亮度传感器时，可以让学生亲自将亮度传感器放在不同的环境下，让他们读取相应该的数值并记录下来。这样就为他们尽快理解并熟悉掌握亮度传感器的方法打好基础。灰度传感器、距离传感觉器、声音传感器等可以用同样的方法指导学生。另外，还可以指导学生在微课平台上通过自行观看相关的视频进行学习。通过学生各组汇报交流情况可以看出，学生通过这种学习方法，知识的掌握、能力的提升情况很不错。

在学生掌握相应的知识以后，我们就要开始关注引导学生思考如何解决相关的任务和问题，引导其主动分析并思考在问题和中所蕴含的思想和方法。

三、引导探究

学生学习、探究的时候，主要的目的是学会分析问题，并尝试解决问题，提出解决问题的方案。在学生提出解决问题方案前，要对问题有一定的了解，并应用学到的知识构思应对的策略，将思想策略变成可以落实的解决问题的方案。在这个过程中就需要我们引导学生探究，有时需要指导替换某些算法或者更换传感器，以解决问题。

四、交流评价、反思成长

当学生提出问题的方案，并相对比较成熟时，接下来就可以分享他们的方案，在小结间进行交流、评比。这样做的好处是在交流中发现方案可能存在的不足之处，及时地反思如何进一步完善自己的作品。这样做还有一个好处——锻炼他们的口才，展示他们的自信。通过几年的学习，学生做到自信地展示他们的方案，并把关键部分介绍出来，在无形中养成乐于展示、分享的习惯。

总之，我校十多年机器人社团的教学经历，使我们感受到机器人社团的教学对学生的成长具有相当大的促进作用。首先，学生通过学习的过程，不仅动手能力得到提高，解决问题的能力也得到锻炼。这不仅对他们短期的学习有较大的帮助作用，从长远角度分析，他们经过几年社团的历练，诸如思维方法、创新的能力、创新精神、语言表达能力都得到非常大的锻炼。通过对区内其他学校、机构的调查，与我校一样，参加机器人社团的学生在学习、生活中的各方面都非常优秀。