高中机器人技术教学模式刍探

吴健

摘 要：各中小学机器人技术教学发展的不均衡，导致高中生的技术基础参差不齐。面对差距如此之大的教学对象，教师应采用灵活的教学模式满足不同层次学生的求知需要，丰富教学组织形式满足学生要求自由创造的需要，通过“玩中学”满足学生的娱乐需要，采取多元化评价方式满足学生的成就感需要，从而使机器人教学活动的开展更加有效。

关键词：高中通用技术；机器人教学；落实措施；实践

中图分类号：G633.67 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2018）36-0097-02

在高中机器人技术教学中，传统的教学模式只会使有的学生“吃不饱”，有的学生“消化不了”。这无疑是对学生原本拥有的强烈求知欲的抹杀，会使学生的兴趣逐渐消退，甚至导致机器人技术教学活动成为“鸡肋”。既然机器人技术已经被列入课程标准，就应该重视起来。江苏省梁丰高级中学早在课程标准颁布前几年，就将“简单机器人的制作”纳入到高二年级的通用技术课程中，让每个学生都与机器人来上一次亲密接触，完成机器人技术的扫盲。同时，学校还开设了专门的机器人设计制作的拓展课（列入课表，与常规课程享受同等待遇），可供机器人技术方面基础好的学生选修。而“智能机器人爱好者协会”的社团活动则更像是一个机器人研究所正在开发不同领域的机器人一样，学校搭台学生唱戏，让学生有良好的创新环境。

一、采用灵活的教学模式满足不同层次学生的求知需要

在传统的教学活动中，教师总是在规定的时间、地点，按照规定的顺序、时间表和形式教授规定的教学内容。这一系列“规定”使得具体的教学活动往往不能满足学生的需要。即使学生需要知识，他们所需要的具体内容也很难与教学的具体内容相匹配。因此，一方面，教师应该关注学生的学习，并尽可能地满足学生的需求。另一方面，在实际教学过程中，教师受到一系列“规定”的限制，这些“规定”往往不能满足当时学生的需求。因此，教师的教学存在着另一个无处不在的矛盾。在现阶段的机器人技术教学中，没有特殊的教学大纲和固定的内容，因为不需要“规则”，教师可以最大限度地提高学生对知识的满意度。由于机器人的科技含量非常高，参加学习的学生在这方面的能力必然是参差不齐的，所以社团的学习活动中没有设置统一的进度。教师可通过网页提出活动建议，供学生自己通过校园网浏览参考。教师提供的参考要按照不同的活动方式和难度分成几个板块，教学目标也是复合的，针对不同层次学生分别设计的。这样，不同层次的学生可以按照自己的具体认知需要安排活动的内容，如观看机器人相关的视频资料、讨论新的机器人制作方案、对现有机器人的改进和调试、搜集相关资料并交流意见等。学生还可以根据自己的情况选择不同的难度级别，以不同的方式进行活动，并寻求教师的帮助。因为有互联网的帮助，这一切甚至可以在正式开始活动前完成。而在活动开始时，并没有刻意地进行时间限制，早来早开始，教师不必张嘴说一句话，学生就能够进行自己的活动。这种灵活的学习模式使不同级别的学生都能够满足认知需求，并让学生真正唱主角，还解放了教师，节省了时间，减少了课堂对学生的限制。

二、丰富教学组织形式满足学生要求自由创造的需要

科学思维的过程基本上是解决问题的过程，问题不是教学设计的唯一方法，可以由学生在自学教科书的基础上提出，也可以在彼此讨论的过程中产生。学校的机器人技术教学环境犹如一个俱乐部，这些活动室不是普通的教室，有固定的桌椅，而是专门的实验室，中间是一个被小组活动区域包围的模拟机器人比赛场地，每个活动区有自己的电脑、工具、属于自己小组的机器人，甚至还包括自己小组的网页（用于技术交流以及活动简报和小论文的发布）。因为机器人经常要参加一些竞技比赛，所以学生可以自己按照比赛的项目分成若干个学习小组，也可以自己创立一个学习小组，专门研究属于自己小组的机器人（可以参加创新大赛）。实践表明，高中生其实已经有了相当强的组织能力，能够自发地组成有效的团队，技术强的可以充当“工程师”，技术不行但是满腔热情的可以做“通讯员”，有领导能力的可以当“項目经理”。这样一来，每个学生都找到了属于自己的位置，可以尽情地将自己的创作梦想加以实现，也可以满足自己对自由创造的需要。此外，小组学习还可以培养团队精神和队友之间的相互合作精神，满足学生对集体生活的需求。例如，在“智能交通灯”项目中，学生在其中就扮演了主角。如何将自己的想法通过机器人技术的结合来变成现实，如何让自己手工制作的自动化设备能够应付各种可能出现的状况，如何让它更人性化也更符合实际需要，如何通过有效的展示将作品的过人之处表现得恰到好处，如何进行调查获得项目可行性资料等诸多问题，都是学生自己动手，自己协调，自己完成的。整个项目的活动已经不限于课堂，更多的是在课余时间动手制作，甚至走上街头，走进企事业单位做调查。

三、通过“玩中学”满足学生的娱乐需要

今天的青少年与以往有很大的不同，他们思想活跃，创造性和独立性强，自我意识强，并且有步入成年期的显著倾向。他们希望在家庭和学校有更多的自主权，希望用科学知识丰富自己的头脑。从国内外大事到外星人入侵地球，从大陆架油气田的开发到用基因工程解决粮食问题，他们都津津乐道。他们看着周围的一切，随着知识积累逐渐形成自己的观点，并经常用他们的眼光来审视教师和家长。这就可以看出现代课堂教学不能再使用凯洛夫时代的方法，否则学生的主体作用将被忽略，将无法调动学习的积极性。源自丹麦的“乐高”机器人教材很早就提出了“玩中学”的教学策略。在教学中，教师可以带有娱乐性的活动为任务驱动，开展机器人创意制作活动，如制作投篮机器人、踢足球的机器人、摔跤的机器人等，并以“比一比谁的机器人更棒”为主题组织小组内部、小组之间进行机器人打擂台。这样，学生在面对各种问题时，可以充分发挥分析和处理能力。在与同龄人进行比较和竞争中，学生能够产生更强烈的兴趣。竞争甚至会驱动学生进一步探究更深层次技术的愿望，也就为学生将来进一步深造奠定了基础。通过自己亲手制作的过程，通过各个感官共同的刺激后，学生对于所学的内容会有更深刻的认识。

四、采取多元化评价方式满足学生的成就感需要

对社团活动的评价很难有一定的规范，但是一个恰到好处的评价却能够满足学生的成就感，这就要求评价不能是一个简单的等第或者分数。应该说，凡是参与活动的学生都应该有收获，而他们的努力也应该得到承认。这里所谓多元的评价方式，就是通过多种手段进行综合评价，而其实质是更多地让学生得到成功的体验。教师将每个小组的学习成果都通过网页形式发布出去，让大家都知道他们的努力；每个小组将自己的机器人向大家进行介绍，让更多的人知道自己的成果；不同的小组间进行互评，互相取长补短，交流技术。一个小组在进行介绍时，其他小组就像评审专家组一样，要求该小组进行答辩。经过这样的评价过程后，学生不仅得到多个角度的成功体验，而且锻炼了写作、编辑、语言表达和人际交往等能力。这一切都是模拟学生将来在工作领域要碰到的种种场面，也满足了学生实际生活体验的需要。最后的评价结果也许不再重要，重要的是在评价的过程中学生再一次获得了积累，科学精神再一次得到了升华。

总之，学校应积极采取措施，不断引入新的教学理念，通过实践总结经验，让机器人技术的教学真正落到实处，让学生的主体地位真正体现出来，让前沿科技的接班人队伍真正壮大起来。

参考文献：

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