小小机器人为创客教育开启大大科技梦

郭宝祥

(福建省建阳第一中学 福建 南平 354200)

2016新媒体联盟中国基础教育技术展望-地平线项目区域报告指出：云计算、创客空间、移动学习、翻转课堂将在一年内趋于普及，3D打印、3D视频、大规模在线课程、学习分析技术将在2-3年内被广泛应用。机器人的研发，生产和应用是现代技术发展和高质量生产的重要指标。站在国家发展和民族进步的高度，科技发展需要教育的改革与创新，随着大数据、云计算、创客教育、移动学习、人工智能等技术的融合发展，中小学机器人教育迎来了适宜的环境和全新的契机。创客教育的特点是在做中学，学中做，教学内容需要自己动手去练习。机器人教学就是这种情况。通过结构化的机器人课程和基于项目的学习，学生可以提高独立思考能力和解决问题能力，以了解“细节决定成败”的真正含义。机器人教育不是单独的技术教育，而是一个可以培养科学知识和现代创新意识并提高个性品质的过程。

1.为创客教育中借助小小机器人培养学生科学研究的基本方法与技能

机器人是融合了机械电子、传感器、计算机软硬件、现代工业设计、人工智能、人机交互等诸多领域的先进技术。在教学过程中，我以竞赛作为项目教育活动，但它并不要求学生参加比赛，而仅用作项目的教育平台。因此，我要求我的学生在互联网上找到包含文献的解决方案，包括原始英文版。在研究文献之后，团队成员在讨论之后创建了一个项目设计计划，随后与小组进行探究，共同创建了一个最佳项目计划，然后根据该计划创建机器人并编程程序，这样才算完成了工作。刚开始接受任务时，有的学生感到难以应对，但经过二个月的忙碌与试验之后，机器人设计初具规模，学生的脸上笑容告诉了我——学生坚持下来了，在调试的过程中，每个小组都将面同样的困难和问题，我通常在此时不提供直接帮助，而是引导学生找到解决问题的方法，通过反复修复错误之后，为创建机器人项目找到可行的解决方案。通过这个过程，可以培养每个学生的动手操作以及独立思考能力，时学生全方面得到发展。

2.借助小小机器人——为创客教育培养学生创新实践的能力

机器人是信息技术开发的开放平台。学生可以利用自己的想象力来设计各种智能设备，并培养学生开发信息技术的能力，经过开发，可以培养他们各种能力并激发学习兴趣。学生在创作作品的过程中，不仅能从中学到和具体接触到多方面的知识和技术，更有价值的是学生能在参加机器人的比赛及完成各种应用项目的过程中真正培养起动手能力、相互协调能力和综合能力。2013年福建省第十一届机器人竞赛，当时，学校只购买了综合技能的场地道具，综合技能的升级包没有买，看着图纸，面对手上仅有的一代中鸣机器人，我买来了铝板，和学生一起自制策略物，切割、打孔、变形、改进等，通过一次又一次的实验，我们对图纸上的机器人进行了改进，同年在省赛中我校获高中组省一等奖第一名，并代表省队参加国家比赛，获得第13名。创新意识通过机器人教学让它在学生心中根深蒂固，无论学生以后从事什么工作，将来做什么，它都会不断成长和繁荣。

3.创客教育中借助小小机器人培养学生的团队以及人际交往能力

完成一台机器人的设计，常常是小组协作后的结果，优秀的小组获得比赛的机会也更多，高中的学生年少气盛，聚在一起难免出现矛盾。2012年的FLL项目中，我校共有三个FLL队，只有二支队伍能参加省赛。在决定参加省赛队伍的模拟比赛中，有一个队的队员邹立勋在机器人搭建结构上因齿轮传动不顺的问题导致机器人无法行走，加上临场应变能力不足，比赛时出现了失误，队长与队员之间产生互相埋怨现象。于是，我私下里找队员说：“FLL比赛是二个人的事，如果一个人不干了，那另一个人也干不了，损失会很大。”然后，我又找队长说：“你是队长，应该对FLL这个项目负责，你的首要任务是协调组员，团结协作，此事如何处理，你自己考虑。”二位同学静心思考之后，心平气和握手言和、冰释前嫌，在后来的比赛中配合十分默契。通过解决冲突，孩子们学会了耐心并懂得了合作的重要意义。

4.可以中借助小小机器人教会学生关注细节、直面挫折

首次参加省赛的高一学生吕溪勇觉得自己像是经历了一场高考。比赛前的调试阶段，他和队友搞错了场地，而机器人是“认”场地的，摩擦力不同，编程数据上就大不一样。第一轮竞赛，他们失分严重。好在接下去几轮的比赛中，他们不慌不乱，调整迅速，扳回一城。机器人比赛要在短时间内根据裁判要求做出调整，很考验临场应变能力，这也是它与众不同的魅力。“设计结构，编程，制作模型，定位调试。制作机器人可能要经历数十数上百次的失败，非常锻炼毅力。”机器人教育不仅可以让学生在特定领域取得成功，还可以使他们真正学习如何吸取教训，如何可以从失败中学到的东西。在科学研究中不可避免地会失败，而失败的教训与成功同样重要。

5.创客教育中借助小小机器人开启新型教育模式

创客教育在将来，它将成为现代教育的一种新的教育模式。但是，自创客教育推出以来，尚未开发出一套科学合理的操作模型。经过近一年的教育实验，笔者发现“微课导学”适合创客教育，机器人运用中使用微课教育学习模式。“微课导学”课程主要是包括课前预习，课中学习和课后复习三个阶段，利用微课视频导入学习，可以让学生进行协作学习，自主学习，学生通过独立的研究，练习，交流，发现问题，解决问题，并获得新知识，总结和改进等。教师通过创造情境，分组授课，反映了以学生为本，教师为辅的教学理念，将微课程导学模型很好地应用于课堂教学中。