基于主导—主体教学模式的机器人教学研究

2021-07-07汪迎

电子测试 2021年7期

汪迎

（上海市城市科技学校，上海，201620）

0 引言

机器人教学是国家教育部颁布的一门作为中小学的智能方面选修科目的主要课程，被现代的教育学家认为为培养学生的创造力和想象力的重要课程。通过调查了解，目前很多中小学以及社会培训学校都开展了机器人课程，通过机器人课程来锻炼学生的思维逻辑能力，培养实际动手能力以及创新能力。目前，机器人课程鉴于它的课程特点，比较适用于当下的“主导——主体”的教学模式，即充分发挥教师的引导作用，将学生从被动学习引导为主动认知，既注重教师的教，又体现了学生的学，总而言之，“主导——主体”相结合的教学模式是时下机器人课程比较流行的教学模式之一，下面来详细探讨一下具体的内容。

1 机器人教学课程原则

机器人教学课程属于技术类型的选修课程，重点培养学生的创新能力和实践能力，因此在机器人课程教学的设计原则方面，主要是构建学生的创新精神与实践能力相结合，通过引导学生参与到机器人课程中去，从而培养他们的探索性，实践性以及创新性。在这个过程中，引导他们对机器人课程进修全面的学习，全方位的提升他们的能力，具体的逻辑框架如图1所示。

图1 逻辑框架图

从图1逻辑框架，我们可以很明显的看出，想要更好的进行机器人的教学课程，需要四个方面进行协助，第一，创新硬环境，即满足机器人教学的硬环境构建，第二，创新软环境，即完成与机器人硬环境相符合的软环境的搭建，第三，学生活动引导学生进行自主学习，第四，完成教学既定的活动载体，即引导学生对机器人课程进行探索性、实践性的主题研究，从而完成机器人课程的教学任务，接下来，将结合机器人的具体教学案例，分析“主导——主体”教学模式在机器人教学中的应用。

2 案例分析

2.1 设计阶段

（1）确认活动载体

首先，我们要根据机器人的某一节课设计它的活动主题，教师可以根据自己的特点以及学校的条件来选择适当的活动载体，比如在进行机器人搭建的时候，需要硬件符合机器人搭建条件，另外，对于后期机器人的选题、设计、组装、变成，这些都需要学生进行后期的学习和展示，上述内容都需要一个活动的载体，载体的确定是机器人课程的重要设计内容，确定了活动载体，就确定了机器人课程主体的内容，注意的是活动载体的选择是需要考虑不同年龄段的学生的学习能力基础来确定的。

（2）创建学习环境

对于机器人的学习环境，主要包括硬环境和软环境，对于硬环境，就是教学活动开展的必要环境组成，包括场所，设备以及相关的学习资源等等，而计算机，网络，多媒体，不同品牌类型的机器人设备都是必要的硬环境组成部分。另外，如果教师想要进一步拓展学习内容，可以为学生准备其他的杂志，图书，学习光盘等等，这些东西需要在网络上查询下载，可以起到拓展学习内容的作用。软环境则包括学习氛围、活动目标等等，对于机器人的课程创建，学习氛围非常的重要，由于机器人的学习是一种探索的过程，因此，在创建软环境的时候，需要搭建一个学习的气氛，可以采用竞赛的方式，充分调动学生的学习积极性，此外，在软环境的搭建方面，也不应该过于死板，容易导致学生的学习氛围死板，可以创造比较宽松的条件是最好的，只有引导学生学习，让学生在一个比较心理舒畅的情境下学习，才能更好的发挥学生的聪明才智，进行创造性，探索性的机器人学习。

2.2 实践阶段

（1）方案的制定

对于机器人的教学内容，在实践阶段，首先需要明确学习的主题，即方案的制定。针对机器人的具体授课内容，对课题的核心进行制定，通过方案的制定，来确定课程的主题结构，如果授课的内容是学生已经熟练的内容，那么就要在原有的基础上进行课程的创新，如果授课的内容是学生未知的内容，那么就需要引导学生进行知识的探索。对于机器人授课内容的理论知识，比如基础架构的概念，连接传感参数的设置要进行辅助教学，比如采用多媒体教学方式来更好的帮助学生去理解教学内容。另外，在方案的制定过程中，需要充分考虑到教学过程中可能遇到的问题和困难，根据不同的情况制定不同的课程实施内容，尽量要细化方案的每一个方面，必要时，将方案落实到工作页和图纸上。在方案的制定过程中，教师还需要指导学生对方案进行充分的论证，只有确定方案的可行性才能继续推行这个方案，否则方案的制定是不完善的。

（2）方案的实施

对于机器人教学的方案实施，需要根据学生不同的特点进行因材施教，真正按照“组间同质，组内不同”的方式进行，根据学生的实际情况，比如逻辑思维能力，动手能力，计算机编程能力以及语言表达能力对学生进行分组，要充分考虑学生的个体差异性。此外，方案在实施的过程中，要分为几个模块，通过不同的模块来引导学生学习机器人。在学生进行执行的同时，教师进行必要的引导，引导不要明确，要含而不漏，引而不发，让学生在机器人的学习过程中持有一个自由开放的心态，充分发挥自己的主观能动性，自我管理，不断的探索，不断的发现问题，分析问题，解决问题，利用学习到的每一个内容努力完成整个机器人学习的实践过程，充分发挥教师为主导和学生为主体的教学模式优势。

（3）局部调整

在机器人的教学过程中，还是会有不尽如人意的地方，这个时候，需要进行局部的调整，根据实际的教学情况对方案进行微调，局部调整的原则要根据方案制定的主体进行调整，即制定解决方案，方案调整、实施验证等，确保整个方案的顺利进行，而教师在整个教学过程中，不但要引导，更要监督，并且应该允许反复验证，不断修正教学实施全过程，全方位把控机器人课程的教学内容。

（4）整体的磨合

机器人教学是由不同的教学模块组成的，在对整个模块进行拼装、调试、测试、联调的时候，实际就是对整个教学内容的整合，这是一个综合的过程，在所有模块整合在一起的时候，难免会出现一些误差和不协调的地方，因此，这就需要进行统一协调，不断地微调和测试，这也是机器人系统完成最终目标的必不可少的环节，从而使整个方案趋近于完整，得以顺利实施，最终达到机器人的授课要求。

2.3 交流阶段

机器人教学内容是需要进行展示和交流的，展示是为了让别人从中学到很多特别的内容，交流是为了更好的完善机器人教学方案。可以通过组织学生或者团体对机器人教学内容进行成果讨论，与其他活动小组进行深入的沟通和交流，以自评和互评，借鉴其他人的经验和学习内容，更好的完善自己的教学成果。此外，对于最终的教学内容与形式，可以将整个教学项目开展不同层次的竞赛，进行比赛锻炼可以更好的锻炼自己的教学成果，与专业人员进行沟通和交流，更容易拓展学生的视野，让学生有机会接触到更多专业的学习成果，从而不断的完善自己的机器人学习方案，对机器人教学课程也是一种充实和补充。