机器人教学中 培养学生团队协作能力的策略

徐晖

摘要：初中机器人课作为以小组合作为主要教学形式的活动课程，对培养学生团队协作精神、树立健全人格、调理人际关系等都具有重要作用。本文旨在研究如何在机器人教学中培养学生的团队协作能力，并形成有效策略。

关键词：机器人教学;团队协作;培养策略

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）06-0000-03

如今，机器人教育在教育领域开展得如火如荼，而机器人教学是以小组协作开展的教学活动，对学生协作意识、协作能力的培养是其重要的教学目标。因此，在了解学生学情的基础上，在机器人教学中确定有效的协作方案、制订明确的评价体系能助力学生形成良好的团队协作能力。

● 掌握学生情况

笔者所在学校的机器人课程是以选修课的形式开展，为了掌握学生团队协作能力的真实情况，开学之初，笔者使用问卷星对选修了机器人课程的学生开展了匿名的问卷调查。调查问卷总共设置四类13个题目。类别一：个人基本信息调查;类别二：对小组合作重要性的认知;类别三：对团队协作实施措施的了解;类别四：团队中应该有哪些角色以及对各角色的要求。

调查问卷返回50份，对各题统计结果进行分析可知，大多数学生愿意与他人合作完成任务或活动，并认为团队协作在完成工作的过程中具有积极且重要的作用;但学生对团队协作的具体实施、优秀团队的基本要求，以及自己在团队中担任何种角色、如何做好这个角色尚不明确。

基于以上调查结果，笔者认为合作类课程的开设可以顺利进行，但学生对个体角色定位、团队协作完成工作的实施不明确性，要求教师在授课以及组织活动过程中制订好明确的方案及评价体系来辅助学生完成教学任务，并能够不断提高协作意识与协作能力。

● 确定协作方案

1.确定小组人数

在上课之初，教师通过安排不同人数小组来完成“机器人搬运工”的设计与制作，此活动在没有给学生任何关于团队协作的提示下开展，观察学生最原始的状态。因受活动场地、设备数量以及学生人数等多种因素限制，安排二、三、五人组各三组。

笔者通过对学生的课堂活动以及任务完成度的观察发现：在完成速度和质量上，三人组和五人组都有较好的表现，但五人组存在1～2个组员无事可做的现象，二人组内则表现出完成速度明显较慢的问题。因此可知，三人为一个小组的学习、活动模式适用于机器人的课堂教学，有助于学生更好更快地完成活动和实验任务。

2.平衡成员分配

在“机器人搬运工”的课堂活动中，教师还担当了观察员的角色，因小组成员随机分配，导致组间差异较大，这不利于课堂活动的组织与开展，也不利于学生团队协作能力的培养。一个团队中的组织者需要统筹安排小组内的学习活动，同时对机器人的工作原理要有一定的认知度，而有些学生在小学阶段有过机器人的学习经验、班干部的管理经验，所以可以安排这些学生担任组长的职务，同时也平衡了各组之间的差异。

此外，笔者根据课堂观察以及问卷调查结果，将具备相同能力的学生安排在不同的小组内，动手能力较强的学生主要负责机器人搭建，逻辑思维能力较强的学生主要负责程序编写，表达能力较强的学生主要负责方案商讨和汇报展示。学生相互之间不是独立割裂的，而是在团队协作的基础上最大程度地发挥个人优势和长处。

3.制订协作目标

机器人课程具有综合性、实践性、复杂性等特点，教师只有调动起学生的主动性，让学生参与活动，产生交互，才能产生更加多元化的理解与认识，丰富学生的认知世界。因此，在团队协作学习的机器人课中，教学目标除了与机器人相关的知识与技能、过程与方法目标以外，还包括协作技能目标（三维目标中的情感态度与价值观目标），即通过团队协作需要学生掌握的协作技能技巧，学生将围绕这三类目标开展相应的团队协作学习活动。

教师作为课堂教学的主导者，要确定好课堂的教学目标，以便于学生做好目标规划，开展团队协作活动。例如，在《机器人大力士》一课中，三维教学目标为——知识与技能目标：了解颜色传感器的作用，学会什么是阈值，掌握“反射光线强度”原理;过程与方法目标：能够小组合作搭建颜色传感器，多次尝试学会使用col-reflect功能测量阈值，利用超声波传感器识别对方机器人;情感态度与价值观目标：在小组合作中提高语言表达能力，能够交流互助，共同完成机器人大力士的任务。

4.合理安排任务

团队协作的目的就是要让学生学会如何在团队中工作，让学生不仅要关注到任务本身，还要学会倾听、善于交流、乐于表达等。所以，初期的任务安排考虑到要让学生理解和体会团队协作的重要性，教师在设计时可将任务划分成具有较高关联度的多个小任务，对整个任务而言，每个任务都是关键环节，缺一不可。同时，教师可将个别任务设置为平行进行，这样有助于小组成员对整个任务流程有大致的了解。这样安排任务，能让学生体会到同伴的工作对自己或集体成就的重要性，同时，在完成任务的过程中锻炼不同的能力。

● 制订评价体系

在机器人活动中，学生最终要以作品或竞赛的形式展现成果，要对小组的最终成果进行评价。而团队协作能力作为机器人课程的重要培养目标，需由参与者自己在任务实施过程中做出个人评价;因此，评价体系可以分为结果性评价和过程性评价。

1.过程性评价

在课程实施过程中，在学生完成知识学习、技能训练后，设定若干案例题目（设计、创造可完成某些任务的机器人，并进行展示），由各小组研究案例、思考设计、展开讨论，制订解决方案。在小组讨论过程中，限定讨论时间，并确定解决方案。在此过程中，教师充当旁观者的角色，观察各成员在讨论过程中所扮演的角色、发言的逻辑和所起到的作用。

该评价过程由学生自评，分别从组织能力、表达能力、倾听能力和分析能力四个指标来打分，详细评价体系如上页表1所示。

2.结果性评价

该类评价从不同角度来划分指标，如硬件搭建的合理性、成品外观的美观性、程序的高效性以及项目的完成度等。此类评价针对团队协作的结果，因此是以小组为单位来进行评价。评价表如表2所示。

在每次活动或任务完成后，要求各小组成员填写该表。在学生活动过程中，小组成员针对自己的协作能力指标进行自评，在任务完成后，教师针对各小组的技能指标进行师评，并对比分析学生前后能力的变化。

该评价指标丰富了课堂活动，起到了验证学习效果的作用。同时，学生通过观看评价表中的各类指标，明确了团队协作能力的构成要素，并知道自己在小组合作中应该怎样积极主动地担当团队中的各类角色，帮助团队更快更好地完成任务要求。

此外，笔者还在不同的活动中设计了多种学习日志，以个人为单位来填写，纳入学生的个人成长档案，作为学习效果的参考依据。

● 验证学习效果

经过一个学期的机器人课程学习后，笔者选取15次机器人制作活动，对小组成员协作指标的各项能力得分进行统计，随机抽取不同小组共四名学生的统计结果进行分析，四名学生协作能力总得分均呈现明显的上升趋势。但不同学生的能力项发展不均衡，学生二总體得分偏低，但呈平稳上升趋势，学生一的分析能力较其他方面能力更强，学生四的倾听能力更强，学生三的四类协作能力都表现出较高水平，且学生一、二、四都呈现波动上升趋势。笔者认为，经过更长时间的训练后，学生的团队协作能力会得到进一步加强。

● 总结

以小组合作为主要活动形式的机器人课程，对培养学生的团队协作能力具有重要作用，但小组合作学习并非直接将任务交给学生，分组完成，而是要让学生在小组中充分发挥自己的特长，勇于表达与沟通，善于倾听与沟通。因此，教师要在初中机器人教学中，设置合理的教学策略，安排有利于培养学生团队协作能力的有效方案，并在此基础上，制订丰富精准的评价体系，引导学生不断完善自己，以使其适应当今社会对人才的需求。