文湖南師范大學(xué)附屬中學(xué) 諶躍飛

樂學(xué)機器人
——如何在高中開展機器人教學(xué)

文湖南師范大學(xué)附屬中學(xué) 諶躍飛

2012年11月14日，諶躍飛（右四）在學(xué)校機器人活動室為前來學(xué)習(xí)交流的加拿大南玻特中學(xué)師生們演示FLL2013“愛晚行動”中的部分任務(wù)。

機器人技術(shù)是一門新興學(xué)科，它綜合了現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計、電子、機械、傳感器、計算機軟硬件、人工智能等諸多領(lǐng)域的先進技術(shù)。

與此同時，新的問題不斷出現(xiàn)：參加競賽的學(xué)生因缺乏硬件設(shè)施的原因，對機器人知識的接觸面太小。如何讓更多的學(xué)生了解與使用機器人，接觸高科技？如何讓更多的學(xué)生學(xué)習(xí)機器人，享受快樂？

湖南教育進入課改后，高中階段開始開設(shè)技術(shù)課程，分為信息技術(shù)與通用技術(shù)，通用技術(shù)又分必修與選修，其中選修七個模塊中就包含了簡易機器人制作。

我從2002年開始接觸機器人，如何將機器人活動普及一直是我思考的問題。課改前，我曾做了一些嘗試，課改后正式將機器人引入高中通用技術(shù)課程。

根據(jù)高中生好學(xué)、好動、勇于探索并具有一定的邏輯思維和發(fā)散思維、能夠獨立完成較高要求學(xué)習(xí)任務(wù)的特點，我將簡易機器人制作課程進行了提升，在全省乃至全國率先走出了一步：依托樂高器材在整個高二年級開設(shè)機器人課程。從開設(shè)的情況來看收到了不錯的效果。

下面我從三方面談?wù)勅绾卧诟咧虚_設(shè)機器人課程。

教學(xué)模式

機器人引入高中通用技術(shù)課程，以怎樣的方式呈現(xiàn)在學(xué)生的面前？通過多年的實踐摸索，筆者覺得教學(xué)模式可以采用機器人興趣課、機器人社團、通用技術(shù)課三種有效方式。

高跟鞋與運動鞋、皮鞋接踵而至又相繼離去，你在紛繁的人流中故作從容，卻難掩自己無法安頓的躁動與迷茫。與你擦肩而過的人無一回眸，但你忘不了那些形形色色的神情與臉龐：或凝重，或輕佻，有時淚濕春衫，抑或喜上眉梢。你在堅定的抗拒與不由自主的跟隨之間徘徊，最終你悲哀地發(fā)現(xiàn)：越是努力地依偎你的愛，你離你恨的就不遠了。你越想拼命掙脫，卻越是拼命融入。

1.興趣課

根據(jù)高一與高二學(xué)生每學(xué)期可以選校本課程學(xué)習(xí)的特點，我在這兩個年級設(shè)置了機器人興趣課，專門向?qū)C器人有興趣的學(xué)生開設(shè)，每周一課時。

因受高考指揮棒的影響，加上學(xué)生對機器人不甚了解，絕大部分學(xué)生會主動或被動選擇文化課，真正選機器人興趣課的學(xué)生只是少數(shù)，并且出現(xiàn)男多女少的現(xiàn)象，如何吸引更多的學(xué)生到這個群體中來，是一個難以逾越的坎。

2.機器人社團

社團是學(xué)生自己將有相同愛好、興趣的同學(xué)自發(fā)組織在一起并開展相關(guān)活動的團體。社團對高中的教師來說并不陌生，比如文學(xué)社、辯論社、茶藝社、街舞社等。我校也曾成立過機器人社團，開展過多次活動，但由于受場地、器材與時間的影響，機器人社團活動的開展受到很大限制。

3.通用技術(shù)課

如何將更多的學(xué)生引入機器人學(xué)習(xí)的大門，以點帶線、以線帶面，避免學(xué)生因缺乏時間而錯過學(xué)習(xí)機器人的機會？結(jié)合我校通用技術(shù)學(xué)科的特點，我將機器人引入常規(guī)課中。

我校通用技術(shù)課課程采用集中上課模式，每個班每學(xué)期集中兩天到通用技術(shù)教室上課，這樣學(xué)生就有時間與精力學(xué)習(xí)機器人技術(shù)，有利于機器人活動的開展。

多年的實際教學(xué)證明這種模式非常適合學(xué)生，深受學(xué)生的喜歡，學(xué)生的主動性、積極性、參與性得到了充分體現(xiàn)，教學(xué)效果非常不錯。

2012年FLL世錦賽中國區(qū)選拔賽現(xiàn)場，諶躍飛（中）與學(xué)生合影

組織方式

在機器人教學(xué)中，采用怎樣的教學(xué)方式尤為重要，特別是如何吸引學(xué)生的注意力。

我在實際教學(xué)過程中采用多元

化的教學(xué)方法：課堂教學(xué)和實踐教學(xué)相結(jié)合；開放式與自主實踐相結(jié)合的教學(xué)。集中授課時主要講解如下內(nèi)容：1.講解機器人的定義；2.介紹樂高器材及常用搭建技巧；3.NXT編程軟件的使用以及簡單程序的編寫。

通用技術(shù)課注重團隊與合作意識的培養(yǎng)，所以我將學(xué)生以組為單位，每組自選一位小組長，根據(jù)民主選擇，選取FLL工程挑戰(zhàn)賽項目中的任務(wù)作為本組挑戰(zhàn)的任務(wù)，綜合運用各學(xué)科知識特別是物理、數(shù)學(xué)知識來指導(dǎo)挑戰(zhàn)任務(wù)，將通用技術(shù)、機器人、各學(xué)科知識有機結(jié)合，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)樂趣，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

教師在整個教學(xué)過程中主要起引導(dǎo)作用，以學(xué)生為主，采用放羊方式，這樣課堂才有生命力。

機器人活動之后的教學(xué)評價也不容忽視，教師的一句肯定、一句鼓勵，能讓學(xué)生們?nèi)玢宕猴L(fēng)。

教學(xué)評價是對教學(xué)工作質(zhì)量所作的測量、分析和評定，同時也是對學(xué)生學(xué)業(yè)成績的評價。機器人教學(xué)可以采用以下幾種方式對學(xué)生進行評價。

1.競賽制

選擇相同任務(wù)的組采取競賽的方式檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，組與組之間比時間、比策略、比方案，看哪個組完成任務(wù)花的時間最少，成功的幾率最大。

通過競賽找出本組存在的問題，分析其他組解決問題的方法與自身的異同，從而提升解決問題的技術(shù)素養(yǎng)。

2.常規(guī)制

對不同任務(wù)的組，可以視其完成的情況及任務(wù)的難易程度進行評價。對沒有完成任務(wù)的組，則視其工具設(shè)計的科學(xué)性、實用性，便捷性，以及對學(xué)生在解決問題時運用的知識面等進行評價。

不論采用哪種評價方式，都不必過分注重結(jié)果而忽視過程，應(yīng)以鼓勵表揚為主，以培養(yǎng)學(xué)生的自信心。

以上是我在高中學(xué)校開設(shè)機器人課的一些做法，但還有一些需要進一步研究，如機器人如何全面進入高中教學(xué)課程？如何解決場地、師資、器材的問題……

不過，不論在機器人教學(xué)這條道路上會遇到多少困難，我都將勇往直前，為機器人被更多、更廣的學(xué)生所接受而做出努力。

在第八屆中國青少年機器人競賽湖南省聯(lián)賽上諶躍飛（中）與參賽選手在賽場外合影