陳貴寶 秦署慶
2016年12月29日下午,在江蘇省無錫通德橋?qū)嶒炐W(xué)多媒體教室里,學(xué)校第八屆“樂學(xué) 樂思 樂創(chuàng)新”學(xué)習(xí)力提升課題研究周活動正在如火如荼地舉行,而在一堂有趣的機器人課上,同學(xué)們卻在全神貫注地看著一則新聞。新聞詞是這樣的:我現(xiàn)在來到了(無錫江陰)人民醫(yī)院的西藥房,經(jīng)過近一個月的改造,這里傳統(tǒng)的醫(yī)藥貨架已經(jīng)變成了我身邊先進的自動發(fā)藥機,只要醫(yī)生開完處方,病人交完費,所有的信息就會通過電腦傳到自動發(fā)藥機里面,這時藥品就會自動從貨架上掉落下來,然后傳輸?shù)饺∷幙?,整個過程所花的時間大約是15秒。
其實這是學(xué)校機器人社團周同學(xué)無意中在江蘇公共新聞頻道看到的一則新聞,當(dāng)時他大受啟發(fā),心想:自己能不能實現(xiàn)這個操作呢?第二天在與指導(dǎo)老師秦老師溝通后,師生決定一起完成這個實驗。
探索開始了,同學(xué)們提議利用光感傳感器來控制機器人行走,利用顏色傳感器來辨別物體,利用觸碰來擊打物體,利用超聲波傳感器來運行履帶傳送物體,然后分工進行流程圖的創(chuàng)建。
時間滴滴答答流逝,第一小組完成,第三小組完成,第六小組完成……
隨著各小組逐個匯報,任務(wù)圓滿完成,祝賀的掌聲映襯著同學(xué)們開心的笑臉,教室里實現(xiàn)了機器人自動取藥的任務(wù)。
這時,秦老師又拋出一個任務(wù):你能用它創(chuàng)造性地改造我們的校園或社會嗎?
一石激起千層浪,學(xué)生的思維火花被激發(fā)了:
“裝上條形碼掃描器,能在學(xué)校圖書館實現(xiàn)機器人自動借還書,再也不用人工找書和還書了?!?/p>
“裝上GPS,利用校園平面圖定位功能,實現(xiàn)各班報紙、雜志、包裹的機器人自動投遞?!?/p>
“可以實現(xiàn)超市貨架商品、倉庫儲存貨物的自動補充,再也不用售貨員人工辛苦搬運了?!?/p>
“大型停車場可以據(jù)此自動定位停車,以及快速自動取車?!?/p>
……
課堂不斷推進,學(xué)生創(chuàng)意頻出,連受邀專家和聽課老師也忍不住參與進來。而這正是學(xué)校課程特色的體現(xiàn)。
一、繼承生活教育理念—關(guān)注生活 回歸生活 創(chuàng)造生活
1.關(guān)注生活,生活是課程建設(shè)的最好來源
學(xué)生從身邊社會發(fā)現(xiàn)了這個案例,產(chǎn)生了興趣,興趣自然轉(zhuǎn)化為動力。為了實現(xiàn)學(xué)生的這個案例,師生經(jīng)過論證,在原有教案內(nèi)容基礎(chǔ)上,加入了觸碰傳感器、超聲波傳感器,又靈活使用多個條件語句的嵌套來判別和處理多種情況,實現(xiàn)了教室內(nèi)的“自動取藥”。升級版的《自動取藥》內(nèi)容相比《擊打紅球》更貼近生活,也更富有時代氣息。
本課是在校本課程中《擊打紅球》這一課的基礎(chǔ)上改編而來,原先課程目標(biāo)主要是初步掌握條件語句的應(yīng)用,學(xué)會使用光電傳感器和顏色傳感器。
2.回歸生活,生活是課程建設(shè)的最終歸宿
學(xué)校機器人教材采用模塊式的設(shè)計,共設(shè)6個模塊,分別為:“我們的機器人—通通”,知識點對應(yīng)感知樂高機器人;“通通學(xué)雷鋒”—小小郵遞員、小小導(dǎo)游、小小消防員、小小警衛(wèi)員,知識點對應(yīng)移動模塊、循環(huán)模塊;“通通護環(huán)境”—躲避草坪、快樂碰撞,知識點對應(yīng)觸碰傳感器;“通通守秩序”—聽聲音、測距離、護交通,知識點對應(yīng)聲音傳感器、超聲波傳感器;“通通愛運動”—越野賽、籃球賽、網(wǎng)球賽,知識點對應(yīng)光電傳感器、機械臂;“通通愛生活”,這是自主項目,各個項目總課時為30課時。
因為通過生活中具體的任務(wù)與所學(xué)內(nèi)容建立聯(lián)系,降低了學(xué)生認(rèn)知上的困難,也能夠讓學(xué)生認(rèn)識到所學(xué)內(nèi)容對社會發(fā)展、人類生活所具有的意義,從而深化學(xué)生的認(rèn)識,開拓學(xué)生的視野。
3.創(chuàng)造生活,生活是課程建設(shè)的創(chuàng)新平臺
《江蘇省義務(wù)教育信息技術(shù)課程指導(dǎo)綱要》(2013年修訂版)指出:信息技術(shù)課程應(yīng)當(dāng)貼近學(xué)生的生活,應(yīng)當(dāng)充分利用學(xué)生生活中的資源、題材和范例組織學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)活動,培養(yǎng)學(xué)生運用信息技術(shù)解決生活中的問題的意識與能力。
本案例中,秦老師在完成“自主取藥”任務(wù)后的提問環(huán)節(jié),具有畫龍點睛之意,也使“擊打紅球”內(nèi)容升級為“自動取藥”“自動借書”“自動送貨”“自動倉儲”“自動停車”……
在本案例中,一個簡單的“擊打”功能,因為一則家鄉(xiāng)的新聞,使師生產(chǎn)生了碰撞,使課程產(chǎn)生了變化,開出了絢麗多彩的花朵,實踐證明,生活決定了教育,教育不能脫離生活。
二、發(fā)展創(chuàng)客教育理念—項目驅(qū)動 探究學(xué)習(xí) 同伴互助
創(chuàng)客教育是創(chuàng)客文化與教育的結(jié)合,它是基于學(xué)生興趣,以項目學(xué)習(xí)的方式,采用小組合作的形式,使用數(shù)字化工具,倡導(dǎo)造物,鼓勵分享,培養(yǎng)跨學(xué)科解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的一種素質(zhì)教育。
1.項目驅(qū)動的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生在玩中學(xué)
原本小學(xué)生學(xué)習(xí)編程是有困難的,但學(xué)校采用的樂高機器人提供了圖形化、模塊化的編程軟件,降低了對學(xué)生的要求,因此學(xué)生對這門機器人課程一直保持著濃厚的興趣。
結(jié)合本案例,教師以“自動取藥”項目為驅(qū)動,激發(fā)興趣,明確目標(biāo),精心設(shè)計和組織學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù),讓學(xué)生在完成項目的同時學(xué)到了知識,培養(yǎng)了能力,在愉快玩的過程中加深了對智慧生活的理解。
2.探究學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生在玩中研
機器人課程與傳統(tǒng)課程最大的區(qū)別在于,它是一門綜合性實踐課程,注重培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力。教師要改變機器人教學(xué)的經(jīng)驗型和驗證型教學(xué)模式,以項目驅(qū)動形成探究型教學(xué),要讓學(xué)生每一次動手實踐,都是檢驗學(xué)生原有的設(shè)想、思維是否正確,通過在實踐中不斷發(fā)現(xiàn)和糾正錯誤,提高學(xué)生的積極性和參與性,真正實現(xiàn)探究型教學(xué)方式在機器人教學(xué)中的應(yīng)用。
結(jié)合本案例,很多難點不需要老師講得太細(xì),實踐是學(xué)生最好的老師,如驅(qū)動馬達的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),機械臂的擺動幅度,紅色、綠色的擺放順序等,當(dāng)出現(xiàn)差錯時,學(xué)生自我壓力反而會很大,他們定會全力以赴去分析問題,并會通過多次嘗試去解決問題。endprint
3.同伴互助的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生在玩中得
同伴互助是促進課堂教學(xué)的一種方法,也是課堂創(chuàng)新教學(xué)的途徑之一。它在轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,改善課堂學(xué)習(xí)氣氛,發(fā)揮學(xué)生主體作用,促進學(xué)生良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的養(yǎng)成,培養(yǎng)學(xué)生合作意識和團隊精神、交流和合作能力、良好的非認(rèn)知品質(zhì),提高學(xué)生綜合素質(zhì)等方面都能收到良好的效果。機器人教學(xué)具有實踐性強、探索性強和綜合性強的特點,更需要提倡學(xué)生之間的互助。
在本案例中,很多難點學(xué)生能分析出,但并不代表能依靠個人力量解決,如比值的數(shù)值范圍、機械臂的擺動范圍、條件語句的嵌套等難點,這就需要小組全體成員聯(lián)系原有知識和操作經(jīng)驗,大膽討論,積極嘗試,甚至去其他小組虛心求教,在團隊的力量下逐步克服困難,從而體會成功的喜悅。
三、借鑒智慧教育理念—自主評價 體驗過程 注重發(fā)展
智慧教育就是通過利用先進信息技術(shù)構(gòu)建智能化環(huán)境,讓師生能夠施展靈活的教與學(xué)方法,為學(xué)習(xí)者提供最適宜的個性化服務(wù),使其由不能變?yōu)榭赡?,由效能變?yōu)榇竽埽瑥亩囵B(yǎng)具有良好的價值取向、較高的思維品質(zhì)和較強的施為能力的人才。
1.自主評價,便于全面評估學(xué)生知識的掌握和實踐的能力
機器人教學(xué)應(yīng)該避免機械的、單一的技能訓(xùn)練,強調(diào)學(xué)生技能的形成、思想方法的掌握和文化的領(lǐng)悟三者之間的統(tǒng)一。
在評價方式上,在本案例中,學(xué)校采取“任務(wù)評價表”方式,通過評過程、評結(jié)果,評知識、評收獲,自己評、同伴評、老師評等不同維度不同方式,綜合性地評價學(xué)生,從而實現(xiàn)智慧教育概念中所提出的培養(yǎng)具有較強施為能力的智慧人才的目的。
2.體驗過程,便于綜合培養(yǎng)學(xué)生過程的理解和方法的習(xí)得
機器人課程強調(diào)課程內(nèi)容的綜合性與實踐性,它超越封閉的單一學(xué)科知識體系和固定的課堂教學(xué)時空局限。在本案例中,秦老師通過“自動取藥”任務(wù)的設(shè)計過程,把傳感、控制和執(zhí)行過程結(jié)合到一起,注重“顏色循環(huán)判斷”這一關(guān)鍵難點的解決,落實智能和控制理念,增強學(xué)生對過程的理解,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維方法,提高學(xué)生解決實際問題的能力,從而實現(xiàn)智慧教育概念中所提出的培養(yǎng)學(xué)生較高思維品質(zhì)的智慧人才的目的。
3.注重發(fā)展,便于遠期關(guān)注學(xué)生情感的培養(yǎng)和價值的發(fā)展
機器人教學(xué)更應(yīng)注重學(xué)生對信息道德、信息文化的感悟與內(nèi)化,引導(dǎo)他們形成積極的有關(guān)信息時代的世界觀、人生觀、價值觀,增強他們的網(wǎng)絡(luò)道德觀念和責(zé)任心,逐步養(yǎng)成互聯(lián)網(wǎng)和機器人技術(shù)相結(jié)合的思維發(fā)展理念,從而實現(xiàn)智慧教育概念中所提出的培養(yǎng)具有良好的價值取向的智慧人才的目的。
機器人教學(xué)走進信息技術(shù)課,不僅拓展了學(xué)校學(xué)生信息素養(yǎng)培養(yǎng)渠道,更讓學(xué)生在快樂的“玩”中培養(yǎng)了改造生活、創(chuàng)造未來的強烈主人翁意識。endprint