袁贛濤 崔婧

摘 要 機(jī)器人教學(xué)是近幾年來(lái)隨著科技的發(fā)展而逐漸出現(xiàn)的教學(xué)方式，在教學(xué)中運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行教學(xué)不僅是教學(xué)模式創(chuàng)新的一種方式，還是培養(yǎng)機(jī)器人人才的重要舉措，合理運(yùn)用機(jī)器人教學(xué)，將對(duì)我國(guó)的教育事業(yè)發(fā)展起到積極的作用。通過(guò)本文的研究發(fā)現(xiàn)在機(jī)器人教學(xué)模式之下，對(duì)中小學(xué)項(xiàng)目學(xué)習(xí)效果有著一定的提高作用，為中小學(xué)機(jī)器人教學(xué)模式的構(gòu)建提供了參考和借鑒。

關(guān)鍵詞 中小學(xué) 機(jī)器人教學(xué)模式 項(xiàng)目學(xué)習(xí)

中圖分類(lèi)號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.09.059

Abstract Robot teaching is a kind of teaching method which appears gradually with the development of science and technology in recent years. Using robot in teaching is not only a way to innovate teaching mode. It is also an important measure to train robot talents. The rational use of robot teaching will play a positive role in the development of education in China. It can improve the learning effect of primary and secondary school projects， and provide reference for the construction of robot teaching mode in primary and middle schools.

Keywords primary and secondary schools； robot teaching model； project learning

1 相關(guān)概念界定

1.1 機(jī)器人教學(xué)

“機(jī)器人教學(xué)”如何定義，是研究機(jī)器人教學(xué)首先需要解決的問(wèn)題。關(guān)于什么是機(jī)器人教學(xué)，國(guó)內(nèi)專家給出了各自定義。

湖南師范大學(xué)教育技術(shù)系彭紹東教授為代表的廣義定義認(rèn)為：機(jī)器人教學(xué)是指學(xué)習(xí)、利用機(jī)器人，優(yōu)化教育效果及師生勞動(dòng)方式的理論與實(shí)踐。英文表述為：Robot- Based Education is the Theory and Practice of Studying and Utilizingrobots to optimize the Effect of Education and the Way of Teachers' and Students'Work.

1.2 項(xiàng)目學(xué)習(xí)概念

不同的學(xué)者對(duì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)給出了不同的定義，國(guó)外學(xué)者給出的項(xiàng)目學(xué)習(xí)定義為：項(xiàng)目學(xué)習(xí)（Project-based Learning，簡(jiǎn)稱PBL）是一種新型的教學(xué)模式，在此教學(xué)模式中更加關(guān)注學(xué)科的核心概念、原理，要求學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，制作出相應(yīng)的作品，實(shí)現(xiàn)自己知識(shí)體系的建構(gòu)，學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)教學(xué)模式中，需要自己進(jìn)行問(wèn)題的解決，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中的知識(shí)進(jìn)行探究而開(kāi)展的一系列有意義的活動(dòng)。

國(guó)內(nèi)學(xué)者黎加厚給出的定義是：項(xiàng)目學(xué)習(xí)是以學(xué)習(xí)和研究學(xué)科概念、原理為基礎(chǔ)，讓學(xué)生通過(guò)調(diào)查活動(dòng)項(xiàng)目的參與，進(jìn)行問(wèn)題的解決，從而建構(gòu)起自己的知識(shí)體系，并且這些知識(shí)能夠運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)的生活中去。

通過(guò)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的定義，可以看出項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一種強(qiáng)調(diào)學(xué)生親自參與到活動(dòng)中，并對(duì)問(wèn)題進(jìn)行探究和解決的教學(xué)模式，通過(guò)此過(guò)程實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)的獲取。

1.3 機(jī)器人教學(xué)模式

當(dāng)前，機(jī)器人教學(xué)模式主要包括實(shí)驗(yàn)?zāi)M型教學(xué)、趣味交互型教學(xué)、科學(xué)探究型教學(xué)、發(fā)明創(chuàng)造型教學(xué)等四種模式。實(shí)驗(yàn)?zāi)M型教學(xué)是當(dāng)前機(jī)器人教學(xué)中的常態(tài)，當(dāng)我們提到“傳統(tǒng)的”機(jī)器人教學(xué)時(shí)，實(shí)際上說(shuō)的就是此類(lèi)教學(xué)模式。 此類(lèi)教學(xué)的基本特點(diǎn)是以機(jī)器人相關(guān)技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容的主體，將機(jī)器人本身作為學(xué)習(xí)的對(duì)象，以掌握機(jī)器人本體知識(shí)為導(dǎo)向。趣味交互型教學(xué)是指以開(kāi)發(fā)有趣、好玩的機(jī)器人聯(lián)機(jī)交互系統(tǒng)為主要任務(wù)的教學(xué)。其基本形態(tài)是在計(jì)算機(jī)中編寫(xiě)和運(yùn)行程序，將機(jī)器人（如 Arduino主控板）作為控制端，通過(guò)機(jī)器人與計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行交互，而非采用鼠標(biāo)與鍵盤(pán)?？茖W(xué)探究型教學(xué)，是另外一類(lèi)需要設(shè)計(jì)聯(lián)機(jī)交互系統(tǒng)的教學(xué)類(lèi)型。它以科學(xué)問(wèn)題為導(dǎo)向，將機(jī)器人作為開(kāi)展科學(xué)探究的載體和工具，為探究性學(xué)習(xí)提供數(shù)據(jù)收集、加工的技術(shù)支持。 發(fā)明創(chuàng)造型教學(xué)，是以實(shí)際需求為基本導(dǎo)向、以項(xiàng)目教學(xué)為基本方法、 以創(chuàng)新實(shí)踐為核心目標(biāo)的教學(xué)，要求學(xué)生通過(guò)教學(xué)能夠制作出具有創(chuàng)新性的智能人造物。

2 項(xiàng)目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機(jī)器人社團(tuán)教學(xué)當(dāng)中的應(yīng)用分析

機(jī)器人教學(xué)項(xiàng)目是以社團(tuán)教學(xué)為組織形式進(jìn)行。在課余時(shí)間內(nèi)，以增加學(xué)生課外知識(shí)，開(kāi)拓學(xué)生視野，提高學(xué)生某方面的能力為目的教學(xué)活動(dòng)。項(xiàng)目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機(jī)器人教育中的具體應(yīng)用的主要分為項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定，項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)和項(xiàng)目學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)三個(gè)階段。如圖1所示。

2.1 項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定分析

項(xiàng)目學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定，是項(xiàng)目學(xué)習(xí)開(kāi)展的基礎(chǔ)，項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展都要圍繞項(xiàng)目學(xué)習(xí)的目標(biāo)開(kāi)展，項(xiàng)目學(xué)習(xí)的目標(biāo)設(shè)計(jì)要以課程標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，以提升學(xué)生的知識(shí)技能水平，自主學(xué)習(xí)能力以及創(chuàng)新性思維意識(shí)為主要的項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)，而對(duì)于項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定，每一個(gè)環(huán)節(jié)都是不可或缺的，知識(shí)，能力以及思維價(jià)值觀方面的目標(biāo)，共同組成了完整的項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)性目標(biāo)。

2.2 項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)階段分析

首先對(duì)項(xiàng)目學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)項(xiàng)目進(jìn)行確立，對(duì)現(xiàn)實(shí)生活存在的問(wèn)題為來(lái)源，確定具體的項(xiàng)目，對(duì)于項(xiàng)目的確立，教師要在充分了解學(xué)生興趣程度的基礎(chǔ)之上，遵循生活化原則，創(chuàng)新性原則以及開(kāi)放性原則，保證項(xiàng)目的開(kāi)展，符合學(xué)生的興趣和教學(xué)目標(biāo)的基本要求。項(xiàng)目確立后，在教師的指導(dǎo)下，完善項(xiàng)目學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)計(jì)劃，以不同環(huán)節(jié)計(jì)劃為發(fā)展脈絡(luò)，對(duì)具體的學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行開(kāi)展，依照計(jì)劃設(shè)計(jì)制作作品，對(duì)機(jī)器人的各個(gè)組件，各個(gè)結(jié)構(gòu)造型進(jìn)行具體的構(gòu)建，充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性化思維和動(dòng)手實(shí)踐能力。

2.3 項(xiàng)目學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)階段分析

評(píng)價(jià)階段是完整的項(xiàng)目學(xué)習(xí)的組成部分，在中小學(xué)生完成自己的機(jī)器人作品設(shè)計(jì)后，教師組織引導(dǎo)中小學(xué)生對(duì)自己的作品進(jìn)行展覽，并將設(shè)計(jì)的理念，設(shè)計(jì)的過(guò)程，以及設(shè)計(jì)中遇見(jiàn)的問(wèn)題，針對(duì)性的解決方案等方面的內(nèi)容，進(jìn)行相互交流，以教師評(píng)價(jià)，學(xué)生互評(píng)以及學(xué)生自評(píng)等多種形式結(jié)合的評(píng)價(jià)模式，促進(jìn)學(xué)生對(duì)自己設(shè)計(jì)作品過(guò)程的加深，以及同學(xué)之間形成相互學(xué)習(xí)的關(guān)系，在此基礎(chǔ)之上，發(fā)現(xiàn)自身機(jī)器人作品設(shè)計(jì)存在的不足， 為設(shè)計(jì)思維的完善，提供指導(dǎo)。此外，項(xiàng)目學(xué)習(xí)結(jié)果的評(píng)價(jià)過(guò)程，不僅是學(xué)生自我反思的過(guò)程，也是促進(jìn)學(xué)生之間合作關(guān)系建立的過(guò)程。

3 基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的機(jī)器人社團(tuán)教學(xué)應(yīng)注意的問(wèn)題分析

3.1 項(xiàng)目學(xué)習(xí)的需要提出更加明確的目的和計(jì)劃

由于目前機(jī)器人教學(xué)模式在中小學(xué)教育中還處于比較初級(jí)的發(fā)展階段，在課堂教學(xué)中的融入相對(duì)較少，多是以課外活動(dòng)的形式進(jìn)行開(kāi)展，這就導(dǎo)致機(jī)器人教學(xué)模式面臨著時(shí)間不充足的特點(diǎn)，項(xiàng)目學(xué)習(xí)是一個(gè)完整的學(xué)習(xí)過(guò)程，只有在完整的學(xué)習(xí)過(guò)程的基礎(chǔ)之上，才能夠達(dá)成預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)，因此項(xiàng)目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機(jī)器人教育中的應(yīng)用，要注意對(duì)時(shí)間的控制，并在項(xiàng)目開(kāi)始之初，就對(duì)學(xué)生提出明確的目的和計(jì)劃，以便學(xué)生可以在了解時(shí)間限制的基礎(chǔ)之上，以更為明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)和工作計(jì)劃，來(lái)完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)的整體過(guò)程。

3.2 參與學(xué)生個(gè)體差異較大，任務(wù)分配存在一定難度

雖然項(xiàng)目學(xué)習(xí)積極倡導(dǎo)學(xué)生的自主性學(xué)習(xí)，但是不同的學(xué)生在知識(shí)基礎(chǔ)，性格特點(diǎn)等方面都存在不同程度的差異，導(dǎo)致部分學(xué)生在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，占據(jù)主導(dǎo)型位置，而部分學(xué)生只能發(fā)揮輔助性的作用，得不到鍛煉的效果，因此在項(xiàng)目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機(jī)器人教育的應(yīng)用中，教師要注意對(duì)項(xiàng)目任務(wù)的均衡型分配，保證每一個(gè)學(xué)生都可以得到很好的鍛煉效果。

3.3 對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)掌握及學(xué)習(xí)完整性需要提高

雖然在有限的學(xué)習(xí)時(shí)間的控制下，保持項(xiàng)目學(xué)習(xí)的完整性，完成項(xiàng)目學(xué)習(xí)的最終目標(biāo)，是非常重要的，但是也不可以忽視項(xiàng)目學(xué)習(xí)過(guò)程中基礎(chǔ)性知識(shí)類(lèi)型的掌握，不可為了片面追求學(xué)習(xí)任務(wù)的達(dá)成，而造成知識(shí)結(jié)構(gòu)不完整現(xiàn)象的發(fā)生。因此在項(xiàng)目學(xué)習(xí)在中小學(xué)機(jī)器人教育的應(yīng)用中，要重視項(xiàng)目學(xué)習(xí)的完整性，對(duì)全方位的知識(shí)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)中，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)能力的提升。

4 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人被廣泛運(yùn)用于教育教學(xué)中，機(jī)器人教學(xué)模式作為一項(xiàng)綜合性教學(xué)模式正逐步被教育工作者所重視，在本研究中采用機(jī)器人教學(xué)模式進(jìn)行足球課程教學(xué)，發(fā)現(xiàn)在機(jī)器人教學(xué)模式之下能夠?qū)W(xué)生的身體素質(zhì)、心理素質(zhì)、足球技術(shù)以及情感體驗(yàn)等產(chǎn)生一定的積極作用，但作用效果并不明顯。教育工作者要積極探究機(jī)器人教學(xué)模式，大量運(yùn)用機(jī)器人教學(xué)進(jìn)行項(xiàng)目學(xué)習(xí)，以提高項(xiàng)目學(xué)習(xí)效果。

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