馬小麗

【內(nèi)容摘要】進入二十一世紀，自動化、智能化科技成果逐步在社會各領(lǐng)域生根開花，其中，“機器人”一詞的熱搜量始終居高不下，在這一背景之下，機器人課程走進高中學生視野。為了讓更多的學生對機器人課程產(chǎn)生濃厚的學習興趣，教師圍繞學生的主觀意愿，以培養(yǎng)學生的創(chuàng)造創(chuàng)新能力以及自主探究能力為著眼點，將“創(chuàng)客教育”理念滲透到教學當中，進而為全面型人才的塑造奠定了堅實基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】高中 ?機器人教學 ?創(chuàng)客教育 ?教學方法

創(chuàng)客教育是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)意識所需的知識、視野、能力等方面的一種教育行為，也是高中機器人教學中一種全新的教育教學理念。眾所周知，我國屬于制造大國，但是，如何在制造領(lǐng)域提高科技含金量，而成為“智造”強國，是近年來教育教學領(lǐng)域普遍關(guān)注的焦點問題。因此，對于高中機器人教師來說，應(yīng)當基于創(chuàng)客教育理念，通過豐富多樣的教學方法，激發(fā)學生的創(chuàng)造創(chuàng)新欲望，使學生成為未來科技興國、科技強國的踐行者。

一、音畫相融，興趣激發(fā)

在高中機器人教學中踐行創(chuàng)客教育理念的前提是激活學生的興趣點，使學生對機器人課程充滿好奇心，基于此，教師在開展教學活動之前，需要做好充足的課前準備工作，將所要講述的機器人課程內(nèi)容制作成視頻教學課件，通過搜索和網(wǎng)羅各種信息資源，充實和豐富課堂教學內(nèi)容，進而吸引學生的注意力，以此提高教學效率，構(gòu)建一個高效的機器人教學課堂。

以《觸摸機器人》為例，在講述本單元知識點時，教師將預(yù)先收集和整理的社會各個領(lǐng)域應(yīng)用機器人的案例，通過多媒體教學設(shè)備展示在學生面前，以引發(fā)學生的情感共鳴，調(diào)動學生的積極性。機器人在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科研、醫(yī)療、航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，教師可以將機器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的實際應(yīng)用成果以視頻影像的方式展示出來。比如德國農(nóng)業(yè)專家利用計算機技術(shù)、全球定位系統(tǒng)研制開發(fā)出能夠準確施用除草劑進行除草作業(yè)的機器人。機器人在農(nóng)作物種植人員的引領(lǐng)下能夠獨立在田間行走，當機器人的智控裝置與GPS接收器感知到雜草信息時，執(zhí)行程序就會準確劃定雜草區(qū)域，進而繪制出坐標定位圖，種植人員只需要將這些數(shù)據(jù)信息輸入到拖拉機上面的計算機當中，便可以自動完成除草作業(yè)，大幅提升了作業(yè)生產(chǎn)效率①。此外，農(nóng)業(yè)機器人還包括利用顏色差異搭配機械手臂的甜椒采摘機、能夠精確高效完成溫室內(nèi)灌溉工作的灌溉機器人、智能完成溫室內(nèi)噴灑農(nóng)藥的噴霧機器人等。通過展示機器人在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用案例，能夠引起學生的好奇心，激發(fā)學生的獵奇心理，使學生心中萌生創(chuàng)造與創(chuàng)新欲望。

二、靈活互動，思維拓展

構(gòu)建一個集趣味、互動、高信息容量的機器人課堂是機器人教學中一種慣用的教學方法，這種方法將師生之間建立了一種橋梁紐帶關(guān)系，并通過課堂的一問一答與正確引領(lǐng)和提示，拉近師生間的距離，同時，也能夠增強學生的自主探究意識，使學生在機器人教學當中，學到真知，親身感受到高科技給人們的生活帶來的巨大改變。

以《認識機器人》的單元知識點為例，本單元主要講述了機器人的概念，機器人工作原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成等內(nèi)容。由于學生剛剛接觸新課程，對機器人的概念比較模糊，因此，教師應(yīng)將學生作為課堂教學核心，從學生的主觀意愿出發(fā)，遵循“循序漸近、逐層遞進”的原則，設(shè)置一些課堂互動問題，逐步引領(lǐng)學生進入到神奇的機器人世界。

比如第一個問題應(yīng)當突出學生的集體力量，盡量設(shè)置一個大部分學生所共知的簡單問題。教師：“請同學們想一想，在現(xiàn)實生活中，大家發(fā)現(xiàn)哪一個領(lǐng)域有機器人的身影。”學生甲：“去銀行辦理業(yè)務(wù)時，有專門為儲戶服務(wù)的智能機器人，它可以模擬人類語言，與儲戶進行簡單的語言交流?！睂W生乙：“在汽車制造領(lǐng)域，機器人手臂已經(jīng)取代了人工操作，它可以按照指定的程序進行精細化操作，制造出精度高、質(zhì)量好的汽車元器件。”接下來，教師圍繞著單元內(nèi)容，加大互動問題的難度。教師：“請同學們觀看機器人的內(nèi)部構(gòu)造，然后說一說，機器人的工作原理?！贝藭r，為了幫助學生快速解決問題，教師可以圍繞三個方面作出提示，第一方面是電池提供動力、第二方面是芯片控制、第三方面是計算機程序控制。通過教師的引導與提示，問題也會迎刃而解。通過這種師生互動的方法，使學生的拓展思維逐步打開，視野得以開闊，對培養(yǎng)和增強學生的創(chuàng)造與創(chuàng)新意識也將起到推波助瀾的作用。

三、實踐體驗，自主探究

體驗教學是機器人課堂的一種特色教學方法，也是創(chuàng)客教育理念的一個重要分支。在教學過程中，如果教師一味的采取理論灌輸式的教學方法，無益于學生吸收和掌握機器人的一些常識性問題，對激發(fā)學生的創(chuàng)造與創(chuàng)新熱情毫無幫助。因此，教師應(yīng)當及時轉(zhuǎn)變思想觀念，將課堂主動權(quán)交給學生，給學生預(yù)留出足夠的課堂實踐時間，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，幫助學生在科學探索的路途中欣賞到更多美麗的風景，使個人潛質(zhì)與風采逐步浮出水面。

以《有“手臂”的投籃機器人》為例，本單元教學目標是學生能夠根據(jù)投籃機器人的結(jié)構(gòu)分解圖，完成機器人作品的搭建，同時，使機器人能夠展示投籃功能。在學生進入到實踐體驗環(huán)節(jié)之前，首先準備好拼裝和搭建機器人的工具與材料，主要包括：機器人結(jié)構(gòu)分解圖、樂高積木、RCX（可編程積木）、兩個驅(qū)動馬達。為了體現(xiàn)學生的主觀創(chuàng)造能力，教師應(yīng)當扮演輔助指導角色，讓學生參照結(jié)構(gòu)分解圖自行搭建與拼裝機器人，如果在操作過程中遇到困難，教師應(yīng)及時進行指點與糾正，以保證學生順利完成拼裝任務(wù)。

比如事先準備的道具材料當中有兩個馬達，部分學生對兩個馬達的作用模棱兩可，當遇到這一問題時，教師應(yīng)當及時予以講解。指出一個馬克專門用于驅(qū)動車子運動，而一個馬達則用于完成投籃動作。在教師的提示下，學生能夠加快拼裝速度，進而完成一個完整的投籃機器人作品。通過這種實踐體驗的方法，使學生對機器人課程產(chǎn)生濃厚的學習興趣，另外，也可以借助這一環(huán)節(jié)，為后續(xù)的實踐課程做好鋪墊，學生也可以利用課余時間，充分發(fā)揮想象力與創(chuàng)造力，拼裝出多種功能的實用型機器人②。

四、主題設(shè)計，參與實戰(zhàn)

基于創(chuàng)客教育理念，教師應(yīng)當充分發(fā)揮學生的動手實踐能力，除了在教學課堂開展實踐活動外，也可以將實踐課堂延伸至課堂之外。比如學生在熟練掌握了機器人概念與工作原理后，可以通過視頻教學的方法，讓學生多看、多聽、多觀察、多想象，借助于各個領(lǐng)域的機器人制作實例，激發(fā)學生的創(chuàng)造意識，然后結(jié)合學生的知識運用能力與個人學習能力，為學生量身定制一個機器人設(shè)計主題，讓學生利用課余時間多動手、多動腦，在完成主題設(shè)計的同時，能夠產(chǎn)生更多的新創(chuàng)意、新點子。教師根據(jù)學生的作品，選擇優(yōu)秀的學生代表參加本地區(qū)、國家乃至世界范圍內(nèi)的機器人大賽，使學生能夠在各種賽事當中漸漸成長，漸漸成熟，漸漸成功，將個人創(chuàng)造力與創(chuàng)新力發(fā)揮的極致。

比如近年來比較有名的機器人賽事包括VEX（亞洲機器人聯(lián)盟）挑戰(zhàn)賽、FRC（國際9-12年級中學生機器人對戰(zhàn)賽）、FLL（FIRST機構(gòu)與樂高集團組織的機器人挑戰(zhàn)賽）、國內(nèi)青少年機器人競賽等，通過各種賽事的鍛煉，教師可以發(fā)現(xiàn)一些優(yōu)秀人才，并為這些人才訂制專門的機器人課程，以進一步提高學生的自主創(chuàng)造與創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)國家需要的專業(yè)型人才打好基礎(chǔ)。

結(jié)束語

目前，機器人課程在高中學生群體當中受眾度較高，倍受學生喜愛，因此，教師應(yīng)當深入挖掘?qū)W生的個人潛質(zhì)，在創(chuàng)客教育理念的引領(lǐng)下，逐步開拓學生的視野、增強學生的創(chuàng)造創(chuàng)新意識、提高學生的動腦動手能力，在為個人發(fā)展做好精心籌劃的同時，成為國家未來高科技領(lǐng)域的佼佼者。

【注釋】

① 毛蕾. 高中信息技術(shù)課程機器人創(chuàng)客教學設(shè)計研究[J]. 科普童話·新課堂（上），2019（10）：120.

② 賈金元、武小龍、武國偉. 面向創(chuàng)客教育的高中機器人教學與實踐研究[J]. 基礎(chǔ)教育參考，2017（22）.

（作者單位：山東省東營市第二中學）