機(jī)器人社團(tuán)教學(xué)對(duì)學(xué)生能力提升的實(shí)踐與探索

吳振興

摘 要： 素質(zhì)不是先天的，而是在人生階段通過外部環(huán)境影響和教育形成的。培養(yǎng)學(xué)生良好的心理素質(zhì)和行為習(xí)慣，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)是當(dāng)前科技教育的一個(gè)重大任務(wù)。為提高學(xué)生的身心素質(zhì)，除了學(xué)校正常的德育教育外，社團(tuán)活動(dòng)也是一種很有效的途徑。作者對(duì)社團(tuán)教學(xué)的探索情況進(jìn)行了反思并及時(shí)做了小結(jié)。

關(guān)鍵詞： 機(jī)器人社團(tuán)教學(xué) 學(xué)生能力提升 科學(xué)素養(yǎng)

筆者所在的學(xué)校是一所九年一貫制學(xué)校，開展機(jī)器人社團(tuán)教學(xué)已經(jīng)近十年。社團(tuán)成立之初，我們就認(rèn)為機(jī)器人社團(tuán)教學(xué)應(yīng)該注重學(xué)生在技術(shù)上如何學(xué)習(xí)的過程，關(guān)注學(xué)生動(dòng)力實(shí)踐能力的培養(yǎng)，讓他們知道在遇到困難的時(shí)候?qū)W會(huì)面對(duì)困難，自己尋找解決這些問題的方法、策略。注意培養(yǎng)每個(gè)人與他人合作的精神、創(chuàng)新品質(zhì)，只有這樣才能提升他們的科學(xué)素養(yǎng)，最終將學(xué)到的技術(shù)運(yùn)用到生活中解決實(shí)際問題的世界觀。

通過實(shí)踐研究，目前我們對(duì)機(jī)器人社團(tuán)教學(xué)圍繞“引入情境—掌握知識(shí)—引導(dǎo)探究—交流評(píng)價(jià)、反思成長”這一教學(xué)模式展開，取得預(yù)期的教學(xué)效果。

一、引入情境

社團(tuán)學(xué)生對(duì)于處于前沿的科技更感興趣，這就要求我們?cè)诮虒W(xué)過程中選擇一些處于前沿的知識(shí)，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新的思維，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

如2016年3月，谷歌圍棋人工智能程序AlphaGo以高超的運(yùn)算能力和縝密的邏輯判斷，擊敗世界圍棋頂尖高手李世石，讓全世界對(duì)新一代人工智能刮目相看。AlphaGo的勝利，可以說是進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)一次非常好的情境案例。值得注意的是，作為在社團(tuán)課中作為教學(xué)導(dǎo)入的相關(guān)情境，其必須與學(xué)生的生活有一定聯(lián)系，即必須來自他們身邊可以接觸的情境，引起他們的共鳴，這樣才會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)喚起他們的共情。這從某種意義上激發(fā)他們的社會(huì)責(zé)任感，讓他們專心于他們即將學(xué)習(xí)的知識(shí)，提高他們完成任務(wù)的效率。

二、掌握知識(shí)

在學(xué)生明確相關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容后，就要給他們的知識(shí)結(jié)構(gòu)情況進(jìn)行相應(yīng)的分析。這就要求教師掌握多種學(xué)習(xí)的資源，以便學(xué)生能自主構(gòu)建知識(shí)體系，提高相應(yīng)的能力。有些難度系數(shù)小的問題，可以放手讓學(xué)生自己解決；對(duì)于難度系數(shù)比較大，學(xué)生自行摸索必須耗費(fèi)大量時(shí)間、精力但仍然難以解決的問題，教師可以加以部分輔導(dǎo)，以便學(xué)生盡快掌握解決此問題的方法和技能。

比如我們?cè)诮o學(xué)生講授傳感器這部分內(nèi)容時(shí)，可以請(qǐng)學(xué)生們先回憶在生活中碰到的各種情況。在講授亮度傳感器時(shí)，可以讓學(xué)生親自將亮度傳感器放在不同的環(huán)境下，讓他們讀取相應(yīng)該的數(shù)值并記錄下來。這樣就為他們盡快理解并熟悉掌握亮度傳感器的方法打好基礎(chǔ)。灰度傳感器、距離傳感覺器、聲音傳感器等可以用同樣的方法指導(dǎo)學(xué)生。另外，還可以指導(dǎo)學(xué)生在微課平臺(tái)上通過自行觀看相關(guān)的視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)。通過學(xué)生各組匯報(bào)交流情況可以看出，學(xué)生通過這種學(xué)習(xí)方法，知識(shí)的掌握、能力的提升情況很不錯(cuò)。

在學(xué)生掌握相應(yīng)的知識(shí)以后，我們就要開始關(guān)注引導(dǎo)學(xué)生思考如何解決相關(guān)的任務(wù)和問題，引導(dǎo)其主動(dòng)分析并思考在問題和中所蘊(yùn)含的思想和方法。

三、引導(dǎo)探究

學(xué)生學(xué)習(xí)、探究的時(shí)候，主要的目的是學(xué)會(huì)分析問題，并嘗試解決問題，提出解決問題的方案。在學(xué)生提出解決問題方案前，要對(duì)問題有一定的了解，并應(yīng)用學(xué)到的知識(shí)構(gòu)思應(yīng)對(duì)的策略，將思想策略變成可以落實(shí)的解決問題的方案。在這個(gè)過程中就需要我們引導(dǎo)學(xué)生探究，有時(shí)需要指導(dǎo)替換某些算法或者更換傳感器，以解決問題。

四、交流評(píng)價(jià)、反思成長

當(dāng)學(xué)生提出問題的方案，并相對(duì)比較成熟時(shí)，接下來就可以分享他們的方案，在小結(jié)間進(jìn)行交流、評(píng)比。這樣做的好處是在交流中發(fā)現(xiàn)方案可能存在的不足之處，及時(shí)地反思如何進(jìn)一步完善自己的作品。這樣做還有一個(gè)好處——鍛煉他們的口才，展示他們的自信。通過幾年的學(xué)習(xí)，學(xué)生做到自信地展示他們的方案，并把關(guān)鍵部分介紹出來，在無形中養(yǎng)成樂于展示、分享的習(xí)慣。

總之，我校十多年機(jī)器人社團(tuán)的教學(xué)經(jīng)歷，使我們感受到機(jī)器人社團(tuán)的教學(xué)對(duì)學(xué)生的成長具有相當(dāng)大的促進(jìn)作用。首先，學(xué)生通過學(xué)習(xí)的過程，不僅動(dòng)手能力得到提高，解決問題的能力也得到鍛煉。這不僅對(duì)他們短期的學(xué)習(xí)有較大的幫助作用，從長遠(yuǎn)角度分析，他們經(jīng)過幾年社團(tuán)的歷練，諸如思維方法、創(chuàng)新的能力、創(chuàng)新精神、語言表達(dá)能力都得到非常大的鍛煉。通過對(duì)區(qū)內(nèi)其他學(xué)校、機(jī)構(gòu)的調(diào)查，與我校一樣，參加機(jī)器人社團(tuán)的學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活中的各方面都非常優(yōu)秀。