論小學機器人編程社團對學生幾種能力的培養

李家萬

摘要：小學社團主要培養學生自主學習和團隊合作、問題解決和拓展遷移的能力。

關鍵詞：自主學習 ?團隊合作 ?問題解決 ?拓展遷移 ?社團

引言

現如今，施行素質教育是社會的共識，而如何培養學生的創新精神和實踐能力進而實現素質教育，是很多人都在思考的基礎教育核心問題。那么，年青一代的學生應該培養哪些關鍵能力？

2017年9月，中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《關于深化教育體制機制改革的意見》，意見明確提出：要注重培養支撐終身發展，適應時代要求的關鍵能力。其中包括四個關鍵領域：一是認知能力，要引導學生具備獨立思考、邏輯推理、信息加工、學會學習、語言表達和文字寫作的素養，養成終身學習的意識和能力;二是合作能力，要引導學生學會處理好個人與社會的關系，遵守道德準則和行為規范;三是創新能力，要激發學生的好奇心、想象力和創新思維，使學生養成創新人格，鼓勵學生勇于探索、大膽嘗試、創新創造;四是職業能力，踐行知行合一的原則，積極動手實踐和解決實際問題。

在教育實踐活動中，培養學生的關鍵能力，就一定要符合實踐活動學習的要求，圍繞實踐活動學習而進行。在實踐活動學習的過程中，應重點培養四個能力：一是自主學習的探究能力;二是團隊合作的配合能力;三是解決問題的思維能力;四是拓展遷移的發散能力。

作為一名一線機器人編程社團指導老師，我帶領學生參加過全國創客編程比賽、合肥市創客編程比賽、安徽省機器人比賽等，參賽學生和團隊榮獲過全國創客編程比賽三等獎及優秀獎，合肥市創客比賽一、二、三等獎，安徽省和合肥市機器人比賽二、三等獎等。回顧指導學生學習機器人編程、組織學生參加比賽并集訓等一路走來的過程，筆者一直在思考，學生們在學習和比賽中獲得了什么知識和技能，培養了什么能力？經過思索總結，學生們在機器人編程學習和比賽中，可以鍛煉培養自己以下幾種能力。

一、自主學習的探究能力

社團，是一個學生因興趣愛好而組成的不固定班級組織，每個學生都是自主自發地加入到這個班級組織。在這個班級組織里，沒有固定的教材，沒有固定的教具，學生來自不同的年級和班級，他們的接受和學習能力不同。在社團中學生們自主地探究鉆研，課外活動中，指導教師教會學生們基礎的知識和技能。創客編程教師帶著學生們認識各種創客元器件（主板、傳感器等）、學會編程軟件linkboy的基礎操作、軟件和硬件的結合使用。學會基礎知識和技能只是一個開頭，接下來學生們要使用它們完成一個創意作品（密碼鎖、樓道聲控燈、交通紅綠燈、倒計時器等），創意作品需要學生們不斷調試優化，自主完成制作。機器人編程教師在搭建指導手冊的幫助下，指導學生們自主完成機器人和任務機構的搭建。搭建是一種很強的動手實踐能力，在機器人編程社團，每一名社員都應該具備復雜的搭建能力，這是一項基礎能力。搭建完成后，學習的是對應軟件編程。師傅領進門，修行靠個人，基礎搭建和編程教會社員們后，社員們要圍繞場地任務裝置，搭建完成任務的對應機構結合合理編程完成場地任務，這是個不斷測試調整再測試調整的過程。在這個過程中，完成一個場地任務，可能需要上百次的測試，社員們樂此不疲，很多時候忘記時間。因為愛好，學生自主學習、自主探究，不斷提升自己的本領。

二、團隊合作的配合能力

機器人編程社團的社員因為活動需要，更多的時候需要團隊合作。所以在組建社團之初，指導教師根據社團組織者的愛好，社員的不同年級和班級，不同年齡和學習接受能力的差異，形成了層級化教學模式。高年級社員學習接受能力強，可要求他們將學習到的知識和操作總結成文字、圖片、視頻等資料，傳遞給低年級的社員，并組建一對一合作指導小組，不斷磨煉小組成員的溝通合作能力。在小組活動中，高年級社員學會了授之以漁的能力，加深了對所學知識的理解，低年級社員通過高年級社員的指導，更好地學習了知識和技能。特別是機器人編程活動，一般是兩人制小組，一人負責編程，另一人負責編程后測試;或者一人負責一層口場地任務，另一人負責二層口場地任務。這是項團隊任務，若要獲得更好的結果，團隊成員必須懂得合作溝通交流，以在規定的時間里，獲得更好的成績。因為喜歡，所以社員組合在一起，他們樂于分享溝通，喜歡合作搭檔，非常快樂地向隊友們展示自己的作品和才藝。

三、解決問題的思維能力

機器人編程社團的課堂教學和實踐活動，內容是靈活多變的，任務是變化多端的，問題是困難重重的，這就要求社員具備解決問題的思維能力。社員首先要具備扎實的基礎知識和技能，熟練掌握機器人創客搭建的技能和編程的思維能力;其次在課堂活動和課外實踐活動中，遇到困難問題時，應具備分析問題、提出方案以及解決問題的能力。比如在全國創客創意編程比賽過程中，由于比賽使用的編程軟件不同，社員們沒有焦急放棄，指導老師只用了一個晚上就和社員們掌握了新軟件的使用方法并參加了比賽;在合肥市創客比賽中，由于參加比賽的學生過多而設備不足，在比賽的現場，我們有的學生缺少比賽所需的零件，卻沒有放棄，而是采取了其他零件和編程方法代替，并取得了一等獎的優異成績;在安徽省機器人比賽中，第一輪比賽時，隊友失誤導致未正常啟動機器，學生們沒有放棄，繼續努力并發揮正常。他們總結了第一輪的失敗經驗，第二、三輪比賽全部獲得滿分，并獲得該項比賽的第一名的優異成績。種種不可預測的問題，在平時課堂活動和課外實踐中屢見不鮮，社員們不斷增強了自己解決問題的思維能力。

四、拓展遷移的發散能力

在機器人編程社團中，社員們學習的不是一種搭建，也不是一個編程軟件。因為課程活動和課外實踐活動的需要，社員們通常要掌握多種多樣的搭建設備和編程軟件。其中，不一樣的是搭建設備和編程軟件，同樣的是搭建方法和編程原理。社員們學會了方法和原理，完全可以舉一反三，這也是機器人編程社團培養學生的能力之一。機器人編程社團初建之時，社員們學習的是WER機器人的搭建和編程，通過學會基礎的搭建方法和編程原理，拓展遷移到scratch圖形化編程軟件，創建各類可視化的編程游戲，增強社員們的編程能力。目前小學階段，更多的是圖形化編程軟件，所編即所見，學生們對類似軟件興趣濃厚，使用同樣的編程方法，更易于舉一反三。在學習編程軟件的同時，我們結合創客創意編程項目，結合硬件，并以Link boy、Mixly編程軟件結合Arduino硬件創作實物作品。在社團社員中，學習類似搭建硬件和編程是輕松的，社員學生們具備了遷移拓展能力。

結語

機器人編程課程沒有先例可循，也沒有完整的體系和教材，要根據學生的身心發展規律摸索教材教法，收集各個方面的資料，從中篩選出精華，然后傳授給學生。但是，機器人編程的教學過程非常有趣，機器人的知識都是沒有接觸過的，其實教的過程也是學習的過程。甚至上課的時候，我不知道哪個零件怎么拼，孩子們卻可以告訴我。機器人編程教育是一門強調手腦并用的學科，學生不僅要動手，而且要動腦，偏向哪一方面都不行。在教學過程中，我們也走了很多彎路。所以我們在上課之前要自己先動手，只有自己搞懂了，才能引導學生學習。在完成機器人編程項目的過程中，學生們可以充分發揮自己的想象力和創造力，培養邏輯思維能力。機器人的搭建需要不斷嘗試新的方法，進行試錯、修正，再試錯、再修正。這樣，學生解決問題的意識和能力都能有所鍛煉。學習完機器人編程的學生，不管以后干什么，解決問題的能力都很強。對教師來說，雖然機器人編程教育和每一年的競賽活動很累，但是學生對科學知識的渴望和學習過程中的堅持，是我們最大的動力。在堅持的過程中，我們也收獲滿滿。

參考文獻：

[1]錢小芳.小社團大文章的探索之路[J].教育，2014（01）.

責任編輯：趙瀟晗