啟智·踐行·育德

任云

摘? 要：在現(xiàn)代技術(shù)推動(dòng)下，機(jī)器人技術(shù)日趨成熟并引領(lǐng)未來發(fā)展方向。機(jī)器人項(xiàng)目教學(xué)融合物理、計(jì)算機(jī)編程、結(jié)構(gòu)、工程等多方面知識(shí)領(lǐng)域，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)思維、實(shí)踐與創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)合作等綜合能力的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：VEX機(jī)器人;核心素養(yǎng);綜合能力

【中圖分類號(hào)】G641? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? ? ? ?【文章編號(hào)】1005-8877（2020）15-0168-01

隨著信息時(shí)代飛速發(fā)展，近年來我校在教育部門支持下，進(jìn)行了多個(gè)教學(xué)創(chuàng)新項(xiàng)目的試點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)，探索教學(xué)改革與創(chuàng)新。作為信息技術(shù)教師的我有幸參與了這些項(xiàng)目的實(shí)施，給我體驗(yàn)最深的是校本課程VEX機(jī)器人教學(xué)項(xiàng)目。

當(dāng)下以美國(guó)開始探索的融合了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)的STEM教育已響譽(yù)全球，旨在為未來世界培養(yǎng)有思想、有技術(shù)、有能力的新型人才。機(jī)器人課程則是踐行STEM教育的主要項(xiàng)目活動(dòng)之一，所以將機(jī)器人課程引入中小學(xué)校園是非常具有創(chuàng)造性和前瞻性的舉措。

1.機(jī)器人課程教學(xué)的特點(diǎn)

（1）課程內(nèi)容覆蓋廣

它融合了物理、計(jì)算機(jī)、機(jī)械、工程結(jié)構(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域，拓展了學(xué)生的認(rèn)知范圍，對(duì)科技前沿的AI等創(chuàng)新技術(shù)通過實(shí)踐加深了解，更重要的是它綜合了工程、物理、數(shù)學(xué)等其他學(xué)科的知識(shí)運(yùn)用，促進(jìn)了學(xué)生科學(xué)思維、實(shí)踐與創(chuàng)新、團(tuán)隊(duì)合作等綜合能力的培養(yǎng)。

（2）以團(tuán)隊(duì)化學(xué)習(xí)為主

機(jī)器人學(xué)習(xí)與搭建主要以團(tuán)隊(duì)合作為主，“三人行，必有我?guī)煛卑l(fā)揮集體力量，在團(tuán)隊(duì)中大家根據(jù)自己特長(zhǎng)分工： 編程手、工程手、操作手等，既發(fā)揮個(gè)人特長(zhǎng)又注重集體配合，互助互學(xué)，分享學(xué)習(xí)的快樂。

（3）以探索實(shí)驗(yàn)為創(chuàng)新

傳統(tǒng)學(xué)習(xí) “知識(shí)本位”，機(jī)器人課則以科學(xué)實(shí)驗(yàn)為主要學(xué)習(xí)探知方式。課程在獨(dú)立的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室開展，機(jī)器人的設(shè)計(jì)搭建需要?jiǎng)幽X亦動(dòng)手的實(shí)踐活動(dòng)，在不斷的探索實(shí)驗(yàn)中，改進(jìn)機(jī)器人性能達(dá)到預(yù)期效果，是科學(xué)思維與實(shí)踐能力相結(jié)合的學(xué)習(xí)過程。

（4）以參與賽事活動(dòng)為目標(biāo)

以賽事激勵(lì)來檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果，學(xué)習(xí)者設(shè)計(jì)各種不同形狀和功能的機(jī)器人參加統(tǒng)一規(guī)則的賽事活動(dòng)。所以我們學(xué)習(xí)之余經(jīng)常組織對(duì)抗賽的訓(xùn)練，以備參加中小學(xué)生機(jī)器人項(xiàng)目競(jìng)賽，同學(xué)們?cè)诒荣愔械玫藉憻挕ＸS富多彩的機(jī)器人項(xiàng)目活動(dòng)拓展了學(xué)生的視野，塑造他們獨(dú)特的個(gè)人能力。

2.機(jī)器人項(xiàng)目的學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

新課標(biāo)提出總目標(biāo)以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，圍繞文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與三個(gè)方面。機(jī)器人課程考察與培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力，有助于學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，更為未來信息社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新人才助力。

（1）促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的培養(yǎng)

筆者認(rèn)為培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維最有效的方法是學(xué)習(xí)編程，機(jī)器人項(xiàng)目恰好需要編程基礎(chǔ)，利用代碼驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)方向和速度，判斷路線、距離等，在軟件環(huán)境中規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的各硬件及端口配置，再結(jié)合實(shí)際演練，不斷改進(jìn)，探究最佳方案。學(xué)習(xí)過程中，綜合了計(jì)算機(jī)、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科知識(shí)，鍛煉了學(xué)生的思維能力，促進(jìn)其計(jì)算思維的提高。

（2）促進(jìn)學(xué)生“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”能力的培養(yǎng)

機(jī)器人項(xiàng)目作為改革創(chuàng)新課程，意在培養(yǎng)學(xué)生科技創(chuàng)新能力，“從書本知識(shí)”到“實(shí)踐研究”，既動(dòng)腦也動(dòng)手，用學(xué)科知識(shí)引導(dǎo)我們創(chuàng)作，用實(shí)驗(yàn)實(shí)踐證明科技力量。因機(jī)器人項(xiàng)目軟硬件目前主要是從國(guó)外幾大公司引入，所以我們學(xué)生的學(xué)習(xí)使用環(huán)境多為英文版，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資料大部分也是英文，學(xué)生在此過程中學(xué)會(huì)運(yùn)用多種“數(shù)字化學(xué)習(xí)”工具幫助解決遇到的問題，積累經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)新智造，每一種新想法新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，都凝聚了學(xué)生的智慧與創(chuàng)新。

（3）促進(jìn)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

因?yàn)榭荚嚿龑W(xué)壓力的影響，大多數(shù)學(xué)生習(xí)慣了“坐多動(dòng)少，埋頭苦讀”，久而久之，知識(shí)豐富、個(gè)人動(dòng)手能力缺乏，常常與社會(huì)脫節(jié)。機(jī)器人課程恰恰彌補(bǔ)了這方面的不足，孩子們走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，認(rèn)識(shí)和使用各種工具，螺絲刀、鋸條、焊槍、螺母、墊片、齒輪、鏈條、電機(jī)、中控等等，研究圖紙、說明書，投入金屬機(jī)器人的搭建實(shí)踐。陶行知先生說過：“教學(xué)做合一，我們要在做上教，在做上學(xué)。”機(jī)器人項(xiàng)目正是以實(shí)踐活動(dòng)為基礎(chǔ)，以“行”求知，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的同時(shí)獲得知識(shí)的源泉。

（4）促進(jìn)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、臨場(chǎng)應(yīng)變等心理素質(zhì)培養(yǎng)

VEX機(jī)器人團(tuán)隊(duì)自行設(shè)計(jì)、制作機(jī)器人并進(jìn)行編程。機(jī)器人項(xiàng)目以團(tuán)隊(duì)合作為主，小組成員每個(gè)人在隊(duì)里都有職責(zé)擔(dān)當(dāng)，缺少一個(gè)環(huán)節(jié)都無法讓機(jī)器人正常運(yùn)轉(zhuǎn)起來。所以成員必須要有很高的合作意識(shí)，還要善于溝通，勇于承擔(dān)，良好的團(tuán)隊(duì)合作促進(jìn)學(xué)生保持友愛互助的創(chuàng)作熱情。機(jī)器人的運(yùn)轉(zhuǎn)除了自身設(shè)計(jì)因素外，還會(huì)受到場(chǎng)地、天氣等環(huán)境因素的影響，特別是參賽的時(shí)候，突發(fā)狀況頻出，考驗(yàn)著同學(xué)們的隨機(jī)應(yīng)變、臨場(chǎng)發(fā)揮的控制能力，總之機(jī)器人賽事不僅開闊了學(xué)生的視野也鍛煉了他們的心理品質(zhì)。

雖然我校機(jī)器人項(xiàng)目教學(xué)剛起步，推進(jìn)過程中我們也遇到了很多的問題，諸如師資、經(jīng)費(fèi)、時(shí)間等，但這個(gè)項(xiàng)目深受學(xué)生喜愛，它處于信息技術(shù)發(fā)展的前沿，大力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)研究、實(shí)踐創(chuàng)新能力，且獨(dú)具特色，值得我們?cè)诮虒W(xué)中不斷學(xué)習(xí)與探索。

參考文獻(xiàn)

[1]鐘柏昌，張祿.我國(guó)中小學(xué)機(jī)器人教育的現(xiàn)狀調(diào)查與分析[J].中國(guó)電化教育，2015（07）

[2]曾祥潘.步入開源硬件智能機(jī)器人教育時(shí)代[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2012