摘 要:我校自2005年以“第二课堂”的形式开展机器人校本教学,经过十多年的发展,积累了丰富的教学经验,形成了系统的培训方式,直到2016年,我校建立了一个170平方的“教育机器人创新课程中心”,能满足一个班的学生同时上课,于是学校就把小学WER机器人课程引进到常规课堂中,经过多年的课堂开展与实践活动,小学WER机器人校本教学的育人作用初见成效,本文会从综合素养、品格培养、师生相处方式的改变进行阐述。
关键词:小学WER机器人;校本教学;育人作用
我国中小学机器人教育作为课堂教学,目前处于起步阶段,大部分学校都是以课外活动、各种兴趣班、培训班的形式开展教学。通过查阅相关资料:日本是世界上机器人教育和机器人产业发展水平最高的国家之一,日本在大学设立有机器人研究专业,在中小学教学大纲中加入了机器人相关课程。另外,近年来英国、 韩国、 新加坡等国也相继出台了一系列措施来促进本国机器人教育的发展,各国希望通过机器人教育带动机器人产业的发展,进而实现产业升级、 推动经济的可持续增长。2000年,北京市景山学校以科研课题的形式将机器人普及教育纳入到信息技术课程中,在国内率先开展了中小学机器人课程教学。2003年4月教育部正式颁布《普通高中技术课程(实验)标准》,首次在"通用技术"科目中设立了"简易机器人制作"模块,它是基于计算机技术的学习平台、将机械传动与单片机的应用有机组合的一个选修课程模块。2005年,哈尔滨市正式将机器人引人课堂教学,在哈尔滨师范附小、60中、省实验中学等41所学校开设了“人工智能与机器人”课程,用必修课形式对中小学生进行机器人科学方面的教育。此外,香港在高中及高等教育新学制的改革中,也在高中“设计与应用科技”课程中增设了机器人制作的课程。笔者认为学校引入WER机器人教育,对机器人教学有探索作用,本文对WER校本教学的育人作用进行总结,为其他学校开展机器人教学提供借鉴与方向。
小学WER课程主要是让学生认识WER机器人,了解其硬件与结构,利用各种组件创意搭建一系列机器人,通过编程控制机器人来完成指定任务,模仿解决生活中的实际问题。我校开展WER机器人校本教学主要分成两部分:常规课堂教学与第二课堂的实践活动,常规课堂着重小组合作进行创意作品的创作和一些简单的机器人编程知识,而第二课堂是对常规课堂的实践进行补充,选出一批优秀学生进行更有针对性的实践活动,主要进行机械臂的设计、任务解决方案的研究、机器人编程等活动。在教学的过程中,教师会记录学生的能力发展,团队的工作效率,完成任务的合理性以及学生性格的改变,作为跟踪资料,然后进行汇总分析,最终得出以下的结论。
一、小组合作,培养团结协作精神。
小学WER机器人校本教学扩大了学生想象的空间,有助于培养小学生的创新精神、合作意识、实践与动手能力,提高学生的综合素养。
WER机器人校本教学的好坏决定于常规课堂,所以,每节课教师都会做足准备,会根据教材的内容,制定一系列的实践活动。在课堂上,教师首先会进行基础知识及基本技能的教学,接着教师提出小组合作的活动内容与要求,然后小组内分工合作,完成活动。这些活动包括任务的设计、机械臂的搭建、机器的组建以及在笔记本电脑上进行简单的编程等,学生参与的程度非常高,小组合作与探究学习结合在一起,使学生的创作机会与动手时间得到了充分的保证,使他们的注意力集中到有序的活动中来,专心有耐性的进行创意活动。
例如:在课堂教学《机械抓手》的活动中,学生可以根据老师的提示,模仿或者创作属于自己的机械抓手,通过同学之间的讨论,给予一定时间的创作。最终,学生都能够制作各种各样的抓手,每个抓手有不同的功能,充分发挥力的传递性的知识。在课堂中,为了更好的组织实践活动,老师会将几个学生分成小组,进行编号,在合作创作的过程中,每一个编号的学生都有自己的实践内容,最后再将小组内每个人的活动成果组合成一个创意作品,这样真正做到了分工与合作,培养了学生的合作意识与团结协作的精神。这样的机器人课堂,通过各种各样的实践活动,使学生的实践与动手能力得到充分的锻炼,能充分发挥学生的能动性。
又如:在第二课堂的实践活动中,老师会提出的一些预设任务,如“机器人搬运物体”“机器人开门”“机器人挂物体”等,这些都是生活常见的任务,小组成员会一起观察任务套件,了解其结构,讨论设计机械臂的合理性,各抒己见,集团队的力量于一点。有时候,遇到意见不统一,就再实验,再观察,再讨论,通过反复的实践研究,最终得出解决方案。最后,部分组员根据方案组建机械臂,部分组员对机器人进行编程,合作把预设任务完成。在机器人实践活动中,教师不仅要引导学生去发现、思考并尝试解决问题,更要注重培养学生的创新思维能力,提高教学实效,通过机器人课程的学习,全面提升学生的创新意识。
二、活动参与,锻炼个体优秀品格。
学生在研究任务解决方案的过程中,逐步培养了吃苦、沉稳、坚强以及自信等优秀品格。
第二课堂的实践活动主要是研究任务的解决方案,任务难度等级分成容易、一般、困难。最初,学生在刚接触到机器人编程与机械臂搭建的时候,老师都会安排容易的任务给学生去做,然后逐渐的增加难度。但是,当任务达到某个难度的时候,学生有可能完成不了。这个时候,老师就要做心理工作,进行鼓励与提示,开导学生用积极的态度面对困难,让学生不要轻易放弃,慢慢思考任务的突破点,经过日积月累的训练,学生会慢慢养成一种独有气质。而且,每个任务解决方案的设计都不是一蹴而就的,要经过学生不断验证与修改,慢慢优化,最终得出最好的方案,在整个研究过程中学生要花很多的心思与时间,会遇到无数次失败,没有吃苦精神,没有沉稳、坚强的意志根本成功不了。所以,WER的校本教学可以让学生成功挑战一个又一个的任务,自然而然形成独有的自信魅力,表现得开朗与勇敢。
例如:机器人团队里的吴奇山同学,他四年级刚参加实践活动的时候,每次和别人一起研究任务,都默默无声,躲在旁边,是一个比较内向的小孩,完成好任务后也不和别人交流,就在电脑旁看书。但是经过两年在机器人团队训练,出外参加各类比赛和教师的鼓励、开导,到了六年级的他已经变成了一个开朗、独立,有自己见解的小孩,在平时的训练中,敢与教师争论一些任务完成的关键点,敢与教师“顶嘴”。所以,在机器人实践活动中,学生经过不断的创作训练,不断的改正缺点,不断的知难而上,可以逐步培养吃苦、沉稳、坚强以及自信等优秀品格。
三、观念更新,学会民主与包容。
小学WER机器人校本教学使学生学会民主与包容,使教师更新了教学观念,从传统的“以知识为核心”的观念转变为“以创新精神为核心”的观念。
WER机器人校本教学是一种创新思维的课堂,教师在课堂实践活动中,只是知识、资源的提供者,活动的引导者,目的是让学生在活动中发挥自我的创新精神。所以,在教学过程中,老师由“说”变成了“导”,不再是全程的灌输学生知识,而是由学生在活动中构建自我知识,认识机器人的构造、拼装等。在整个学习过程中,学生可以充分发挥自我创新创作,可以提出质疑,可以和教师讨论方案的缺点与优点,在这种情况下,老师把课堂变成“活”的实验操作场所,让学生合作交流学习,从而内化课堂的知识。
例如:在第二课堂实践中,各个学生设计出来的任务解决方案是多种多样的,老师提出的方案不一定最优化。在这个时候,学生有他自己的见解,但是如果教师不转变观念,仍然“一言堂”的话,学生是不敢提出来自我创作的方案。所以,老师需要和学生建立平等的关系,才能无障碍的交流,才可以让学生大胆说出自己的方案。在交流过程中,学生一般都坚持自己的观点,但是也要学会包容别人的观点,这样才取长补短。最后,老师把多种方案收集起来,需要学生和老师一起商量评选,在平等民主关系上,投票得出最优的方案。这种双向交流的教学关系,是在教学过程中慢慢的演变出来的,使学生学会包容与民主。而且,这种关系的确立,让教师更能贴近学生,了解学生的学习状态与接受能力。
小学WER机器人校本教学是一门重思维与实践的学科,学生愿意去学,在学的过程中感受苦与乐,对学生的综合素养,人格塑造起到很大的作用。在这一年多的观察与实验跟踪,我发觉学生性格变得自信、开朗,团队合作默契。本文只是对小学WER机器人校本教学的育人作用进行了浅谈,我相信随着深入的教学实验与研究,它还有其他作用给发掘出来的。
参考文献
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