機器人社團教學對學生能力提升的實踐與探索

吳振興

摘 要： 素質不是先天的，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)學生良好的心理素質和行為習慣，提升學生的科學素養(yǎng)是當前科技教育的一個重大任務。為提高學生的身心素質，除了學校正常的德育教育外，社團活動也是一種很有效的途徑。作者對社團教學的探索情況進行了反思并及時做了小結。

關鍵詞： 機器人社團教學 學生能力提升 科學素養(yǎng)

筆者所在的學校是一所九年一貫制學校，開展機器人社團教學已經(jīng)近十年。社團成立之初，我們就認為機器人社團教學應該注重學生在技術上如何學習的過程，關注學生動力實踐能力的培養(yǎng)，讓他們知道在遇到困難的時候學會面對困難，自己尋找解決這些問題的方法、策略。注意培養(yǎng)每個人與他人合作的精神、創(chuàng)新品質，只有這樣才能提升他們的科學素養(yǎng)，最終將學到的技術運用到生活中解決實際問題的世界觀。

通過實踐研究，目前我們對機器人社團教學圍繞“引入情境—掌握知識—引導探究—交流評價、反思成長”這一教學模式展開，取得預期的教學效果。

一、引入情境

社團學生對于處于前沿的科技更感興趣，這就要求我們在教學過程中選擇一些處于前沿的知識，以提高學生的學習興趣，發(fā)展學生創(chuàng)新的思維，增強學生學習的動力。

如2016年3月，谷歌圍棋人工智能程序AlphaGo以高超的運算能力和縝密的邏輯判斷，擊敗世界圍棋頂尖高手李世石，讓全世界對新一代人工智能刮目相看。AlphaGo的勝利，可以說是進行機器人教學一次非常好的情境案例。值得注意的是，作為在社團課中作為教學導入的相關情境，其必須與學生的生活有一定聯(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，這樣才會在較短的時間內喚起他們的共情。這從某種意義上激發(fā)他們的社會責任感，讓他們專心于他們即將學習的知識，提高他們完成任務的效率。

二、掌握知識

在學生明確相關的學習內容后，就要給他們的知識結構情況進行相應的分析。這就要求教師掌握多種學習的資源，以便學生能自主構建知識體系，提高相應的能力。有些難度系數(shù)小的問題，可以放手讓學生自己解決；對于難度系數(shù)比較大，學生自行摸索必須耗費大量時間、精力但仍然難以解決的問題，教師可以加以部分輔導，以便學生盡快掌握解決此問題的方法和技能。

比如我們在給學生講授傳感器這部分內容時，可以請學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，可以讓學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?；叶葌鞲衅鳌⒕嚯x傳感覺器、聲音傳感器等可以用同樣的方法指導學生。另外，還可以指導學生在微課平臺上通過自行觀看相關的視頻進行學習。通過學生各組匯報交流情況可以看出，學生通過這種學習方法，知識的掌握、能力的提升情況很不錯。

在學生掌握相應的知識以后，我們就要開始關注引導學生思考如何解決相關的任務和問題，引導其主動分析并思考在問題和中所蘊含的思想和方法。

三、引導探究

學生學習、探究的時候，主要的目的是學會分析問題，并嘗試解決問題，提出解決問題的方案。在學生提出解決問題方案前，要對問題有一定的了解，并應用學到的知識構思應對的策略，將思想策略變成可以落實的解決問題的方案。在這個過程中就需要我們引導學生探究，有時需要指導替換某些算法或者更換傳感器，以解決問題。

四、交流評價、反思成長

當學生提出問題的方案，并相對比較成熟時，接下來就可以分享他們的方案，在小結間進行交流、評比。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，及時地反思如何進一步完善自己的作品。這樣做還有一個好處——鍛煉他們的口才，展示他們的自信。通過幾年的學習，學生做到自信地展示他們的方案，并把關鍵部分介紹出來，在無形中養(yǎng)成樂于展示、分享的習慣。

總之，我校十多年機器人社團的教學經(jīng)歷，使我們感受到機器人社團的教學對學生的成長具有相當大的促進作用。首先，學生通過學習的過程，不僅動手能力得到提高，解決問題的能力也得到鍛煉。這不僅對他們短期的學習有較大的幫助作用，從長遠角度分析，他們經(jīng)過幾年社團的歷練，諸如思維方法、創(chuàng)新的能力、創(chuàng)新精神、語言表達能力都得到非常大的鍛煉。通過對區(qū)內其他學校、機構的調查，與我校一樣，參加機器人社團的學生在學習、生活中的各方面都非常優(yōu)秀。