——机器人课外活动感悟

谭向华 天津市第二南开中学

摘要:早在20世纪20年代，我国的中小学校就开始以课外活动的形式来丰富学生的学校生活和经验，以求有机会让学生展现和发展他们多方面的兴趣和才能。课外活动在中小学教育中已经获得了普遍的关注。为了倡导学生主动参与，培养学生的创新精神与实践能力。我校利用乐高机器人开展机器人课外活动小组，为学生提供一个可以充分发挥想象力、创造力的时间和空间。根据学生不同的特点及要求，尽可能的创造条件，使其特长得以充分的发挥。文章就智能机器人课外活动的意义；智能机器人课外活动的实施；智能机器人课外活动的反思三方面进行了探讨。
关键词: 乐高机器人 课外活动 信息技术

一．引言
课外活动是素质教育的重要内容，丰富多彩的课外活动，有助于提高学生组织能力，通过相互合作，培养集体主义精神。学生第二课堂活动是对第一课堂学习的延伸、补充、发展，具有广泛的、深刻的、生动的教育效能，可以丰富学生精神生活，陶冶情操，可以使学生学到多种新鲜知识，有助于培养兴趣和爱好，促进学生的综合素质。我校在2003年开设了机器人课外活动小组。为学生提供一个可以充分发挥想象力、创造力的时间和空间。根据学生不同的特点及要求，尽可能的创造条件，使其特长得以充分的发挥。

二．开展智能机器人课外活动的意义
1．课外活动的开展是实施素质教育的要求，有利于改变学生的学习方式。培养学生的主体精神和自主学习能力；开发学生的潜在能力，培养学生的个性和创造性；培养学生的组织、合作、礼让等社会交往能力；拓宽学生的知识面，增强学生的社会责任感，充分体现教育内容的多元性和选择性。
2．信息技术课程改革特别强调注重对学生学习经验的培养，注重学生体验、感悟和实践的过程，注重学生个性的健康发展和对学生的创新精神、实践能力的培养。智能机器人活动课全面贯彻了这一理念。智能机器人活动课的引入，丰富了信息课程的内容。随着信息技术教育的深入和人工智能技术的发展，在信息技术教育中渗透机器人学科知识与机器人应用前景方面的教育已势在必行。智能机器人操作是信息技术的更高层次的应用与实践，对于培养学生的信息素养，提高学生的综合能力具有重大意义。
3．信息技术飞速发展的今天，社会已经不再满足于只能进行计算机操作的人员。不了解计算机程序设计的基本思想，不具备与此相关的逻辑思维能力，又怎么能够成为高质量的科技人才。为满足社会发展的需要，在基础教育阶段重提计算机编程教学，便成了信息技术课发展的必然。而智能机器人以其集各种高新科技于一身和充满趣味性、挑战性、团队合作性的突出特点脱颖而出，没有了过去学习高级编程语言时的那种枯燥、沉闷的气氛。让学生在“玩中学”，“做中学”，就在轻松活泼的学习中，学生们知道了什么是程序，什么叫循环，什么叫重复；在机器人的模型拼装、编程控制调试的实践过程中去体验，计算机程序是如何工作的，如何编上一个程序让机器人听我的指挥。我们的主旨不是结果如何，重视的是实践的过程。最终学会学习、学会研究，为学生的终身学习打下基础。
4．智能机器人课外活动的开展是课堂知识的拓展。机器人涉及计算机、光学、机械、结构、电子、化工等诸多领域，是一门边缘科学。学生在对机器人的改造设计过程中，不但可以将书本中学到的知识在实际操作中得到应用，还可以学到更多书本上没有的知识，从而更好的促进了学生掌握知识，去提高能力、去创新。

三．智能机器人课外活动的实施
我校是以兴趣小组的形式开展智能机器人活动的，面向高中学生，实现自主性、探索性、创新性的活动尝试。
（一）活动的理念
学生是一个有个性、有思考、有追求的主体。他们的个性、思考能力，以及对未知世界的追求的欲望和能力，是与生俱来的。我在活动中充分考虑学生身心发育的特点，根据他们好奇和好动的天性，充分利用机器人项目的设计、制作、调试具有实践性强、探索性强和综合性强的特点，使学生在学习过程动手、动脑，同学间相互协调合作。这种寓教于乐的学习模式，使学习学得生动活泼，知识呈现直观而形象，大大提高了学生对学习的投入度，对学生的发现问题、分析问题、解决问题的能力的提高以及创新、不怕失败的精神和意识的培养是非常有利的
（二）活动模式
1．机器人选型
目前市场上用于教学的机器人有十几种。选型是开展机器人活动所面临的一个重要问题，选择一个适合开展教学、扩展性好、学生上手快是我们选择机器人的标准。在众多智能机器人当中我们选择了“乐高机器人”，乐高课堂机器人套装不仅仅是积木，它提供了老师开办新课程的所有元素。它的优势是结构紧凑，程序设计界面图形化，简洁实用，与信息技术教学可以紧密结合；部分功能强大，完成的动作干净利落，很适合应用于比赛。
2．教学活动
活动初期，学生们都感到十分的兴奋。他们有强烈的好奇心想要知道机器人动起来究竟是什么样子，又是怎样动起来的呢？但是当学生看到“乐高套装机器人”时，不禁有些失望！他们问到：这是机器人吗？于是我向他们介绍了机器人的发展历史以及定义机器人的标准。同时我在课前精心挑选了一些比赛的视频资料，通过直观的展示让学生从感官上对机器人有所了解，激发了他们的兴趣。随后我要求学生以组为单位，讨论在视频中机器人所完成的一系列任务都是怎样完成的。在讨论中学生会有很多疑问，带着这些疑问他们就像真正的科学家一样，针对各种问题，进行研究、策划、设计、组装和测试。我用任务驱动学习模式进一步开展教学活动。分别提出“走正方形”、“走8字”、“跟踪”、“追光”、“蔽障”等不同难度的任务。让学生在自主的、开放的、探究式的学习模式下开展活动，学生可选择感兴趣的项目，以个人或小组合作的方式进行学习探究，从而掌握基本的学习研究方法，培养运用所学知识解决实际问题的能力，初步形成科学精神和科学态度。
在第二学期开始时，又有新的成员加入。于是我让老队员手把手地去教新队员，让学生之间展开学习互助，教师一旁给予适时适当的指导。通过这种学习方式，新队员的学习进步飞快，很快就跟上来了。通过学习活动，使学生自信心明显加强了，并且勇于表现自己，帮助他人。像这样学生与学生之间合作、学生与老师之间合作，学生的认知水平和情感方面都会收到良好的效果。
通过一段时间的活动，我深深地体会到，机器人活动课就是要让学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是整个活动的过程。学生在活动实践过程中，培养了分析问题和解决问题的思想和方法；培养了学生的主体精神和自主学习能力；开发学生的潜在能力，培养学生的个性和创造性。
（三）活动评价
通过以小组为单位开展机器人竞赛的形式对学生的机器人程序设计进行评价。比赛的结果并不重要，我们真正注重的是准备比赛和参加比赛的过程，在这个过程中学生可以获得各种体验如:与他人协作的体验；取得成功的体验；经历挫折的体验，这些体验和经历，会使学生学到很多在课堂上学不到的知识。既培养了学生的组织、合作、礼让等社会交往能力，又拓宽了学生的知识面，增强学生的社会责任感。
比赛的开展，可以培养学生倾听别人意见及团队合作精神。有比赛就有成败，在比赛过程中鼓励学生为成功做出的努力，在面对失败的时候，对学生进行挫折教育，学生经历失败的感受，往往比经历成功的感受更深刻，失败更能激发学生获得成功的欲望，引导学生正确面对失败的态度是要达到的目的。“三人行必有我师”比赛场不仅是学生竞赛的场所，更是学生学习的课堂，学会为对手的精彩和成功而喝彩，虚心与对手交流。
机器人活动课与机器人竞技比赛相结合。更好地体现了以人为本，给一些有兴趣有特长的同学更多的机会，从而得到更好的发展，而这些有特长的学生也可以成为活动小组的骨干，带动整体水平向更高层次发展。

四．智能机器人课外活动的反思
机器人课外活动的开设让学生紧跟时代步伐，通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式，提高逻辑思维能力、规划能力，提高学生的分析问题和解决问题的能力。通过丰富多彩的比赛项目，使学生在为机器人扩充功能的过程中学习有关机械、结构、化学等书本之外的知识，极大地拓展了知识面。在组装扩展机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。
在活动中我坚持学生有自己的思考、自己的独立意志和独立的追求。老师只是一个活动的组织者、引导者和合作者，在学生小组活动时，及时的对小组活动进行巡回指导，及时的点拨。教师和学生完全置于平等的地位，真正形成了一个师生互动、生生互动的“共同学习体”。期间，我将更多的时间留给学生发表意见，展开讨论，学生思想活跃，有时甚至想出比老师更好的解决问题的方法，这样学生印象深刻，在提高了他们对学习的兴趣的同时还培养了学生独立学习和独立研究能力。
智能机器人活动的这些特点必将给课外活动的发展带来新的活力和新的天地，充分利用智能机器人教育的优势对推进教育创新，对提高学生综合素质都有积极的促进意义。

参考文献
1.周美瑞，中小学生电脑制作辅导，清华大学出版社，2004
2.彭绍东，信息技术教育的新发展：机器人教育
3.彭绍东，信息技术教育学，湖南师范大学出版社，2002.
4.机器人语言与机器人教学，http://www.student.gov.cn/robot
5.瞿葆奎主编，课外校外活动，人民教育出版社，1991年11月第1版
6.青少年科技教育活动项目的研究与设计，中学科技，1997年第12期
7.西觅亚网站 http://www.semia.com/