2 杭州教育技术 2014 年第 2 期

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3 杭 州 市 教 育 技 术 中 心 金 伟 杰 杭 州 市 智 能 机 器 人 活 动 专 刊 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 1

4 目 录 卷首语 挥洒智慧 收获快乐 金伟杰 年第 2 期 总第八期 专刊专题 杭州教育技术 编委会 顾问 姚坚 主 编 张慧慧 姚建荣 副主编 黄柏洪 张云飞 编 委 按姓氏笔画排列 白振东 张少朵 李 敏 杨 骊 杨越亚 陈 超 林春平 赵加鑫 赵建荣 徐一军 翁化彦 顾旭明 机器人足球竞赛规则 4 童兆平 詹立军 廖天根 中小学机器人选修课开设及课堂教学的探讨 戈航 7 责任编辑 张少朵 社团活动促成学生多元发展 翁文军 12 美术编辑 胡 信息技术第二课堂开展浅析 刘正阳 15 寒 编辑 杭州教育技术 编辑部 虚实结合 席发科 18 地址 杭州市下城区东新路 机器人教学中如何提高对学生的信息素养 赵建波 20 重机巷 56 号 把握 机 遇 还学生自我空间 唤醒学生创新意识 王国飞 22 邮编 电话 电子邮箱 @qq.com 内部资料 2 杭州教育技术 2014 年第 2 期

5 架 起 机 器 人 教 学 与 基 础 学 科 知 识 的 桥 梁 / 叶 建 胜 郭 巍 丹 / 24 小 学 机 器 人 社 团 辅 导 策 略 / 黄 晓 芳 / 26 机 器 人 教 育, 我 们 一 直 在 路 上 / 许 海 燕 / 29 关 于 初 中 机 器 人 社 团 建 设 的 实 践 与 思 考 / 倪 伟 平 / 31 虚 拟 机 器 人 进 入 社 团 教 学 的 探 索 / 吴 亮 / 35 依 托 社 团 的 零 起 点 智 能 机 器 人 教 学 培 养 模 式 研 究 / 方 炎 亮 / 38 打 造 机 器 人 精 品 社 团 提 升 学 生 的 创 新 实 践 与 综 合 能 力 / 俞 忠 富 应 玲 红 王 理 / 40 激 发 兴 趣, 培 养 创 新 能 力 / 陈 铁 华 / 45 投 稿 须 知 来 稿 使 用 Word 格 式, 通 过 电 子 邮 件 以 附 件 形 式 发 送 稿 件 ( 邮 件 标 题 中 注 明 投 稿 字 样 ), 需 要 特 殊 说 明 的 事 宜, 一 律 与 稿 件 写 在 同 一 个 文 件 里 来 稿 以 不 超 过 5000 字 为 宜, 欢 迎 附 寄 文 章 内 容 相 关 的 照 片, 照 片 要 求 为 原 件 来 稿 如 在 内 容 上 有 侵 权 行 为 或 不 妥 之 处, 均 由 作 者 文 责 自 负, 本 刊 不 负 连 带 责 任 来 稿 若 系 抄 袭, 一 经 发 现, 本 刊 将 予 以 曝 光 本 刊 编 辑 部 有 权 对 来 稿 进 行 删 改, 如 不 同 意, 请 附 说 明 由 于 编 辑 部 工 作 人 员 有 限, 来 稿 不 能 具 体 意 见 回 复, 请 广 大 作 者 谅 解 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 3

6 该 规 则 适 用 于 2 对 2 和 1 对 1 对 抗 赛, 不 同 之 处 有 注 明 小 学 组 为 1 对 1 竞 赛, 初 中 组 和 高 中 组 为 2 对 2 竞 赛 一 竞 赛 场 地 及 设 备 标 准 1. 场 地 ( 内 侧 ): 长 183cm, 宽 122cm, 高 14cm 四 角 有 防 死 球 的 等 腰 直 角 三 角 柱, 直 角 边 长 8cm 2. 墙 壁 : 场 地 边 界 有 墙 壁 ( 包 括 球 门 区 ) 墙 壁 高 为 14cm, 墙 壁 内 侧 为 黑 色 ( 哑 光 ) 3. 球 门 : 球 门 位 于 场 地 底 线 的 中 间, 宽 45cm, 深 12cm, 高 14cm 球 门 上 方 有 2cm 宽 的 横 梁, 在 搭 建 和 编 程 时, 应 保 证 机 器 人 不 能 进 入 球 门 横 梁 内 侧 可 以 使 用 球 门 上 方 的 横 梁 以 防 止 机 器 人 进 入 球 门 内 球 门 内 部, 包 括 地 面 墙 壁 和 横 梁 可 以 涂 色 ( 两 边 球 门 分 别 为 黄 色 和 蓝 色 ) 4. 地 面 : 地 面 是 草 绿 色 光 滑 硬 质 地 面, 可 以 是 广 告 喷 绘 膜 或 者 油 漆 板 材 等 5. 开 球 点 : 球 场 中 央 点 6. 坠 球 点 : 场 地 中 定 义 了 五 个 坠 球 点 一 个 在 场 地 正 中 ; 其 余 四 个 坠 球 点 位 于 四 个 墙 角 附 近, 沿 着 赛 场 的 长 边 分 布, 是 在 两 边 球 门 内 侧 联 线 方 向 上, 靠 近 场 地 中 部 且 距 离 门 柱 45cm 远 的 那 一 点 场 地 中 的 坠 球 点 将 用 黑 点 标 示 7. 中 圈 : 场 地 上 将 标 出 中 圈, 以 场 地 中 心 为 圆 心, 直 径 60cm, 由 黑 色 窄 圈 标 示 在 开 球 时 裁 判 可 以 中 圈 为 依 据 8. 禁 区 : 在 每 个 球 门 前 有 个 宽 30cm 长 75cm 的 禁 区 禁 区 由 宽 1cm 的 白 线 标 示, 白 线 也 是 禁 区 的 一 部 分 当 机 器 人 所 有 部 分 都 在 禁 区 内 时, 才 视 作 机 器 人 在 禁 区 内 9. 照 明 : 为 稳 定 的 室 内 照 明 灯 光 10. 机 器 人 : 机 器 人 体 积 ( 包 括 静 止 和 比 赛 状 态 ) 正 常 置 放 时 垂 直 投 影 面 积 必 须 在 直 径 22cm( 含 ) 范 围 之 内, 限 高 22cm( 含 ) 以 下, 限 重 1.1kg( 含 ) 以 下, 机 器 人 的 启 动 停 止 开 关 应 设 于 机 器 人 上 方 根 据 机 器 人 电 源 连 接 方 式 不 同 ( 串 联 或 并 联 ), 一 台 机 器 人 使 用 的 所 有 电 源 的 总 输 出 不 得 超 过 12.6V ( 即 三 串 锂 聚 合 物 电 池 ), 不 得 使 用 升 压 器 每 台 机 器 人 的 电 源 都 必 须 有 一 个 接 口, 以 便 测 量 电 压, 除 非 该 机 器 人 的 电 源 从 外 观 和 连 接 方 式 能 明 显 看 出 它 的 电 压 单 场 比 赛 期 间 不 允 许 充 电 或 更 换 电 池 机 器 人 不 允 许 使 用 发 射 管 发 射 红 外 光, 可 以 使 用 红 外 测 距 传 感 器, 但 不 能 用 于 干 扰 其 他 机 器 人, 各 类 测 距 传 感 器 的 数 量 不 能 超 过 4 个 不 允 许 在 机 器 人 表 面 使 用 能 够 反 射 红 外 光 的 材 料 如 果 给 机 器 人 涂 色, 则 必 须 涂 成 哑 光 的 选 手 应 采 取 措 施 避 免 非 主 观 的 可 见 光 及 红 外 光 源 影 响 机 器 人 的 行 动 机 器 人 ( 形 成 三 面 包 围 球 体 的 ) 踢 球 装 置 的 控 球 深 度 最 大 为 3cm, 以 突 出 的 两 点 之 间 成 一 水 平 连 线 中 任 一 点 且 垂 直 到 机 器 人 边 沿 的 直 线 距 离 计 算 机 器 人 不 能 只 在 一 个 维 度 上 运 动, 而 必 须 具 备 向 所 有 方 向 直 接 运 动 的 能 力 机 器 人 的 马 达 必 须 至 少 分 成 2 组, 每 组 马 达 数 量 不 限, 但 是 2 组 马 达 的 输 出 轴 夹 角 必 须 介 于 55 ~140 之 间 并 且 机 器 人 不 能 在 己 方 球 门 前 只 作 左 右 移 动, 而 应 该 能 做 出 直 接 迎 向 足 球 的 动 作 11. 足 球 : 使 用 直 径 (74±5)mm 的 匀 称 电 子 球, 该 球 会 发 出 红 外 调 制 光,1200Hz 阶 梯 波 调 制 ( 载 波 40kHz), 重 95±5g( 不 含 电 池 ) 二 名 词 定 义 解 释 1. 出 界 球 : 足 球 ( 越 过 墙 壁 ) 被 机 器 人 踢 出 球 场 外 2. 进 球 : 当 球 完 全 进 入 球 门 区 域 或 碰 到 球 门 后 壁 反 弹, 即 为 进 球 3. 死 球 : 足 球 被 机 器 人 和 墙 夹 在 中 间 无 法 移 动 或 被 多 个 机 器 人 包 围 卡 住 不 动 超 过 5 秒 钟 发 生 死 球 时, 由 裁 判 员 直 接 将 球 拿 起, 放 在 与 死 球 最 近 坠 球 点 对 称 的 坠 球 点 上 ( 对 称 轴 为 通 过 双 方 球 门 的 中 轴 线 ), 期 间 比 赛 不 中 断 4. 比 赛 中 断 : 比 赛 过 程 中, 在 10 秒 内 没 有 任 何 机 器 人 触 到 球, 而 且 看 上 去 没 有 机 器 人 将 会 触 到 球 5. 坠 球 : 当 发 生 比 赛 中 断 时 所 采 用 的 继 续 开 始 比 赛 的 方 式 4 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

7 6. 任 意 球 : 发 生 犯 规 判 罚 出 界 球 时 所 采 用 的 破 坏 机 器 人 除 外 ) 计 时 器 由 裁 判 来 控 制 由 于 继 续 开 始 比 赛 的 方 式 坠 球 替 补 处 理 伤 员 延 误 时 间 及 其 他 原 因 损 失 7. 持 球 : 机 器 人 在 带 球 运 动 时 球 不 产 生 着 地 转 动 的 时 间 在 比 赛 中 进 行 相 应 的 补 时 三 竞 赛 规 则 加 时 赛 : 双 方 在 10 分 钟 比 赛 中 打 成 平 局, 且 1. 赛 前 准 备 : 各 参 赛 队 应 根 据 竞 赛 时 间 安 排, 比 赛 需 有 胜 负 时, 进 行 加 时 赛 加 时 赛 分 上 下 两 个 提 前 半 小 时 进 入 竞 赛 区 域, 做 赛 前 检 查 及 调 试 准 备 半 场, 各 2 分 钟, 中 间 不 休 息 加 时 赛 中 每 个 参 赛 竞 赛 开 始 前, 每 个 机 器 人 需 要 接 受 裁 判 员 的 检 录, 队 只 有 一 个 机 器 人 上 场, 守 门 机 器 人 不 参 与 比 赛 以 确 认 它 们 符 合 上 述 规 范 检 查 时, 机 器 人 大 小 以 初 赛 ( 循 环 赛 小 组 赛 ) 阶 段 没 有 加 时 赛 其 最 突 出 部 位 为 准, 即 最 长 点 为 计 算 点 不 符 合 规 对 于 小 学 组, 比 赛 已 经 是 1 对 1, 所 以 加 时 赛 则 的 机 器 人 将 被 取 消 参 赛 资 格 与 普 通 比 赛 相 同 2. 机 器 人 : 机 器 人 本 身 及 其 装 饰 物 不 能 对 竞 赛 胜 负 判 定 : 对 于 加 时 赛 仍 然 平 局 的 比 赛, 按 照 有 任 何 影 响 机 器 人 装 置 不 能 占 据 足 球, 从 而 复 赛 阶 段 各 队 的 净 胜 球 数 进 行 评 判 ; 如 果 相 同, 按 影 响 球 的 运 动 照 各 队 在 复 赛 阶 段 的 进 球 数 进 行 评 判 ; 如 果 还 相 同, 守 门 机 器 人 在 外 观 上 必 须 与 进 攻 机 器 人 有 所 区 别 按 照 整 个 比 赛 过 程 中 净 胜 球 数 进 行 评 判 ; 如 果 仍 然 禁 止 使 用 无 线 或 红 外 线 装 置 等 进 行 遥 控, 禁 止 相 同, 按 照 整 个 比 赛 过 程 中 的 进 球 数 进 行 评 判 参 赛 选 手 在 墙 上 地 上 或 其 他 位 置 放 置 灯 塔 或 6. 坠 球 : 由 裁 判 员 将 足 球 放 在 距 原 位 置 最 近 的 反 射 物 等 来 帮 助 机 器 人 导 航 每 次 比 赛 半 场 的 开 始 坠 球 点 上, 双 方 机 器 人 可 摆 放 在 距 球 15cm 以 外 的 每 次 暂 停 后 应 由 裁 判 指 示 参 赛 者 来 激 活 机 器 人 任 意 地 方 ; 裁 判 吹 哨 后, 继 续 比 赛 在 摆 放 机 器 人 检 录 时, 小 学 组 每 队 最 多 可 带 2 个 机 器 人, 初 中 位 置 时, 如 果 双 方 不 能 友 好 协 商 处 理, 则 遵 照 以 下 高 中 组 每 队 最 多 可 带 3 个 机 器 人 禁 止 参 赛 队 与 其 次 序 : 他 参 赛 队 交 换 机 器 人, 在 相 对 的 上 下 半 场 比 赛 进 行 2 对 2 比 赛, 防 守 方 离 球 门 较 远 的 机 器 人 最 先 中 禁 止 参 赛 队 更 换 机 器 人 定 位, 然 后 进 攻 方 机 器 人 定 位, 最 后 防 守 方 离 球 门 禁 止 参 赛 队 携 带 机 器 人 主 要 维 修 配 件, 例 如 : 较 近 的 机 器 人 定 位 ; 马 达 控 制 器 线 路 板 轮 胎 等 ( 其 余 具 体 物 品 由 1 对 1 比 赛, 进 攻 方 机 器 人 先 定 位, 防 守 方 机 现 场 检 录 人 员 界 定 ), 如 发 生 维 修 需 要 时, 建 议 队 器 人 再 定 位 ; 员 对 备 用 机 进 行 合 理 利 用 罚 任 意 球 时, 机 器 人 摆 放 次 序 亦 照 此 办 理 3. 猜 边 : 参 赛 双 方 用 投 币 方 式 选 定 开 球 或 场 地 7. 任 意 球 : 获 得 任 意 球 的 一 方 可 以 在 球 附 近 选 定 后, 参 赛 双 方 有 3 分 钟 的 准 备 时 间 (2-5cm) 放 置 一 个 机 器 人, 其 他 参 赛 机 器 人 应 放 置 4. 开 球 : 开 球 时, 所 有 机 器 人 都 必 须 位 于 自 己 在 离 球 15cm 以 外 的 半 场, 处 于 静 止 状 态 由 裁 判 将 球 放 置 在 开 球 点, 由 裁 判 员 将 球 放 在 发 生 犯 规 的 地 方, 如 果 犯 规 开 球 方 开 球 机 器 人 放 置 在 距 足 球 2cm 至 5cm 位 置, 地 点 距 墙 壁 小 于 15cm, 则 将 球 放 在 距 墙 壁 15cm 处 其 它 机 器 人 必 须 离 球 大 于 30cm, 也 就 是 在 中 圈 外 出 界 球 时, 判 对 方 在 最 近 的 坠 球 点 罚 任 意 球 裁 判 可 以 调 整 机 器 人 的 摆 位 在 裁 判 下 令 后 ( 通 常 裁 判 鸣 哨 后, 继 续 比 赛 罚 任 意 球 的 机 器 人 触 是 使 用 哨 子 发 令 ), 所 有 的 机 器 人 由 队 员 启 动 抢 球 后, 其 他 机 器 人 方 可 触 球 先 启 动 机 器 人 或 启 动 机 器 人 时 采 取 任 意 方 式 故 意 推 8. 参 赛 队 员 : 在 比 赛 中 由 参 赛 选 手 负 责 开 动 挤 机 器 人, 将 被 判 罚 技 术 犯 规 一 方 进 球 后, 应 由 放 置 移 开 机 器 人, 任 务 完 成 后 应 立 即 退 出 竞 赛 场 地 对 方 以 同 样 方 式, 重 新 开 球 继 续 比 赛 比 赛 过 程 中 参 赛 队 员 不 得 通 过 任 何 形 式 与 场 外 下 半 场, 参 赛 双 方 互 换 场 地 及 开 球 权 人 员 交 流, 在 裁 判 员 警 告 无 效 后, 取 消 该 参 赛 队 本 5. 计 时 : 常 规 赛 : 分 上 下 两 个 半 场, 各 5 分 钟, 场 比 赛 资 格, 比 赛 结 束, 判 对 方 3 比 0 胜 ; 如 果 之 中 场 休 息 2 分 钟 比 赛 开 始 前, 每 队 有 2 分 钟 的 准 前 对 方 净 胜 球 超 过 3 个, 按 实 际 比 分 计 算 成 绩 备 时 间 比 赛 时 钟 将 持 续 计 时 ( 两 个 5 分 钟 半 场 被 9. 球 的 运 动 : 机 器 人 不 能 占 据 球 不 能 持 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 5

8 球, 即 : 机 器 人 不 能 通 过 堵 死 球 的 移 动 方 向 来 完 全 控 制 球 例 如 : 将 球 固 定 在 机 器 人 身 上, 或 使 用 机 器 人 身 体 将 球 包 围, 阻 止 其 他 机 器 人 触 球, 或 被 压 在 机 器 人 底 下 任 何 时 候 球 都 必 须 是 可 见 的 着 地 运 动 裁 判 员 一 旦 发 现 持 球 或 占 据 球, 将 立 即 取 消 该 参 赛 队 的 比 赛 资 格 比 赛 期 间 允 许 机 器 人 将 球 踢 起, 但 踢 起 的 高 度 不 能 威 胁 到 观 众 裁 判 或 队 员 的 安 全 10. 计 时 暂 停 : 如 果 裁 判 需 要 和 工 作 人 员 讨 论 某 个 比 赛 情 况 的, 可 以 暂 停 比 赛 当 裁 判 停 止 比 赛 时, 所 有 的 机 器 人 必 须 停 止, 并 且 留 在 赛 场 上, 不 得 触 碰 裁 判 可 以 决 定 到 底 是 按 原 样 继 续 比 赛, 或 是 以 开 球 方 式 继 续 比 赛 11. 修 复 机 器 人 : 因 犯 规 造 成 机 器 人 严 重 受 伤 不 能 正 常 比 赛 时, 队 员 在 征 得 裁 判 许 可 后 可 将 受 伤 机 器 人 移 至 场 外 修 理, 修 复 机 器 人 需 经 裁 判 允 许 后 再 上 场 比 赛 半 场 比 赛 过 程 中 禁 止 更 换 机 器 人, 如 需 更 换 和 调 整 机 器 人, 只 能 在 中 场 休 息 时 进 行 12. 机 器 人 临 时 下 场 : 非 犯 规 情 况 下, 机 器 人 出 现 运 行 中 止 部 件 受 损 或 脱 落, 影 响 比 赛 正 常 进 行 时, 经 裁 判 允 许, 参 赛 队 员 可 拿 出 机 器 人 在 现 场 修 复 ( 修 复 时 间 不 得 少 于 30 秒 ), 经 裁 判 允 许 后 再 由 参 赛 队 员 将 修 复 的 机 器 人 放 回 原 在 位 置 机 器 人 临 时 下 场 次 数 不 限, 此 间, 比 赛 正 常 进 行 13. 换 球 : 比 赛 过 程 中, 根 据 足 球 和 场 地 的 损 坏 及 比 赛 进 行 情 况, 可 以 调 整 和 更 换 竞 赛 场 地 和 用 球 如 果 比 赛 中, 足 球 严 重 破 裂 等 情 况 时, 则 立 即 中 断 比 赛, 将 新 换 的 足 球 放 在 比 赛 中 断 时 原 球 所 在 地 最 近 的 坠 球 点 恢 复 比 赛 14. 技 术 犯 规 : 出 现 下 列 情 形 之 一 为 技 术 犯 规, 犯 规 机 器 人 将 被 裁 判 移 出 场 地 30 秒 或 至 出 现 进 球 (1) 机 器 人 的 任 意 部 分 进 入 球 门 横 梁 内 侧 ; (2) 在 裁 判 哨 声 响 起 前, 违 规 抢 先 启 动 的 机 器 人 ; (3) 启 动 机 器 人 时 采 取 任 意 方 式 故 意 推 挤 机 器 人 ; (4) 在 比 赛 中 未 经 裁 判 允 许 参 赛 选 手 触 碰 机 器 人 15. 红 黄 牌 制 度 : 比 赛 过 程 中, 机 器 人 累 计 技 术 犯 规 满 三 次 将 被 出 示 一 张 黄 牌, 两 张 黄 牌 累 计 一 张 红 牌 红 黄 牌 不 带 入 下 一 轮 比 赛 在 比 赛 中, 如 有 参 赛 队 员 不 服 从 裁 判 裁 决 顶 撞 裁 判, 将 被 出 示 黄 牌 警 告, 情 节 严 重 者 将 被 出 示 红 牌 驱 逐 出 场, 比 赛 结 束, 判 对 方 3 比 0 胜 ; 如 果 之 前 对 方 净 胜 球 超 过 3 个, 按 实 际 比 分 计 算 成 绩 16. 计 胜 方 法 : 在 比 赛 中, 进 球 较 多 的 一 方 为 得 胜 队, 如 双 方 均 未 进 球 或 进 球 数 相 等, 则 这 场 比 赛 应 为 平 局 17. 小 组 赛 出 线 方 法 : 小 组 比 赛 中 胜 1 场 积 3 分, 平 一 场 积 1 分, 输 一 场 积 0 分 积 分 多 的 队 伍 进 入 下 一 轮 比 赛 出 现 积 分 相 同 的 队 伍 以 净 胜 球 多 的 队 伍 排 名 靠 前 ; 净 胜 球 还 相 同 以 进 球 数 多 的 队 伍 排 名 靠 前 ; 进 球 数 仍 然 相 同 则 由 抽 签 决 定 名 次 名 排 名 方 法 : 前 4 强 产 生 后, 根 据 淘 汰 赛 成 绩 决 定 5-8 名 的 排 序, 不 再 进 行 比 赛 淘 汰 赛 中 净 胜 球 多 的 队 伍 排 名 靠 前 ; 净 胜 球 相 同 以 进 球 数 多 的 队 伍 排 名 靠 前 ; 进 球 数 相 同 则 根 据 小 组 赛 成 绩 排 定 名 次, 排 名 方 法 同 小 组 赛 出 线 方 法 四 犯 规 与 处 罚 1. 冲 撞 犯 规 : 连 续 在 无 球 状 态 下 冲 撞 对 方 不 控 球 机 器 人 三 次 以 上 为 冲 撞 犯 规, 判 罚 任 意 球 2. 停 赛 处 罚 : 初 高 中 组 被 罚 红 牌 的 机 器 人 停 赛 90 秒, 之 后 可 重 新 回 到 竞 赛 场 地 参 加 比 赛 ; 如 果 在 此 90 秒 内 另 一 机 器 人 也 被 罚 红 牌, 则 比 赛 结 束, 判 对 方 3 比 0 胜 ; 如 果 之 前 对 方 净 胜 球 数 超 过 3 个, 按 实 际 比 分 计 算 成 绩 小 学 组 被 罚 红 牌 则 比 赛 结 束, 判 对 方 3 比 0 胜 ; 如 果 之 前 对 方 净 胜 球 数 超 过 3 个, 按 实 际 比 分 计 算 成 绩 3. 延 误 开 球 : 开 ( 罚 ) 球 时, 开 ( 罚 ) 球 机 器 人 在 5 秒 钟 内 未 能 触 及 球, 判 延 误 开 ( 罚 ) 球 换 由 对 方 罚 任 意 球 4. 处 罚 : 出 现 下 列 情 况 之 一 时, 黄 牌 警 告 并 判 罚 将 机 器 人 移 出 场 地 60 秒 或 至 出 现 进 球 (1) 严 重 和 重 复 冲 撞 对 方 机 器 人 并 导 致 其 不 能 正 常 比 赛 ; (2) 累 计 三 次 技 术 犯 规 ; (3) 参 赛 队 员 不 服 从 裁 判 裁 决 或 顶 撞 裁 判 5. 改 变 竞 赛 场 地 和 用 球 : 出 现 这 种 情 况 时, 比 赛 将 暂 停, 并 马 上 实 施 补 救 措 施 如 果 裁 判 认 定 某 一 队 故 意 破 坏 竞 赛 场 地 和 用 球, 将 取 消 该 队 参 赛 资 格 ( 每 届 比 赛 的 具 体 细 则 以 当 时 组 委 会 调 整 后 公 布 为 准 ) 6 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

9 专刊专题 中小学机器人选修课 开设及课堂教学的探讨 杭州第二中学 戈 航 摘要 随着机器人技术的发展和信息技术教育课程与新课程改革的深入 机器人教育走入中 小学 校的课堂已经成为可能和必然趋势 作者就机器人选修课程的开设以及如何进行课堂教学作一次研 究性的探讨及思考 关键词 机器人 选修课 机器人课堂教学 引言 人大赛 至今已成功举办 13 届 在今年 7 月吉林 随着智能机器人技术的发展和信息技术教育课 建筑大学举行的第十三届中国青少年机器人竞赛中 程与教材改革的深入 智能机器人的教育走入中 参赛队伍已达到 526 支 共有 1517 名中小学生参赛 小学校的课堂已经成为一种必然趋势 机器人课程 规模空前 相比中小学机器人教育 高校对机器人 作为一种特色课程也必将给信息技术基础教育注入 的教育和研究则更甚一筹 不少国内著名大学都建 一股新鲜的活力 并将会成为青少年能力 素质培 有机器人的专门研究实验室 他们同样需要从中小 养的智能平台 学选拔大量的优秀的机器人研究人才 中国青少年 一 机器人的发展及开设环境 机器人竞赛委员会和专家组就是由一些北航 天津 机器人 这个词给人的感觉就是电影里那种 师范大学等高校的教授组成 三大著名高校联盟之 有着高科技金属外表 能与人交流 富有情感 并 一 卓越联盟以同济大学为首 从 2012 年 10 月开始 有着超强能力的形象 其实那只是电影虚构出来 代表人类对未来机器人形象的一种美好愿望 在现 实生活中 机器人 的定义是具有一些类似人的 功能的机械电子装置 它仍是一个机器 一个带有 计算功能的机器 可以帮助人类完成一些人类无法 完成的任务或者一些繁琐的重复劳动 世界各国都 一直对机器人的研究非常重视 在我们国家 从进 入 21 世纪开始着手鼓励和发展中小学机器人教育 从 2000 年中国科协成功举办了首届全国青少年机器 第十三届青少年全国机器人比赛开幕式 FTC 比赛现场 对 FTC 机器人比赛项目之一 优秀参赛队员有招 生优惠政策 综合以上种种因素 智能机器人教学 走进中小学课堂将成为一种必然趋势 二 新课程改革与机器人教育 中小学新课程改革核心理念是从知识和技能 过程与方法 情感态度与价值观三个方面培养学生 为学生的终身发展 应对现代社会和未来发展的挑 战奠定基础 在这个核心理念中 首先提到的是 知识和技 杭州教育技术 2014 年第 2 期 7

10 专刊专题 能 我的理解是在掌握知识的基础上 还要培养 施 学生的实际情况等等 没有一个充分的准备工 学生能在实践活动中综合运用知识的能力 往往后 作 那么一切只是纸上谈兵 那该如何做好这些准 者是我们目前教育中所欠缺的 有人曾做过一个很 备工作 我根据我们学校这几年的机器人课程开设 形象的比喻说 中国中小学生的知识是 1 英里深 情况 来谈谈我们是如何做的 1 英寸宽 美国学生的知识是 1 英寸深 1 英里宽 杭州二中机器人工作室 而一些研究表明 人的分析能力与知识的深度呈高 度正相关 综合设计能力则与知识的广度呈高度正 相关 要提高中小学生的综合设计能力 就要从教 学内容 教学方法和教学组织方面去寻求新的出路 而机器人教学的出现就是一个很好的契机 智能机器人的教学特点则是强调注重对学生学 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 团 一 要有专门的机器人教学场地 建议使用 队精神 实践能力的培养 我们在借助机器人这个 独立的教室 因为机器人的器材比较多 而且贵重 平台 提出一个项目之后 他们要像一个个设计师 有一个独立的教室便于管理 工程师一样 首先对这个项目主题进行研究 策划 二 计算机及网络 这个对于大部分学校 设计 然后他们以小组为单位分配任务 哪些人负 都不是问题 随着信息技术教学的多年开展 应该 责设计 安装机器人 哪些人负责机器人程序的编 让每个学校在这方面的硬件设施配备已经非常完善 写 在完成初步设计和编写之后 对机器人进行试 了 验和调试 碰到问题一起分析产生问题的原因 分 三 机器人器材 开始的投入可能比较大 析问题是出现在结构上的还是程序上 最后达成一 如果资金不太充裕的学校 可以先了解下各个机器 人项目 然后结合自身特点 先选择一到两个项目 作为先期开展 然后慢慢积累 四 学生的选择 如果先期器材不多的情况 可以先选择以前曾经学过并有基础的学生 以课外 活动或者社团的形式开展 等以后有更多的机器人 器材 并有一定教学经验的情况下再考虑发展更多 爱好机器人的学生 形成选修课以及特色课程 致意见后再次修改调整 整个过程中孩子们通过主 动探索 动手实践 亲身体会到把一些抽象的理论 如何变成了一个成功的项目过程 享受整个过程所 带来的愉悦 整个过程中 学生不仅可以学到有关 机械 电子 计算机等技术知识 同时也对他们的 情感态度及价值观产生积极影响 比如与人沟通合 作的能力 合理分配 利用时间的能力 对他人尊重 毅力与自信心的树立等方面 三 机器人课程开设前的准备工作 对于智能机器人课程的开设 不是想开设就 能开设的 要考虑到诸多因素 譬如学校的硬件设 8 总之机器人课程的开设和发展是个循序渐进的 过程 机器人的零件和产品也是在不断的更新和发 展的 所以不建议一开始就盲目的上好几个项目 容易造成资源的浪费 四 机器人教学场地和零件的管理 有了专门的机器人教室 配备了机器人设备及 电脑 那么接下来该考虑如何建设机器人教学场地 以及机器人器材的管理 机器人课程中机器人教学场地很重要 检验机器 人身上各部分的功能是否有效就需要有相应的场地来 配合完成 得到机器人场地的途径一般有一下几种 一 直接用比赛场地 每年都会有很多不同 杭州教育技术 2014 年第 2 期

11 专刊专题 机器人工作室调试场地 件和传感器 而学生在搭建机器人 调试 搬运等 过程中非常容易出现零配件缺损 丢失 因此 器 材管理到位是教学能够正常进行的重要保障 对于机器人零件的管理 我一直觉得是个难点 比如乐高机器人零件 经过几年的发展和积累 大 大小小的零件几万个 每次大的比赛或者活动之后 整理零件都是件繁琐的事情 就这个问题我也经常 在机器人培训或者研修班里和一些资深机器人教练 的机器人比赛项目 每个比赛项目都会有相应的场 交流经验 但要想简单快速的管理这些零件的方法 地 比如足球机器人有足球场地 灭火机器人有灭 目前还没有 只是有一些好的管理经验还是可以借 火场地等等 这类场地很容易得到 在比赛规则里 鉴的 有场地的详细制作方法 可以委托机器人公司制作 一 在学生进入机器人教室学习之前 对 在建立机器人教室的同时就可以制作好 当然代价 他们进行机器人零件管理的小培训 大致了解机器 是价格比较贵 场地的功能比较单一 人零件的种类 比如乐高零件主要可以分为带电 二 自制场地 根据自己机器人课程需要 类 主控 NXT 马达 传感器 非带电类再 自制图纸制作场地 这种方法自由度高 比较适合 细分为结构类的有梁 砖等 传动类有各种齿轮 做专题项目训练 比如 你想训练机器人巡黑线走 链条等 连接类有长短销等等 其他的可以则作为 黑线基本技能 可以设计一张简易的小地图 上面 特殊类 进入之后让他们做一次简单分类整理 这 标有家 学校 商场 游乐场等多个地标 相互之 样既整理了各种零件 又实际体验了解了这些零件 间用黑线联起来 在设置项目任务的时候 可以在 二 培养学生随时整理零件的好习惯 我一 某些线路上设置一些突发事件 比如让机器人从家 般以小组为单位 每个小组都设立一个组长 每次 里到学校 必须先要去商场买一些东西 然后再去 活动都由组长分配一个组员作为零件管理员 并分 学校 并告诉他从商场到学校最近的路线正好在修 配给他们一个整理箱 这个整理箱的功能类似于吃 路 路面不平 线路上贴几块薄三夹板 让学生 自助餐时拿的那个取餐盘 根据自己小组机器人安 去分析怎么走最好 是冒险走不平的路 还是绕道 装的需要按需拿零件 如果做完机器人之后该箱子 三 就地取材 现场制作 比如让机器人走 里还有没用到的零件 则由小组管理员重新放回到 迷宫训练 可以让学生用零件自行搭建迷宫 搭建 原来的分类箱里 在这个过程中 零件管理员是非 完之后 小组之间可以交换场地走迷宫 最后看谁 的场地搭建的好 谁的机器人走迷宫的能力强 因 此学生在搭建迷宫的过程中 既要考虑机器人可能 行进的路线 分析自己搭建的场地是否合理 又要 反思自己的机器人结构和编程设计能否解决问题 这对学生提高分析能力 巩固知识很有帮助 以上三种方式可以根据学校实际情况 自由选 择 资金充裕的 教室比较大的学校可以搭配选择 把教室分成比赛 训练不同的功能区 资金紧张的 学校可以先从自制 就地取材开始开展 机器人课堂教学中除了教学场地建设外 还要 涉及到各种各样的机器人零配件的管理 以乐高机 器人为例 除主控核心套件外 还需要搭配各种零 分类整理 LEGO 零件 常辛苦 经常来回取放零件 肯定没有搭建机器人 那么有乐趣 可以让小组组员轮换做 三 制作一个 机器人小组活动记录本 用于记载每次活动的情况 具体内容可以是 活动 时间登记表 活动过程记录表 研究成果汇总表 总结评价表 自评 互评 师评 附件清单 相 杭州教育技术 2014 年第 2 期 9

12 关 数 据 资 料 ); 设 备 使 用 反 馈 单 ; 特 殊 器 材 带 电 器 材 申 领 单 等 要 求 学 生 每 节 课 对 有 关 项 目 都 要 及 时 记 录, 并 分 析 整 理 出 经 验 体 会, 以 培 养 学 生 分 析 问 题 解 决 问 题 的 能 力 总 之, 对 于 零 件 的 整 理 和 管 理 一 定 要 细 心, 认 真, 对 于 学 生 习 惯 的 培 养 要 一 定 坚 持 做 下 去, 一 旦 学 生 习 惯 养 好 了, 管 理 就 方 便 了 五 开 课 前 老 师 的 准 备 及 学 生 的 选 择 机 器 人 教 学 是 一 门 跨 学 科 高 度 综 合 极 具 成 长 性 的 课 程 ; 无 论 对 老 师 还 是 学 生 都 有 一 定 的 能 力 要 求 首 先 作 为 老 师, 在 选 择 机 器 人 器 材 之 前 就 要 对 国 内 各 类 机 器 人 比 赛 做 个 大 概 的 了 解, 一 般 使 用 哪 些 公 司 的 器 材, 各 个 公 司 的 产 品 特 色 有 哪 些, 他 们 传 统 优 势 是 什 么 有 机 会 就 多 去 听 听 机 器 人 比 赛 的 培 训, 主 动 向 一 些 资 深 教 练 了 解 机 器 使 用 情 况, 最 好 能 去 观 摩 各 类 机 器 人 比 赛 只 有 在 经 过 多 方 面 了 解 和 对 比 之 后, 再 慎 重 选 择 适 合 自 己 学 校 开 展 的 器 材 选 好 器 材 并 到 手 之 后 自 己 要 先 摸 索 实 践 一 下, 认 真 研 究 器 材 的 使 用 手 册 和 编 程 指 南, 多 联 系 正 在 使 用 该 器 材 的 相 关 学 校 及 教 练, 并 去 相 关 学 校 取 取 经, 听 听 他 们 的 课, 然 后 再 结 合 自 身 学 校 学 生 特 点, 认 真 制 定 授 课 计 划 接 下 来 则 是 学 生 的 选 择, 机 器 人 课 程 对 学 生 会 有 一 定 的 能 力 要 求, 并 不 是 所 有 的 学 生 都 适 合, 比 如 有 一 定 编 程 能 力 的 同 学, 对 于 机 器 人 编 程 就 容 易 上 手 所 以 开 设 机 器 人 课 程 之 前, 先 要 对 学 生 进 行 一 定 的 调 查 和 了 解 具 体 调 查 和 了 解 学 生 什 么 呢? ( 一 ) 了 解 学 生 对 机 器 人 的 认 知 程 度, 有 助 于 我 们 决 定 开 展 什 么 样 智 能 机 器 人 课 程 类 型, 也 就 是 我 前 面 所 指 的 授 课 计 划 的 制 定 ; ( 二 ) 了 解 学 生 对 机 器 人 的 兴 趣 程 度, 兴 趣 是 最 好 的 老 师, 如 果 学 生 虽 然 有 能 力, 懂 机 器 人, 但 不 是 很 感 兴 趣, 那 么 以 后 来 学 也 学 不 长, 学 不 好 ; ( 三 ) 了 解 学 生 能 力 的 差 异 程 度, 因 为 这 个 不 是 基 础 课 程, 来 的 学 生 肯 定 会 有 一 定 差 异, 先 了 解 一 下 学 生 的 差 异, 对 之 后 学 生 在 课 程 教 学 中 分 组 很 有 帮 助 有 了 调 查 内 容, 调 查 的 方 式 也 有 很 多 种, 可 以 在 信 息 技 术 课 上 做 调 查, 也 可 以 发 问 卷, 或 者 给 学 生 做 一 个 机 器 人 相 关 的 报 告 等 等 以 我 这 几 年 教 学 下 来, 一 般 来 说 有 兴 趣 的 学 生 不 在 少 数, 接 下 来 就 是 选 人 的 问 题, 一 般 有 一 下 几 类 学 生 ( 一 ) 以 前 参 加 过 机 器 人 比 赛 的 学 生, 一 般 这 样 的 学 生 有 了 一 定 机 器 人 基 础, 甚 至 有 些 能 力 还 在 老 师 之 上 ; ( 二 ) 接 触 过 机 器 人, 有 初 步 了 解 的 学 生 ; ( 三 ) 有 编 程 基 础 的 学 生 ; ( 四 ) 动 手 能 力 强, 各 方 面 能 力 突 出, 但 无 机 器 人 基 础 的 这 四 类 学 生 都 可 以 考 虑, 还 有 千 万 不 要 忽 视 女 生 的 能 力, 不 要 认 为 机 器 人 都 是 男 生 专 长, 女 生 在 解 决 问 题 的 思 维 和 方 法 上 往 往 有 非 常 独 到 的 地 方 所 以 我 一 般 在 选 择 生 源 的 时 候 会 有 一 定 比 例 的 女 生 六 机 器 人 教 学 模 式 的 研 究 探 讨 做 完 了 前 期 大 量 的 准 备 工 作, 有 了 初 步 的 教 学 设 计, 选 好 了 学 生, 接 下 来 就 是 教 学 模 式 的 研 究 和 探 讨 了, 这 里 以 我 开 展 教 学 模 式 进 行 举 例 1. 课 堂 模 式 中 的 分 工 合 作 机 器 人 项 目 有 一 个 很 突 出 的 特 点, 就 是 团 队 合 作, 所 有 机 器 人 的 比 赛, 基 本 没 有 一 个 人 的 项 目, 至 少 需 要 两 人 配 合, 甚 至 VEX FTC 比 赛 还 需 要 现 场 和 其 他 参 赛 队 伍 合 作 完 成, 所 以 在 选 修 课 中, 一 开 始 我 就 建 立 项 目 小 组, 一 般 4 人 一 组, 进 行 分 工 合 作 ; 既 可 以 发 挥 学 生 的 团 结 协 作 精 神, 也 可 以 发 挥 团 队 作 用, 共 同 完 成 项 目 ; 在 分 组 的 时 候, 前 面 所 说 的 第 一 类 学 生, 也 就 是 有 比 赛 经 验 和 基 础 的 学 2011 届 FLL 项 目 机 器 人 小 组 生 作 为 各 小 组 组 长, 从 而 起 到 带 头 作 用 ; 2. 课 堂 教 学 的 步 骤 这 个 常 规 化 教 学 都 是 分 四 个 步 骤 ( 一 ) 理 论 篇, 机 器 人 知 识 的 介 绍 讲 解 ( 二 ) 动 手 篇 : 机 器 人 的 拼 装 ( 三 ) 编 程 篇 : 如 何 让 机 器 人 动 起 来 ( 四 ) 综 合 篇 : 课 内 比 赛 小 组 活 动 3. 课 程 教 学 的 评 价 方 式 机 器 人 课 程 的 教 学 特 点 就 是 在 于 培 养 学 生 的 思 10 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

13 维 和 能 力 所 以 在 评 价 时, 不 应 该 过 于 看 重 于 学 生 得 还 不 错 的 学 生 要 给 与 肯 定 和 赞 扬, 并 对 他 们 提 出 最 后 项 目 是 否 完 成, 是 否 完 成 的 漂 亮, 而 应 特 别 关 更 高 的 要 求 和 目 标 引 导 他 们 往 更 高 层 次 的 方 向 去 注 学 生 在 整 个 项 目 过 程 参 与 的 态 度 解 决 问 题 的 能 思 考 问 题 力 和 创 造 性, 关 注 学 习 的 过 程 和 方 法, 关 注 交 流 与 七 对 于 中 国 机 器 人 教 育 和 比 赛 发 展 趋 势 的 几 合 作, 关 注 动 手 实 践 以 及 所 获 得 的 经 验 与 教 训 因 点 思 考 和 建 议 此 最 好 采 用 过 程 性 评 价 的 方 式, 而 不 采 用 结 果 评 分 1. 中 小 学 机 器 人 教 学 深 度 如 何 区 分, 目 前 我 感 的 方 法, 重 视 对 过 程 的 评 价 和 在 过 程 中 的 评 价, 使 觉 从 小 学 到 高 中, 机 器 人 的 教 学 难 度 区 分 度 不 是 很 评 价 成 为 学 生 学 会 实 践 和 反 思 发 现 自 我 欣 赏 别 大, 我 这 几 年 一 直 在 省 机 器 人 比 赛 中 当 裁 判, 常 常 惊 叹 小 学 生 的 机 器 结 构 设 计 和 程 序 的 编 写 不 逊 于 高 中 生, 甚 至 很 多 地 方 超 过 高 中 生, 这 是 小 学 生 能 力 比 高 中 生 强? 我 不 这 么 看, 我 经 常 在 赛 后 也 和 小 学 生 聊 天, 基 本 可 以 知 道 一 个 事 实, 这 样 的 机 器 人 都 是 老 师 代 劳 设 计 的, 其 实 这 个 不 能 去 指 责 老 师 为 了 成 绩 而 怎 么 样, 我 认 为 主 要 的 问 题 在 于 比 赛 没 有 区 分 小 学 初 中 高 中 的 难 度 小 学 生 的 思 维 能 力 毕 第 十 三 届 全 国 机 器 人 比 赛 FLL 高 中 组 金 牌 竟 有 限, 他 们 的 老 师 为 了 让 该 项 目 能 在 学 校 里 生 存 人 的 过 程 给 学 生 正 确 引 导 和 激 励, 鼓 励 学 生 发 挥 下 去, 就 不 得 不 亲 自 上 阵 在 这 里, 我 有 一 个 不 太 自 己 的 个 性 特 长, 施 展 自 己 的 才 能, 努 力 形 成 激 励 成 熟 的 建 议, 就 是 小 学 的 比 赛 项 目 由 初 中 老 师 设 计, 广 大 学 生 积 极 进 取 勇 于 创 新 的 氛 围 初 中 的 比 赛 项 目 由 高 中 老 师 设 计, 高 中 的 比 赛 项 目 先 让 学 生 自 我 评 价, 可 以 通 过 书 面 过 程 记 录 评 则 由 大 学 教 授 设 计 这 样 形 成 一 个 梯 度, 各 级 老 师 价 与 对 学 生 的 口 头 报 告 活 动 展 示 的 评 价 相 结 合, 都 可 以 根 据 情 况 来 设 置 比 赛 任 务 学 生 的 参 与 度 我 小 组 组 长 总 结 评 价 与 组 内 成 员 的 评 价 相 结 合, 各 小 想 也 会 相 应 提 高 组 之 间 的 互 评 等 方 式 学 生 自 我 评 价 或 者 相 互 评 价, 2. 目 前 杭 州 初 中 高 中 机 器 人 特 长 生 的 招 生 政 其 压 力 较 小, 学 生 可 以 充 分 地 畅 谈 自 己 参 与 活 动 的 策 希 望 能 有 一 些 改 进, 有 特 长 生 招 生 政 策 是 快 速 促 体 验 经 验 和 教 训, 自 由 地 交 换 意 见 同 时, 这 种 进 机 器 人 教 学 发 展 的 一 种 方 法, 我 觉 得 挺 不 错 的, 集 体 和 个 人 的 自 我 评 价 也 可 以 使 学 生 享 受 到 健 康 的 但 目 前 的 招 生 政 策 和 需 求 似 乎 有 些 脱 节, 建 议 制 定 民 主 风 气 的 熏 陶 和 教 育 在 学 生 自 我 评 价 和 相 互 评 特 长 生 招 生 条 件 的 相 关 部 门 能 多 去 各 级 学 校 调 研, 听 听 一 线 教 练 们 的 想 法 2012 欧 洲 冠 军 邀 请 赛 场 地 挑 战 赛 冠 军 3. 像 信 息 技 术 教 研 大 组 一 样, 建 立 一 个 杭 州 市 的 机 器 人 教 研 大 组 方 便 杭 州 的 机 器 人 教 练 相 互 交 流 以 及 外 出 观 摩 学 习 交 流 4. 可 以 加 强 仿 真 机 器 人 的 发 展 力 度, 因 为 仿 真 机 器 人 是 软 件, 不 需 要 实 体 机 器 人, 只 要 学 校 有 机 房, 就 能 直 接 教 学 不 需 要 做 太 大 的 投 入, 操 作 原 理 和 编 程 和 实 体 机 器 人 又 差 不 多 所 以 我 觉 得 仿 真 机 器 人 的 出 现 可 以 加 快 机 器 人 教 育 的 普 及 价 结 束 之 后, 老 师 一 定 要 进 行 总 结 评 价, 因 为 在 学 以 上 是 我 的 几 点 不 成 熟 的 想 法 和 建 议, 总 之, 生 自 我 评 价 之 后 最 关 心 的 就 是 老 师 是 否 对 自 己 的 认 在 杭 州 我 觉 得 机 器 人 的 发 展 才 刚 开 始, 因 为 相 比 北 可 和 肯 定, 所 以 首 先 要 鼓 励 做 的 不 是 很 成 功 的 学 生, 京 上 海 等 城 市 已 经 落 后 很 多 很 多, 这 需 要 我 们 共 让 他 们 感 觉 到 他 们 有 能 力, 是 有 机 会 做 好 的, 并 想 同 努 力 去 完 善, 去 解 决 办 法 激 发 他 们 内 心 不 服 输 的 精 神, 然 后 对 自 认 为 做 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 11

14 杭 州 第 十 一 中 学 翁 文 军 摘 要 : 丰 富 多 彩 的 社 团 活 动 是 学 校 文 化 生 活 的 一 部 分, 一 个 有 着 良 好 组 织 性 的 社 团 对 其 成 员 的 素 质 发 展 能 发 挥 非 常 重 要 的 作 用 笔 者 从 自 己 教 研 组 所 指 导 的 机 器 人 社 团 直 接 的 感 受 到 学 生 的 这 种 素 质 的 变 化 关 键 词 : 素 质 社 团 机 器 人 新 课 程 改 革 新 课 程 的 总 体 目 标 是 : 全 面 贯 彻 国 家 教 育 方 针, 以 提 高 国 民 素 质 为 宗 旨, 加 强 德 育 的 针 对 性 和 时 效 性, 突 出 学 生 创 新 精 神 和 实 践 能 力, 搜 集 和 处 理 信 息 的 能 力 获 取 新 知 识 的 能 力 分 析 与 解 决 问 题 的 能 力, 以 及 交 流 与 协 作 的 能 力, 增 强 学 生 对 自 然 和 社 会 的 责 任 感, 为 造 就 有 理 想 有 道 德 有 文 化 有 纪 律 的 德 智 体 美 等 全 面 发 展 得 社 会 主 义 事 业 建 设 者 和 接 班 人 奠 定 基 础 把 普 通 高 中 教 育 的 基 本 任 务 定 位 于 培 养 高 中 生 的 健 全 人 格 或 公 民 的 基 本 素 质, 这 是 本 次 课 程 改 革 所 追 求 的 一 个 基 本 理 念 素 质 不 是 先 天 的, 而 是 在 人 生 阶 段 通 过 外 部 环 境 影 响 和 教 育 形 成 的 培 养 高 中 学 生 良 好 的 心 理 素 质 和 行 为 习 惯, 是 我 们 高 中 教 育 的 一 个 重 大 任 务 著 名 教 育 家 叶 圣 陶 先 生 说 过 : 教 育 是 什 么, 往 简 单 方 面 说, 只 有 一 句 话, 就 是 养 成 良 好 的 习 惯 健 全 的 人 格 和 良 好 的 习 惯, 是 学 生 日 后 成 才 的 保 证 怎 么 样 提 高 学 生 的 身 心 素 质, 除 了 学 校 正 常 的 德 育 教 育 外, 社 团 活 动 也 是 一 个 很 有 效 的 途 径 学 生 社 团 由 一 部 分 有 相 同 爱 好 兴 趣 的 同 学 组 成, 是 学 生 培 养 能 力, 提 高 个 人 素 质 的 一 个 重 要 途 径 我 们 学 校 的 学 生 社 团 大 都 是 跟 校 本 课 程 和 综 合 实 践 活 动 相 结 合 的, 是 学 校 课 堂 教 育 的 一 部 分 我 们 学 校 有 很 多 的 学 生 社 团, 从 这 些 社 团 中, 又 涌 现 出 彗 星 文 学 社, 机 器 人 社 团, 马 尾 松 画 社 等 几 个 精 品 社 团 实 践 证 明, 各 种 健 康 有 益 的 社 团 活 动, 不 仅 丰 富 了 学 生 的 校 园 生 活, 对 社 团 成 员 的 个 人 素 质 发 展 也 有 着 潜 移 默 化 的 作 用 我 校 机 器 人 社 团 成 立 于 2005 年, 成 立 至 今, 一 批 批 学 生 加 入 我 们 的 队 伍, 又 有 一 批 批 学 生 因 为 毕 业 离 开 了 社 团 我 们 的 社 团 在 一 步 步 成 长, 发 展 成 为 学 校 的 精 品 社 团 杭 州 市 首 批 特 色 社 团, 社 团 成 员 也 随 着 社 团 的 发 展, 个 人 综 合 素 质 有 了 很 大 的 提 高 机 器 人 社 团 是 我 们 技 术 教 研 组 教 师 指 导 的, 所 以 我 对 此 有 着 更 切 实 的 感 受 从 这 么 多 年 的 情 况 来 看, 机 器 人 社 团 对 学 生 的 素 质 发 展 起 的 作 用, 主 要 有 以 下 方 面 : 一. 有 利 于 学 生 自 信 心 的 提 升 信 心 是 进 取 心 的 支 柱, 自 信 心 对 学 生 的 健 康 成 长 和 各 种 能 力 的 发 展, 都 有 十 分 重 要 的 意 义 进 入 我 们 学 校 的 学 生 的 中 考 成 绩 都 不 是 很 好, 在 杭 州 市 应 该 是 排 在 中 等 水 平 这 些 学 生 或 者 是 受 中 考 成 绩 的 打 击, 或 者 在 初 中 就 一 直 被 贴 上 中 下 等 学 生 的 标 签, 自 信 心 很 差 他 们 不 敢 面 对 强 手 的 竞 争, 经 常 给 自 己 一 种 消 极 的 自 我 暗 示, 老 是 觉 得 自 己 不 行, 所 以 在 以 前 的 学 校 里 也 很 少 有 机 会 能 参 加 各 种 各 样 的 比 赛, 很 少 能 体 会 到 成 功 的 乐 趣 久 而 久 之, 这 种 持 久 迁 移 的 心 境 就 内 化 为 一 种 人 格 缺 陷 变 得 更 加 严 重 我 在 高 一 每 学 期 的 第 一 节 课 都 会 做 个 调 查, 调 查 以 前 有 多 少 学 生 参 加 过 各 个 级 别 的 竞 赛, 发 现 参 加 过 的 学 生 寥 寥 无 几 再 调 查 学 生 在 哪 些 方 面 有 哪 些 特 长, 很 多 学 生 都 说 没 有 特 长 长 期 的 这 种 自 信 心 不 足, 严 重 影 响 了 学 生 进 一 步 发 展 的 动 力 我 们 在 社 团 纳 新 时, 很 多 学 生 对 我 们 的 社 团 都 很 感 兴 趣, 其 中 也 有 很 多 人 因 为 自 认 为 没 有 机 器 人 基 础 而 放 弃 了 报 名 我 们 在 做 宣 传 的 时 候, 老 是 有 学 生 问 : 老 师, 我 机 器 人 一 点 都 不 懂 的, 计 算 机 的 水 平 也 不 是 很 好, 我 能 不 能 参 加 机 器 人 社 团 啊? 我 就 问 : 你 对 机 器 人 有 没 有 兴 趣? 他 们 说 有 我 说 有 的 话 就 可 12 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

15 以 报 名, 我 们 需 要 各 方 面 的 人 才 加 盟, 并 不 一 定 要 有 机 器 人 基 础 确 实 的, 像 我 们 这 类 学 校, 在 机 器 人 方 面 有 基 础 的 学 生 几 乎 没 有 有 些 初 中 参 加 过 机 器 人 活 动 的, 很 多 也 被 特 招 进 了 一 级 重 高 我 们 学 校 虽 然 也 有 科 技 类 特 招 名 额, 但 从 来 没 有 招 到 合 适 的 学 生, 甚 至 来 报 名 的 都 没 有 学 生 中 有 程 序 基 础 的 学 生 也 凤 毛 麟 角 因 此, 我 们 在 社 团 纳 新 的 时 候, 对 机 器 人 基 础 这 方 面 的 考 虑 很 少, 主 要 考 察 他 们 的 逻 辑 思 维 能 力 和 其 他 如 表 达, 绘 画 等 方 面 的 才 能 学 生 选 拔 进 入 社 团 后, 我 们 要 多 鼓 励 学 生, 给 他 们 争 取 参 加 各 级 比 赛 的 机 会 在 一 开 始 参 加 比 赛 时, 有 些 学 生 看 到 很 多 重 高 学 生 也 参 加, 就 感 觉 很 忐 忑 不 安, 一 下 子 泄 了 气 对 于 这 种 心 情, 我 们 也 觉 得 很 理 解, 毕 竟, 能 进 入 一 级 重 高 的 同 学 一 直 来 都 是 他 们 仰 慕 的 对 象, 现 在, 要 跟 他 们 同 台 竞 技, 确 实 是 没 有 了 底 气 我 们 就 让 学 生 好 好 训 练, 比 赛 成 绩 虽 然 也 很 重 要, 但 更 重 要 的 让 你 们 有 机 会 去 感 受 比 赛 氛 围, 锻 炼 自 己 的 能 力 虽 然 在 学 业 成 绩 上 跟 一 级 重 高 同 学 很 难 竞 争, 但 机 器 人 比 赛, 任 何 情 况 都 可 能 发 生, 只 要 我 们 准 备 充 分, 也 不 一 定 会 输 给 他 们 啊 学 生 经 过 几 次 鼓 舞, 提 高 了 信 心 在 比 赛 中, 他 们 也 曾 多 次 取 得 好 成 绩 体 验 过 几 次 成 功 的 感 觉, 学 生 的 自 信 心 就 建 立 起 来 了 有 一 个 原 来 学 习 成 绩 不 是 很 好 且 很 让 人 感 觉 有 点 木 讷 的 同 学, 在 开 学 初 曾 跟 我 透 露 过 想 加 入 机 器 人 社 团 的 想 法, 我 当 时 也 没 太 在 意, 以 为 他 可 能 一 时 性 起 在 机 器 人 社 团 的 纳 新 报 名 那 天, 他 没 有 报 名 等 我 们 把 名 单 定 好 后, 他 跑 过 来 说, 在 社 团 纳 新 的 那 天, 他 生 病 在 家, 问 我 能 不 能 再 给 他 机 会 看 着 他 满 怀 期 盼 的 目 光, 我 实 在 不 忍 心 拒 绝 他, 就 答 应 了 他 参 加 过 几 次 比 赛 后, 取 得 了 比 较 好 的 成 绩, 性 格 变 得 活 泼 开 朗 起 来 他 的 家 长 看 到 他 的 变 化, 也 很 支 持 他 参 加 机 器 人 活 动 后 来, 他 和 几 个 同 学 还 代 表 学 校 去 日 本 比 赛 因 为 在 机 器 人 方 面 的 成 绩, 他 还 被 评 为 杭 州 市 少 年 科 学 院 院 士 在 高 考 的 时 候, 也 取 得 了 很 好 的 成 绩, 还 被 学 校 请 回 来 给 下 一 级 学 生 做 经 验 报 告 二. 有 利 于 团 队 合 作 精 神 的 培 养 团 队 精 神 要 求 成 员 要 有 大 局 意 识 协 作 精 神 和 服 务 精 神 一 个 团 队 要 正 常 高 效 的 运 转, 就 不 能 缺 乏 团 队 精 神 如 果 社 团 成 员 都 只 管 自 己 的 事 情, 那 么 社 团 将 是 没 有 生 趣 和 战 斗 力 的 当 然, 团 队 精 神 也 不 是 要 求 团 队 成 员 牺 牲 自 我, 而 是 发 挥 每 个 成 员 的 优 势 特 长, 为 完 成 某 一 项 目 标 而 共 同 努 力 美 国 哈 佛 大 学 心 理 学 家 加 德 纳 教 授 提 出 的 多 元 智 能 理 论 认 为, 人 类 的 智 力 是 多 元 的, 人 除 了 言 语 / 语 言 智 力 逻 辑 / 数 理 智 力 外, 还 有 其 他 七 种 智 力, 它 们 是 空 间 智 能 肢 体 运 作 智 能 音 乐 智 能 人 际 智 能 内 省 智 能 自 然 探 索 智 能 存 在 智 能 每 个 人 都 不 同 程 度 的 拥 有 上 面 的 九 种 基 本 智 能, 但 在 某 几 个 方 面 会 更 存 在 优 势 我 们 就 要 去 了 解 社 团 学 生 的 差 异, 根 据 不 同 学 生 的 特 点, 尽 量 让 他 从 事 他 比 较 擅 长 的 领 域, 发 挥 每 个 成 员 的 优 势, 同 时, 也 要 协 调 团 队 成 员 的 关 系, 让 团 队 更 有 战 斗 力 但 现 在 的 学 生 大 都 是 独 生 子 女 家 里 父 母 亲 过 多 的 关 照 使 很 多 学 生 不 自 觉 的 养 成 以 自 我 为 中 心 的 习 惯 做 事 比 较 独 立 专 行, 不 去 考 虑 其 他 人 的 感 受 个 人 英 雄 主 义 强 烈, 嫉 妒 心 强 在 机 器 人 社 团 活 动 中, 大 多 数 项 目 都 不 是 一 个 人 进 行 的, 需 要 两 个 人 或 多 个 人 的 配 合 因 此, 我 们 经 常 告 诫 学 生, 你 是 社 团 的 一 份 子, 你 所 做 的 一 切 都 代 表 社 团 的 形 象 你 的 光 荣 就 是 社 团 的 光 荣, 社 团 的 成 绩 也 是 你 的 成 绩 要 把 团 队 精 神 内 化 在 学 生 的 心 中 在 FLL 项 目 中, 对 团 队 合 作 的 要 求 更 多 不 光 在 机 器 人 竞 技 这 块 需 要 两 位 操 纵 同 学 的 密 切 配 合, 在 课 题 研 究 技 术 答 辩 团 队 合 作 这 几 个 项 目 中 更 需 要 所 有 参 赛 队 员 齐 心 协 力 在 这 些 活 动 中, 队 员 们 有 的 偏 重 于 硬 件 的 设 计 搭 建, 有 的 偏 重 于 软 件 程 序 的 编 写 调 试, 有 的 偏 重 于 展 板 的 设 计, 有 的 偏 重 于 课 题 的 研 究, 有 的 偏 重 于 表 演 的 编 排, 但 所 有 的 活 动 都 要 所 有 的 队 员 参 与 其 中, 才 能 取 得 更 好 的 成 绩 在 训 练 中, 经 常 看 到 成 员 们 既 有 分 工, 又 相 互 合 作 在 外 出 比 赛 时, 有 时 候 不 是 同 一 个 项 目 组 的, 也 能 相 互 照 应 正 是 有 了 良 好 的 团 队 精 神, 才 使 我 们 的 社 团 在 各 级 比 赛 中 能 屡 获 殊 荣 三. 有 利 于 自 学 能 力 的 培 养 联 合 国 教 科 文 组 织 在 学 会 生 存 中 指 出 : 未 来 的 文 盲, 不 再 是 不 识 字 的 人, 而 是 没 有 学 会 学 习 的 人 自 学 是 人 类 获 取 知 识 的 重 要 途 径 人 的 一 生 中, 学 校 生 活 只 是 很 短 暂 的 一 个 时 期 但 传 统 的 学 校 教 学 中, 教 师 比 较 注 重 已 有 知 识 的 传 授, 过 于 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 13

16 负 责 的 把 学 生 的 学 习 都 安 排 好 学 生 习 惯 于 接 受 教 师 的 灌 输, 失 去 了 学 习 独 立 性, 对 教 师 形 成 了 强 烈 的 依 赖 学 生 的 思 维 变 得 麻 木 封 闭, 总 是 在 等 待 老 师 给 他 们 授 课, 给 他 们 布 置 具 体 的 任 务 作 业 当 他 们 离 开 学 校, 离 开 老 师 的 指 导, 就 会 变 得 茫 然 不 知 所 措 据 推 测, 一 个 科 学 家 或 工 程 师 一 生 所 拥 有 的 知 识 中, 通 过 学 校 获 取 的 仅 占 25% 左 右, 更 多 的 是 要 通 过 自 学 新 课 程 改 革 要 求 教 师 不 仅 要 教 学 生 学 会, 更 重 要 的 是 教 学 生 会 学 教 育 必 须 适 应 未 来 社 会 对 各 类 人 才 的 基 本 要 求, 使 学 生 学 会 自 主 学 习, 将 来 走 向 社 会 后, 才 能 习 惯 自 主 学 习 但 因 为 固 有 思 维 的 阻 扰, 学 生 的 自 学 能 力 的 培 养 还 是 不 足 一 开 始 的 社 团 活 动 中, 经 常 可 以 看 到 一 些 学 生 无 所 事 事, 不 知 道 干 什 么 好 其 实 我 已 经 给 他 们 准 备 了 很 多 资 料 在 他 们 的 电 脑 里 但 没 跟 他 们 说 看 哪 些 资 料, 他 们 就 觉 得 没 有 事 情 干 了 我 就 跟 他 们 说, 你 们 那 些 资 料 看 过 了 吗? 他 们 说 哪 些 啊, 那 些 要 看 的 吗? 我 说 你 不 看 你 怎 么 能 了 解 机 器 人 呢? 可 见, 学 生 潜 意 思 里 就 认 为, 老 师 没 布 置 任 务, 那 就 没 事 情 了 有 些 学 生 在 调 试 机 器 人 的 时 候 碰 到 问 题 了, 就 卡 在 那 里 等 老 师 给 他 解 决, 老 师 没 空 的 话 他 也 就 不 做 事 了, 根 本 没 想 着 要 自 己 去 研 究 去 找 资 料 想 办 法 解 决 我 就 跟 他 们 说 : 很 多 时 候 尤 其 是 离 开 学 校 后, 碰 到 问 题 都 没 有 老 师 来 帮 你, 你 们 要 自 己 去 想 办 法 其 实 现 在 信 息 这 么 发 达, 只 要 想 办 法 去 研 究, 很 多 事 情 都 是 可 以 解 决 的 我 们 机 器 人 社 团 活 动 一 般 都 安 排 在 课 余 时 间, 在 这 么 少 的 时 间 里, 什 么 知 识 都 要 老 师 来 教 是 不 可 能 的 所 以, 一 般 情 况 下, 我 们 会 提 供 给 学 生 一 些 资 料, 让 他 们 在 课 余 时 间 自 学 对 于 一 些 简 单 的 问 题, 我 们 故 意 不 帮 助 他 们, 而 是 扔 给 他 们 自 己 去 解 决, 训 练 他 们 的 自 学 能 力 经 过 几 次 要 求 和 训 练, 学 生 终 于 不 再 什 么 事 都 等 着 老 师 了, 自 学 能 力 有 了 很 大 的 提 高 四. 有 利 于 创 新 能 力 的 培 养 创 新 是 一 个 民 族 的 灵 魂, 科 学 的 发 展 离 不 开 创 新, 标 新 立 异 无 中 生 有 异 想 天 开 都 不 应 该 是 我 们 嘲 笑 的 对 象, 而 是 科 学 发 展 的 原 动 力 我 们 教 师 要 提 倡 和 鼓 励 学 生 勇 于 探 索 敢 于 创 新 立 足 自 主, 着 眼 创 新 是 时 代 赋 予 我 们 教 师 伟 大 而 艰 巨 的 历 史 使 命 可 惜 的 是, 我 们 传 统 的 教 育 过 分 注 重 书 本 的 知 识, 注 重 已 有 知 识 的 吸 收 和 考 核 很 多 试 卷 的 所 谓 标 准 答 案, 令 学 生 不 敢 越 雷 池 一 步 长 此 以 往, 扼 杀 了 学 生 的 创 造 力, 导 致 学 生 思 维 僵 化, 唯 书 是 从 爱 因 斯 坦 说 : 想 象 比 知 识 更 重 要, 因 为 知 识 是 有 限 的, 而 想 象 可 以 包 罗 整 个 宇 宙 新 课 程 改 革 也 把 培 养 学 生 的 创 新 能 力 作 为 一 个 重 要 目 标 在 机 器 人 社 团 的 活 动 中, 我 们 非 常 注 重 学 生 创 造 力 的 培 养 机 器 人 的 很 多 项 目 并 没 有 现 成 的 模 板, 需 要 发 挥 学 生 自 己 的 想 象 去 完 成 比 如 机 器 人 创 意 项 目, 没 有 具 体 的 任 务, 有 时 候 会 有 一 个 宽 泛 的 主 题 我 们 要 求 学 生 从 生 活 中 出 发, 看 有 哪 些 不 方 便 的 地 方, 从 这 些 地 方 得 到 灵 感 当 然, 我 们 不 要 一 开 始 就 否 定 这 否 定 那, 而 是 让 学 生 把 能 想 到 的 都 写 下 来, 再 来 仔 细 研 究 这 些 课 题, 筛 选 出 最 好 的 一 个 主 题 当 然 这 些 主 题 要 尽 量 是 别 人 没 有 做 过 的 再 根 据 这 个 主 题, 设 计 出 实 体, 当 然, 在 设 计 制 作 的 时 候, 也 不 是 一 蹴 而 就 的, 要 经 过 反 复 的 试 验 修 改, 才 能 做 好 一 个 项 目 FLL 项 目 也 很 能 锻 炼 学 生 的 创 新 能 力, 每 年 的 FLL 主 题 都 不 一 样, 它 的 任 务 有 很 多, 要 在 短 时 间 内 完 成 所 有 的 任 务, 就 要 有 很 多 的 创 造 性, 从 机 器 人 主 机 的 设 计, 针 对 各 个 任 务 的 机 械 臂 和 策 略 物, 都 要 设 计 的 很 巧 妙, 才 能 在 最 短 的 时 间 完 成 更 多 的 任 务 五. 有 助 于 学 生 学 习 效 率 的 提 高 学 习 效 率 是 指 单 位 时 间 内 所 取 得 的 学 习 效 果 时 间 对 每 个 人 都 是 公 平 的, 一 天 24 小 时, 但 怎 么 去 合 理 安 排 这 个 时 候, 得 到 的 结 果 就 大 不 一 样 了 有 些 人 看 似 忙 忙 碌 碌, 但 效 率 不 高, 也 做 不 成 多 少 事 有 些 人 做 事 安 排 的 井 井 有 条, 看 起 来 倒 有 很 多 的 清 闲 时 间 我 们 学 校 的 很 多 学 生 学 习 效 率 不 是 很 高, 听 课 时 思 维 不 够 集 中, 经 常 开 小 差, 做 作 业 时 慢 慢 吞 吞, 三 心 二 意 在 社 团 报 名 时, 我 们 就 给 学 生 定 了 个 条 件, 如 果 学 生 在 期 中 期 末 考 试 时 成 绩 有 明 显 的 下 降, 将 不 能 再 参 加 社 团 因 为 机 器 人 社 团 在 活 动 时 经 常 要 占 用 中 午 和 晚 上 的 时 间, 如 果 学 习 上 再 不 抓 紧, 就 有 可 能 影 响 他 们 的 学 习 成 绩, 这 样 不 但 任 课 老 师 会 有 意 见, 他 们 的 家 长 也 不 会 赞 同 他 们 参 加 社 团 下 接 第 34 页 14 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

17 在 第 二 课 堂 中 的 4C 理 念 杭 州 第 十 一 中 学 刘 正 阳 摘 要 : 随 着 新 课 程 改 革 的 推 进, 第 二 课 堂 的 开 展 变 得 尤 为 重 要, 而 如 何 更 好 的 开 展 第 二 课 堂 活 动? 如 何 使 之 与 新 课 程 的 三 维 目 标 吻 合? 4C 理 念 的 提 出 不 仅 仅 与 三 维 目 标 在 理 念 上 有 异 曲 同 工 之 处, 更 为 第 二 课 堂 的 开 展 提 供 了 有 效 的 理 论 支 持 关 键 词 :4C 第 二 课 堂 什 么 是 第 二 课 堂? 通 俗 的 讲 就 是 国 家 课 程 标 准 以 外 的 学 习 活 动, 第 二 课 堂 与 第 一 课 堂 密 不 可 分, 同 时 第 二 课 堂 的 开 展 也 将 促 进 第 一 课 堂 的 学 习 在 实 际 的 教 育 教 学 过 程 中, 将 第 二 课 堂 仅 仅 作 为 第 一 课 堂 简 单 的 延 生 已 经 成 为 一 种 误 区, 第 二 课 堂 并 非 是 学 科 知 识 的 巩 固 与 提 高, 也 非 单 一 知 识 点 的 深 入 与 升 华, 而 应 该 是 学 科 知 识 领 域 的 拓 展 与 广 博, 那 些 知 识 可 以 与 现 行 课 程 标 准 无 关, 更 可 与 高 考 考 题 差 之 千 里, 但 真 正 的 第 二 课 堂 却 能 使 得 一 个 人 终 生 受 益 第 二 课 堂 也 是 一 个 学 习 的 过 程, 对 于 学 习 的 理 解, 应 该 是 学 习 者 对 事 物 ( 知 识 ) 进 行 认 识 辨 别 理 解, 从 而 获 得 新 知 识 的 过 程 学 习 者 运 用 已 构 建 的 知 识 结 构 去 认 识 与 辨 别 新 的 事 物, 以 至 理 解 各 个 知 识 点 之 间 的 关 系, 增 加 自 己 的 知 识 量, 从 而 扩 大 提 升 和 完 善 自 己 的 认 知 结 构 我 校 开 展 信 息 技 术 第 二 课 堂 活 动 已 经 多 年, 围 绕 着 培 养 学 生 自 主 探 究 能 力 创 新 实 践 能 力 团 队 合 作 能 力 等 理 念 积 极 开 展 我 校 的 机 器 人 社 团 活 动, 显 而 易 见 此 活 动 与 课 本 知 识 并 无 太 大 关 联, 却 又 属 于 信 息 技 术 以 及 通 用 技 术 的 知 识 范 畴, 乃 至 物 理 知 识 数 学 知 识 社 会 知 识 等 多 方 面 知 识 都 有 关 联 为 了 更 好 的 开 展 信 息 技 术 第 二 课 堂 活 动, 我 们 在 这 里 提 出 该 第 二 课 堂 的 4C 理 念, 那 就 是 : 联 系 -- Connect 将 已 有 的 知 识 和 新 知 识 联 系 起 来 建 构 -- Construct 在 动 手 建 构 事 物 的 同 时, 也 在 脑 海 中 建 构 知 识 反 思 -- Contemplate 对 建 构 的 事 物 进 行 思 考 讨 论 和 调 整 延 续 -- Continue 渴 望 更 多 知 识, 引 入 新 的 联 系 阶 段 4C 理 念 是 乐 高 教 育 根 据 获 取 知 识 的 过 程 和 学 习 效 果 而 设 计 的, 是 建 立 在 心 理 学 家 皮 亚 杰 建 构 论 的 理 念 基 础 上 的 皮 亚 杰 认 为 认 知 发 展 是 通 过 认 知 结 构 的 不 断 建 构 和 转 化 而 实 现 的, 即 在 主 动 地 探 索 外 部 世 界 过 程 中, 通 过 同 化 功 能, 将 探 索 的 新 知 识 融 入 原 有 的 认 知 结 构 中 ; 通 过 顺 化 功 能, 不 断 改 变 原 有 的 认 知 结 构, 形 成 新 的 认 知 结 构 的 过 程 联 系 建 构 反 思 延 续 整 个 过 程 没 有 明 确 的 区 分 点, 且 总 在 周 而 复 始 的 进 行 中, 这 其 实 就 是 学 习 根 本 的 方 式 与 规 律 所 谓 联 系 (Connect), 即 是 将 已 有 的 知 识 和 新 知 识 联 系 起 来, 确 切 的 说 是 将 已 有 的 知 识 和 新 问 题 中 所 遇 见 的 新 知 识 联 系 起 来, 在 第 二 课 堂 的 指 导 与 教 学 过 程, 指 导 教 师 应 该 善 于 将 新 知 识 先 与 已 有 知 识 进 行 联 系, 引 导 学 生 在 已 有 知 识 的 水 平 上 进 行 拓 展, 单 一 的 知 识 形 似 井 状, 可 以 很 深, 而 知 识 与 知 识 之 间 却 又 似 链 状, 环 环 相 扣, 指 导 学 生 善 于 去 寻 找 这 些 相 扣 点 即 能 一 环 扣 一 环 的 发 现 新 的 知 识 案 例 一 ( 知 识 与 知 识 之 间 的 联 系 ) 待 解 决 的 问 题 : 在 机 器 人 活 动 中, 我 们 需 要 制 作 一 个 装 置 ( 如 图 一 ), 其 本 身 没 有 动 力, 但 在 初 始 时 可 以 借 助 外 力 进 行 运 行, 现 要 求 让 其 运 动 一 段 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 15

18 图 一 此 处 橡 皮 筋 能 够 将 向 前 的 动 能 蓄 积 起 来, 随 后 释 放, 将 小 车 反 方 向 移 动 距 离 后 进 行 反 方 向 运 动, 现 有 环 境 是 场 地 四 周 有 一 定 高 度 的 护 栏, 设 备 中 有 各 种 轮 子 橡 皮 筋 及 一 些 积 木 过 程 及 提 示 : 学 生 用 了 许 多 不 同 的 方 式 进 行 测 试, 均 未 达 到 理 想 的 效 果, 指 导 教 师 此 时 提 示 有 只 足 球 在 你 面 前, 前 方 还 有 墙, 如 何 让 足 球 到 你 的 身 后? 或 许 是 学 生 开 始 根 本 没 有 去 联 系 已 有 的 知 识, 总 是 在 齿 轮 与 传 动 之 间 考 虑 解 决 问 题 的 方 法 而 忽 视 了 一 个 最 简 单 的 最 常 态 化 的 方 法 此 时 学 生 恍 然 大 悟, 同 时 开 始 动 手 利 用 橡 皮 筋 的 弹 性 形 变 特 性 来 搭 建 新 的 装 置 这 是 个 典 型 的 新 旧 知 识 联 系 的 案 例, 对 于 知 识 本 身 并 非 是 十 分 深 奥 的, 而 关 键 在 于 是 否 能 找 到 那 些 环 环 相 扣 的 相 扣 点, 而 那 些 原 有 的 知 识 常 常 是 一 些 极 其 平 凡 的 内 容, 需 要 学 生 将 新 的 问 题 与 原 来 的 知 识 进 行 联 系, 这 个 知 识 与 知 识 之 间 的 相 扣 点 一 旦 找 到 了, 新 的 知 识 便 豁 然 开 朗, 也 应 了 中 国 的 一 句 古 话 温 故 而 知 新 所 谓 建 构 (Construct), 其 实 分 为 可 见 的 建 构 与 不 可 见 的 建 构, 可 见 的 建 构 即 是 那 些 实 质 的 物 体, 在 第 二 课 堂 机 器 人 社 团 活 动 中, 同 学 们 常 常 需 要 去 建 构 一 些 实 质 的 物 体 结 构, 例 如 案 例 一 中 所 提 到 的 装 置, 而 在 这 个 建 构 实 质 物 体 的 过 程 同 时 也 在 建 构 着 不 可 见 的 知 识 结 构, 而 建 构 那 些 不 可 见 的 知 识 结 构 则 是 开 展 第 二 课 堂 的 主 要 目 的 之 一, 也 是 建 构 同 学 们 的 后 续 发 展 能 力 的 重 要 组 成 部 分 案 例 二 ( 在 建 构 实 体 过 程 中 建 构 知 识 ) 要 求 制 作 一 个 简 单 的 后 轮 驱 动 车 辆 模 型, 动 力 系 统 高 于 车 轮 且 远 离 车 轮 提 出 这 样 的 要 求 后, 学 生 首 先 想 到 的 是 通 过 齿 轮 传 动, 但 发 现 由 于 动 力 系 统 与 车 轮 距 离 较 远, 整 体 效 果 不 佳 此 时 指 导 教 师 引 入 新 的 知 识 万 向 轴 传 动, 学 生 对 于 万 向 轴 并 无 特 别 的 感 受, 在 指 导 教 师 的 引 导 下 对 万 向 轴 进 行 合 理 的 使 用, 而 经 过 了 此 次 制 作, 学 生 通 过 建 构 万 向 轴 传 动 的 实 体 模 型 也 建 构 了 万 向 轴 使 用 方 法 的 知 识 体 系 其 实 建 构 知 识 要 比 建 构 实 体 来 得 更 重 要, 因 为 实 体 的 建 构 的 应 用 范 围 是 有 限 的, 而 知 识 的 建 构 将 是 受 益 无 穷 的, 当 成 功 建 构 一 个 知 识 体 系 后, 同 学 们 可 以 将 这 种 知 识 应 用 到 更 多 更 广 的 实 体 中, 就 如 古 人 所 说 授 之 以 鱼 不 如 授 之 以 渔 所 谓 反 思 (Contemplate), 即 是 在 获 得 新 知 识 后 对 建 构 完 成 的 知 识 体 系 的 总 结, 当 一 个 新 的 知 识 体 系 建 构 完 成 后, 或 许 在 这 个 知 识 体 系 中 还 有 许 多 网 状 的 联 系, 这 些 联 系 就 是 这 个 知 识 体 系 中 各 个 小 知 识 点 之 间 的 相 扣 点, 而 这 些 网 状 的 联 系 或 许 事 先 并 未 发 现, 通 过 反 思 及 相 互 讨 论 时 会 将 这 些 小 知 识 点 重 新 梳 理, 且 或 许 还 能 找 到 更 好 的 解 决 方 法 此 处 结 构 各 直 角 与 轴 之 间 的 摩 擦 力 图 小 于 目 标 对 象 的 滚 轮 与 场 地 面 的 摩 擦 二 力, 正 向 运 动 可 以 将 直 角 的 一 端 放 入 目 标 对 象 的 深 槽 中, 而 反 向 运 动 时 却 会 被 下 方 另 一 横 轴 所 档, 使 不 能 划 出 深 槽 而 带 动 目 标 对 象 进 行 移 动 16 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

19 案 例 三 ( 在 反 思 过 程 中 优 化 设 计 ) 制 作 要 求 : 目 标 对 象 物 是 一 个 容 易 滑 动 的 物 体, 内 部 有 深 槽, 下 方 有 滚 轮 且 与 场 地 平 面 接 触, 要 求 制 作 一 个 机 械 臂, 使 之 正 方 向 接 触 目 标 对 象 时 不 会 使 之 移 动, 而 反 方 向 接 触 时 可 将 其 移 动 同 学 们 通 过 自 主 探 究, 积 极 实 验, 终 于 得 到 了 行 之 有 效 的 方 法, 利 用 了 滚 轮 与 场 地 面 接 触 的 微 小 摩 擦 力 来 完 成 这 个 设 计 而 在 反 思 过 程 中 不 断 的 改 进 设 计 ( 如 图 二 ) 而 此 处 起 初 设 计 的 方 案 与 最 终 方 案 结 构 上 有 较 大 差 异, 但 却 利 用 了 同 一 个 的 理 念, 那 就 是 利 用 了 两 个 摩 擦 力 的 差 进 行 设 计 整 个 过 程 在 不 断 的 反 思 与 改 进, 不 断 的 梳 理 其 中 的 知 识 要 点, 最 终 获 得 了 这 个 效 果 良 好 的 设 计 方 案 延 续 (Continue) 则 是 新 的 开 始, 所 有 知 识 传 授 过 程 的 成 功 点 往 往 在 于 知 识 的 接 受 者 是 否 有 足 够 强 的 欲 望 想 获 得 更 多 的 知 识, 而 接 受 者 有 了 这 种 强 烈 的 欲 望 那 就 将 学 习 主 动 性 成 功 的 培 养 出 来, 这 或 许 是 现 代 教 学 中 所 研 究 的 关 键 点 在 新 课 程 背 景 下 提 出 的 三 维 目 标, 即 知 识 与 技 能 过 程 和 方 法 以 及 情 感 态 度 和 价 值 观 知 识 与 技 能 : 主 要 包 括 人 类 生 存 所 不 可 或 缺 的 核 心 知 识 和 学 科 基 本 知 识 ; 基 本 能 力 获 取 收 集 处 理 运 用 信 息 的 能 力 创 新 精 神 和 实 践 能 力 终 身 学 习 的 愿 望 和 能 力 过 程 与 方 法 : 主 要 包 括 人 类 生 存 所 不 可 或 缺 的 过 程 与 方 法 过 程 指 应 答 性 学 习 环 境 和 交 往 体 验 方 法 包 括 基 本 的 学 习 方 式 情 感 态 度 与 价 值 观 : 情 感 不 仅 指 学 习 兴 趣 学 习 责 任, 更 重 要 的 是 乐 观 的 生 活 态 度 求 实 的 科 学 态 度 宽 容 的 人 生 态 度 价 值 观 不 仅 强 调 个 人 的 价 值, 更 强 调 个 人 价 值 和 社 会 价 值 的 统 一 ; 不 仅 强 调 科 学 的 价 值, 更 强 调 科 学 的 价 值 和 人 文 价 值 的 统 一 ; 不 仅 强 调 人 类 价 值, 更 强 调 人 类 价 值 和 自 然 价 值 的 统 一, 从 而 使 学 生 内 心 确 立 起 对 真 善 美 的 价 值 追 求 以 及 人 与 自 然 和 谐 和 可 持 续 发 展 的 理 念 三 维 的 课 程 目 标 应 是 一 个 整 体, 知 识 与 技 能 过 程 与 方 法 情 感 态 度 与 价 值 观 三 个 方 面 互 相 联 系, 融 为 一 体 在 教 学 中, 既 没 有 离 开 情 感 态 度 与 价 值 观 过 程 与 方 法 的 知 识 与 技 能 的 学 习, 也 没 有 离 开 知 识 与 技 能 的 情 感 态 度 与 价 值 观 过 程 与 方 法 的 学 习 虽 然 4C 理 念 来 源 一 个 玩 具 企 业, 但 4C 理 念 与 新 课 程 理 念 中 的 三 维 目 标 有 着 异 曲 同 工 之 妙, 三 维 目 标 不 是 三 块, 而 是 一 个 整 体,4C 也 是 这 样, 没 有 明 确 的 界 限, 且 相 互 交 融 上 接 第 39 页 或 者 在 虚 拟 机 器 人 等 个 人 项 目 中 崭 露 头 角 除 了 通 过 校 内 的 各 种 活 动 展 现 智 能 机 器 人 社 团 成 员 的 各 种 特 长 之 外 我 们 还 通 过 参 加 各 级 各 类 机 器 人 比 赛 来 让 社 员 们 表 现 自 己, 至 今 已 获 得 多 个 全 国 省 市 区 的 一 二 等 奖 通 过 作 品 和 奖 状, 学 生 水 平 越 来 越 高, 创 造 能 力 越 来 越 强, 团 队 合 作 越 来 越 融 洽, 最 神 奇 的 是 通 过 机 器 人 的 不 断 学 习 不 断 进 步, 其 他 方 面 包 括 学 习 生 活 习 惯 等 也 都 会 有 长 足 的 进 步 智 能 机 器 人 教 学 的 开 展 为 学 生 的 发 展 又 提 供 了 一 条 康 庄 大 道 你 有 狂 热 的 兴 趣 吗? 那 就 加 入 进 来 吧 上 接 第 19 页 参 考 文 献 : [1]. 周 德 炎. 中 学 机 器 人 教 学 问 题 探 析 [J]. 中 国 教 育 信 息 化,2011,(12): [2]. 陈 超. 虚 实 结 合 策 略 在 机 器 人 教 学 中 的 应 用 [J]. 中 国 教 育 技 术 装 备,2011,(17): [3]. 刘 海 燕. 让 机 器 人 教 育 做 高 中 生 创 新 能 力 的 引 领 [J]. 科 技 创 新 导 报,2012,(12):168. [4]. 刘 志 坚. 虚 拟 实 体 创 新 机 器 人 教 学 策 略 探 究 [DB/OL]. 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 17

20 高 中 机 器 人 教 学 实 践 与 探 索 杭 州 市 源 清 中 学 席 发 科 摘 要 : 随 着 科 技 教 育 改 革 的 不 断 深 入, 机 器 人 教 育 陆 续 进 入 中 小 学 课 堂 本 文 分 析 了 实 物 机 器 人 教 学 和 虚 拟 机 器 人 教 学 各 自 的 特 点 和 优 势, 在 此 基 础 上, 提 出 虚 实 结 合 的 教 学 模 式, 以 虚 拟 机 器 人 教 学 为 基 础, 实 物 机 器 人 创 作 为 拓 展, 开 展 虚 实 结 合 的 机 器 人 教 学 实 践, 取 得 了 比 较 显 著 的 教 学 效 果 关 键 词 : 虚 实 结 合 机 器 人 教 学 实 践 随 着 科 技 教 育 改 革 的 不 断 深 入, 机 器 人 教 育 由 于 其 高 度 的 跨 学 科 性 综 合 性 实 践 性 和 创 新 性 正 逐 渐 成 为 中 小 学 用 于 培 养 学 生 动 手 能 力 计 算 机 应 用 能 力 和 创 新 思 维 的 学 习 工 具, 适 用 于 机 器 人 教 育 的 相 关 器 材 工 具 和 软 件 也 得 到 了 不 断 的 发 展 和 更 新 许 多 中 小 学 结 合 所 在 学 校 的 特 点, 以 社 团 活 动 或 者 选 修 课 等 形 式 吸 引 了 一 大 批 科 技 爱 好 者 近 年 来, 我 校 结 合 信 息 化 特 色, 立 足 浙 江 省 机 器 人 教 学 比 赛 基 地, 结 合 虚 拟 和 实 物 机 器 人 各 自 的 特 点, 开 展 虚 实 结 合 的 机 器 人 教 学 实 践, 取 得 了 一 定 的 经 验 和 成 效 一 实 物 机 器 人 教 学 的 特 点 和 优 势 实 物 机 器 人 即 智 能 机 器 人, 是 指 靠 自 身 动 力 和 控 制 能 力 来 实 现 各 种 功 能 的 一 种 机 器, 它 融 合 了 机 械 建 模 传 感 器 计 算 机 软 硬 件 和 人 工 智 能 等 众 多 先 进 技 术 实 物 机 器 人 教 学 的 开 展 注 重 学 生 在 实 践 项 目 的 过 程 中 激 发 和 强 化 他 们 的 动 手 能 力 团 队 协 作 能 力 发 现 和 解 决 问 题 的 能 力 编 程 能 力, 具 有 很 好 的 趣 味 性 和 挑 战 性, 能 有 效 激 发 学 生 的 学 习 兴 趣 对 于 学 生 创 新 精 神 创 新 意 识 与 创 新 能 力 的 培 养 有 着 积 极 的 意 义 1. 动 手 能 力 实 物 机 器 人 的 一 个 特 点 就 是 机 器 人 是 由 学 生 动 手 设 计 和 搭 建, 在 结 构 件 传 感 器 主 机 等 设 备 中 进 行 有 效 设 计, 合 理 搭 建, 从 方 案 设 计 结 构 搭 建 到 传 感 器 参 数 的 调 整 等, 哪 怕 是 机 器 人 中 的 一 个 螺 丝 紧 固, 学 生 在 这 些 活 动 的 过 程 中, 动 手 能 力 得 到 了 很 大 的 提 高 2. 团 队 协 作 能 力 一 个 完 善 的 机 器 人 项 目 往 往 需 要 一 个 团 队 小 组 一 起 来 设 计 制 作 完 成, 像 目 前 高 中 已 有 的 一 些 机 器 人 竞 赛, 比 如 FLL 机 器 人 篮 球 机 器 人 足 球 综 合 技 能 等, 都 不 是 个 人 单 独 完 成 的 项 目 教 学 过 程 中, 学 校 也 很 难 保 证 给 每 个 同 学 提 供 一 套 独 立 的 设 备, 一 般 都 是 几 个 同 学 共 用 一 台 这 样, 机 器 人 的 学 习 和 比 赛 实 际 就 是 一 个 团 体 协 作 互 相 学 习 的 过 程, 队 员 们 通 过 合 理 分 工, 发 挥 自 己 的 优 势, 加 强 和 小 组 成 员 的 沟 通 和 交 流, 在 实 践 过 程 中 提 高 学 生 的 团 队 协 作 能 力 3. 问 题 诊 断 及 解 决 的 能 力 实 物 机 器 人 在 实 际 运 行 中 常 常 会 出 现 这 样 那 样 的 问 题, 这 些 问 题 可 能 是 主 机 的 设 置 问 题 各 部 件 的 接 线 传 感 器 的 设 置 物 理 环 境 的 变 化 以 及 电 子 元 器 件 自 身 的 不 稳 定 性 等 特 点 所 导 致, 学 生 要 仔 细 分 析 任 务 的 目 的 和 实 现 过 程, 分 析 综 合 各 个 因 素 才 能 得 出 合 适 的 解 决 方 法 这 一 过 程, 即 有 利 于 提 高 学 生 的 自 信 心 和 严 密 的 逻 辑 思 维 能 力, 又 有 利 于 强 化 学 生 分 析 和 解 决 问 题 的 能 力, 全 面 提 升 学 生 的 科 学 素 养 4. 程 序 设 计 能 力 许 多 机 器 人 尤 其 是 用 于 比 赛 的 机 器 人, 为 了 提 高 运 行 效 率 和 程 序 编 写 及 修 改 的 方 便, 往 往 需 要 使 用 基 于 C 语 言 的 程 序 实 现, 在 这 一 过 程 中, 学 生 的 编 程 能 力 尤 其 是 代 码 编 写 能 力 应 对 程 序 编 写 的 逻 辑 思 维 能 力, 都 得 到 了 极 大 的 强 化 和 提 升 二 虚 拟 机 器 人 教 学 的 特 点 和 优 势 虚 拟 机 器 人 即 不 需 要 机 器 人 硬 件, 完 全 用 软 件 的 方 式 在 计 算 机 上 模 拟 机 器 人 及 其 运 行 的 场 景, 是 在 18 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

21 实 物 机 器 人 发 展 的 基 础 上 出 现 的 完 全 能 在 计 算 机 上 实 现 机 器 人 知 识 学 习 的 产 物 目 前, 比 较 常 见 的 虚 拟 机 器 人 软 件 有 中 鸣 数 码 的 三 维 仿 真 教 育 系 统 纳 英 特 公 司 的 3D 仿 真 系 统 萝 卜 圈 公 司 的 三 维 在 线 仿 真 平 台 等 由 于 其 仅 仅 是 在 计 算 机 上 设 计 搭 建 制 作 机 器 人 以 及 给 机 器 人 编 程, 所 以 在 学 校 的 计 算 机 教 室 就 可 以 顺 利 的 实 现 教 学, 降 低 了 学 习 机 器 人 的 成 本, 可 以 让 更 多 的 学 生 有 机 会 学 习 机 器 人, 受 益 于 机 器 人 教 育 虚 拟 机 器 人 软 件 一 般 都 具 有 如 下 主 要 特 点 : 1. 可 自 行 设 计 定 制 的 全 三 维 场 景, 场 景 中 可 自 由 控 制 视 角 的 位 置, 角 度, 模 型 的 缩 放 等 2. 简 单 便 捷 的 机 器 人 搭 建, 分 类 摆 放 的 机 器 人 及 其 配 件 供 学 生 自 由 选 择, 配 件 的 拼 接 方 便 快 捷 3. 模 块 化 的 编 程 系 统, 让 学 生 专 著 程 序 的 逻 辑, 无 需 记 忆 语 法 的 枯 燥 4. 逼 真 的 仿 真 效 果, 实 时 的 运 行 调 试, 软 件 中 均 采 用 物 理 引 擎 技 术, 高 度 接 近 真 实 环 境 下 的 机 器 人 运 动 状 态, 并 可 在 仿 真 时, 依 据 实 际 运 行 情 况, 调 整 机 器 人 参 数 和 程 序, 快 速 实 现 理 想 中 的 效 果 5. 方 便 的 网 络 管 理, 便 于 学 生 学 习 过 程 的 掌 握, 特 别 适 合 我 省 选 修 课 程 的 建 设 总 之, 虚 拟 机 器 人 极 大 的 弱 化 了 环 境 等 因 素 的 干 扰, 使 得 学 生 能 更 专 注 的 进 行 机 器 人 的 结 构 搭 建 和 程 序 编 写 三 虚 实 结 合 的 教 学 实 践 与 探 索 基 于 以 上 分 析, 不 难 看 出 虚 拟 机 器 人 和 实 物 机 器 人 有 各 自 的 特 点 和 优 势, 笔 者 在 多 年 的 项 目 实 施 和 教 学 实 践 中 总 结 如 下 表 所 示 实 物 机 器 人 虚 拟 机 器 人 受 实 物 机 器 人 数 量 受 机 房 计 算 机 数 量 参 与 人 数 限 制 限 制 场 地 专 用 机 器 人 实 验 室 计 算 机 教 室 设 备 / 软 件 费 用 高 低 后 期 维 护 费 用 高 几 乎 没 有 教 学 侧 重 点 综 合 实 践 能 力 程 序 实 现 能 力 学 生 兴 趣 非 常 高 高 适 合 开 展 的 教 学 模 社 团 活 动 选 修 课 程 式 相 关 比 赛 项 目 多 少 成 果 展 示 交 流 易 难 虚 实 机 器 人 比 较 因 此, 机 器 人 教 学 的 活 动 要 注 重 结 合 实 物 和 虚 拟 机 器 人 的 特 点 和 优 势, 在 互 补 中 开 展 更 有 效 地 教 学, 使 得 学 生 的 学 习 更 有 兴 趣, 教 学 活 动 的 开 展 更 加 顺 利, 我 校 注 重 虚 实 结 合, 遵 循 以 下 几 条 规 律 : 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 专 刊 专 题 1. 以 虚 拟 机 器 人 为 平 台, 开 设 选 修 课 程 机 器 人 教 学 首 先 要 让 学 生 了 解 机 器 人 的 工 作 原 理, 理 解 机 器 人 的 结 构 搭 建 程 序 编 写 和 运 行 调 试 虚 拟 机 器 人 是 通 过 软 件 在 计 算 机 中 实 现 对 实 体 机 器 人 及 其 运 行 所 要 求 的 场 地 等 进 行 模 拟, 简 化 了 机 器 人 教 学 所 需 的 器 材 和 场 地, 而 且 是 在 比 较 理 想 的 虚 拟 环 境 中 运 行, 无 需 考 虑 过 多 的 细 节 设 备 损 耗 等 问 题, 可 以 专 注 于 机 器 人 的 搭 建 和 程 序 的 编 写 我 校 依 托 浙 江 省 新 一 轮 课 改 的 重 点 选 修 课 程 的 建 设, 开 发 开 设 以 虚 拟 机 器 人 为 平 台 的 选 修 课 程, 面 向 全 体 学 生 报 名 选 学, 即 在 学 生 中 普 及 了 机 器 人 知 识, 提 升 了 学 生 整 体 的 科 学 素 养, 又 为 机 器 人 社 团 选 拔 人 才 提 供 了 详 实 的 数 据 基 础 2. 选 拔 人 才, 开 展 机 器 人 社 团 活 动 受 限 于 场 地 和 器 材 的 限 制, 机 器 人 社 团 的 人 数 比 较 有 限, 教 师 在 虚 拟 机 器 人 的 选 修 课 上 注 意 观 察, 发 现 在 程 序 编 写 上 能 力 比 较 突 出 的 学 生, 吸 收 进 机 器 人 社 团 不 同 于 选 修 课 程, 社 团 活 动 更 加 注 重 的 是 一 种 自 主 的 开 放 的 探 究 式 的 学 习 活 动, 弱 化 教 师 的 教 学, 突 出 教 师 的 引 导 作 用, 注 重 实 践 操 作, 通 常 以 小 组 合 作 的 方 式 进 行 任 务 探 究, 培 养 运 用 所 学 知 识 解 决 实 际 问 题 的 能 力 3. 成 果 展 示 和 竞 赛 为 推 动, 检 验 学 习 成 效 阶 段 性 的 展 示 学 生 的 成 果 能 有 效 地 激 励 被 展 示 学 生 再 接 再 厉, 启 发 其 他 学 生 的 创 新 思 路, 我 校 机 器 人 社 团 每 年 均 会 利 用 学 校 创 意 文 化 节 的 平 台, 充 分 展 示 社 团 成 员 的 阶 段 性 作 品 同 时, 目 前 已 有 的 完 善 的 竞 赛 机 制 也 为 学 生 的 学 习 成 果 检 验 提 供 了 很 好 的 平 台, 通 过 比 赛 学 生 的 心 理 素 质 反 应 能 力 综 合 实 践 能 力 得 到 了 更 进 一 步 的 强 化 和 提 升 四 反 思 小 结 总 而 言 之, 引 入 机 器 人 的 教 学 将 给 中 小 学 的 信 息 技 术 课 程 增 添 新 的 活 力, 成 为 培 养 中 小 学 生 综 合 能 力 信 息 素 养 的 优 秀 平 台, 它 既 是 进 行 信 息 技 术 教 育 的 有 效 补 充, 也 是 全 面 提 升 学 生 信 息 素 养 提 高 其 创 新 精 神 和 综 合 实 践 能 力 的 良 好 平 台 自 从 开 展 虚 实 结 合 的 机 器 人 教 学 以 来, 我 校 不 断 在 摸 索 中 总 结, 在 实 践 中 创 新, 卓 有 成 效, 学 生 参 与 的 竞 赛 中 共 获 得 国 家 级 奖 项 7 项, 省 市 级 奖 项 数 十 项 下 接 第 17 页 19

22 杭 州 市 源 清 中 学 赵 建 波 摘 要 : 机 器 人 教 育 作 为 培 养 学 生 创 新 意 识 和 实 践 能 力 的 载 体, 已 逐 渐 渗 透 至 我 国 中 小 学 课 堂 作 为 信 息 技 术 与 许 多 其 他 学 科 相 融 合 的 创 新 实 践 性 学 科, 它 具 有 高 度 的 综 合 性 实 践 性 创 新 性 本 文 从 机 器 人 教 育 的 知 识 技 能 文 化 思 维 四 个 层 面, 以 及 开 展 机 器 人 教 育 的 教 学 模 式 等 方 面, 并 结 合 笔 者 在 教 学 一 线 的 机 器 人 教 学 实 践, 对 培 养 学 生 的 信 息 素 养 进 行 摭 谈 浅 见 关 键 词 : 机 器 人 教 学 信 息 素 养 教 学 模 式 浙 江 省 普 通 高 中 新 课 程 实 施 意 见 指 出 : 普 通 高 中 信 息 技 术 课 程 的 基 本 任 务 是 提 高 学 生 的 信 息 素 养 智 能 机 器 人 作 为 一 种 全 新 的 信 息 技 术 综 合 教 学 平 台, 已 被 我 国 中 小 学 课 堂 广 泛 引 入, 各 校 纷 纷 以 选 修 课 社 团 活 动 信 息 技 术 课 或 科 技 竞 赛 等 方 式 如 火 如 荼 地 开 展 它 不 仅 为 学 生 发 挥 想 象 力 进 行 智 能 装 置 设 计 提 供 锻 炼 的 舞 台, 还 为 信 息 技 术 课 程 的 教 学 内 容 增 添 新 的 元 素 机 器 人 的 教 学 需 要 学 生 从 任 务 解 读 机 器 人 设 计 组 装 场 景 绘 制 程 序 编 写 与 调 试 等 各 个 环 节 进 行 深 入 探 究 与 实 践, 学 生 在 此 系 列 过 程 的 完 成 中, 不 仅 加 强 对 技 术 构 建 动 手 制 作 程 序 编 写 等 能 力 的 培 养, 更 通 过 整 套 的 设 计 过 程 激 发 起 科 学 兴 趣 培 养 其 自 身 的 创 新 意 识, 从 而 提 高 其 技 术 素 养 一 信 息 素 养 的 基 本 内 涵 信 息 素 养 这 一 概 念 是 信 息 产 业 协 会 主 席 保 罗 泽 考 斯 基 1974 年 在 美 国 提 出 的, 其 本 质 是 全 球 信 息 化 需 要 人 们 具 备 的 一 种 基 本 能 力 ; 是 一 种 对 信 息 社 会 的 适 应 能 力 ; 是 个 体 能 够 认 识 到 何 时 需 要 信 息, 能 够 检 索 评 估 和 有 效 地 利 用 信 息 的 综 合 能 力 在 当 今 技 术 飞 速 发 展 信 息 资 源 日 益 丰 富 的 时 代, 信 息 素 养 是 个 人 能 力 发 展 的 重 要 基 础 ; 是 现 代 中 学 生 所 必 须 具 备 的 基 本 素 质, 也 得 到 了 社 会 的 更 多 关 注 和 重 视 信 息 素 养 的 内 容 十 分 丰 富, 涵 盖 众 多 方 面, 但 它 可 通 过 教 育 的 方 式 进 行 获 得 本 文 认 为 素 养 比 素 质 更 强 调 教 育 对 获 取 处 理 信 息 能 力 的 影 响, 综 合 这 些 观 点, 在 智 能 机 器 人 教 育 中, 信 息 素 养 培 养 的 内 容 可 概 括 为 四 个 方 面 : 知 识 层 面 获 取 知 识 能 力 技 能 层 面 应 用 知 识 能 力 智 能 机 器 人 教 育 文 化 层 面 思 想 道 德 思 维 层 面 创 新 能 力 智 能 机 器 人 综 合 了 电 子 传 感 器 机 械 造 型 计 算 机 软 硬 件 人 工 智 能 等 技 术, 作 为 承 载 着 信 息 技 术 和 创 新 能 力 的 学 科, 因 此 智 能 机 器 人 教 育 在 知 识 层 面 是 帮 助 学 生 习 得 多 学 科 的 科 学 基 础 知 识 ; 由 于 其 是 多 学 科 的 交 叉 和 融 合, 且 涉 及 新 兴 的 前 沿 技 术, 因 而 要 求 学 生 在 技 能 层 面 需 综 合 运 用 各 学 科 知 识, 注 重 对 知 识 的 应 用 和 迁 移 能 力 的 培 养 ; 同 样, 机 器 人 的 设 计 与 制 造, 最 终 的 目 的 是 服 务 社 会 方 便 人 类, 代 替 人 完 成 枯 燥 单 调 危 险 的 工 作, 机 器 人 教 育 在 文 化 层 面 则 需 要 培 养 学 生 树 立 正 确 的 价 值 观 和 道 德 观 ; 机 器 人 从 设 计 到 实 现 是 一 个 繁 复 的 工 程, 既 需 综 合 运 用 各 学 科 知 识, 同 时 又 需 要 学 生 进 行 有 意 义 有 思 想 的 建 构, 特 别 是 程 序 的 编 写 与 实 现, 更 需 要 学 生 有 较 高 的 逻 辑 思 维 能 力, 此 过 程 为 学 生 创 新 能 力 的 培 养 提 供 了 肥 沃 的 土 壤 二 培 养 学 生 信 息 素 养 的 机 器 人 有 效 教 学 模 式 机 器 人 教 学 不 同 于 其 他 传 统 的 信 息 技 术 教 学, 它 不 是 单 纯 让 学 生 学 习 操 作 一 个 软 件, 而 是 让 学 生 在 一 种 团 队 合 作 的 氛 围 中 分 析 问 题, 并 通 过 运 用 已 有 的 知 识 和 探 究 式 的 面 对 未 知 知 识 的 学 习 来 解 决 问 20 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

23 题 这 种 学 习 形 式 既 培 养 了 学 生 获 取 信 息 加 工 信 息 的 能 力, 也 培 养 了 学 生 的 创 新 能 力 终 身 学 习 能 力 和 合 作 沟 通 能 力 ( 一 ) 以 任 务 为 驱 动 教 学 模 式, 培 养 学 生 的 自 主 学 习 新 知 识 能 力 任 务 驱 动 模 式 就 是 在 教 学 中, 学 生 知 识 和 技 能 的 获 取 以 完 成 任 务 为 主, 考 虑 学 生 在 学 习 能 力 上 的 个 体 差 异, 通 过 任 务 的 完 成, 培 养 学 生 学 会 从 多 角 度 提 出 问 题 解 决 问 题 的 能 力 在 机 器 人 教 学 环 节 中, 老 师 主 要 采 用 以 任 务 为 驱 动 的 教 学 方 式, 设 计 形 成 多 样 的 任 务, 让 学 生 在 完 成 任 务 中 学 习 新 知 识 在 学 习 过 程 中, 学 生 可 以 发 表 自 己 的 见 解 和 学 习 领 悟 教 师 在 设 置 任 务 时 应 考 虑 到 学 生 的 知 识 掌 握 程 度, 并 及 时 对 学 生 碰 到 的 疑 问 和 难 题 进 行 答 复, 引 导 学 生 产 生 一 种 学 习 实 践 活 动 任 务 驱 动 是 一 种 建 立 在 建 构 主 义 教 学 理 论 基 础 上 的 教 学 法 它 要 求 任 务 的 目 标 性 和 教 学 情 境 的 创 建 使 学 生 带 着 真 实 的 任 务 在 探 索 中 学 习 在 这 个 过 程 中, 学 生 还 会 不 断 地 获 得 成 就 感, 可 以 更 大 地 激 发 他 们 的 求 知 欲 望, 逐 步 形 成 一 个 感 知 心 智 活 动 的 良 性 循 环, 从 而 培 养 出 独 立 探 索 勇 于 开 拓 进 取 的 自 学 能 力 ( 二 ) 团 队 合 作 的 模 式, 促 进 整 体 协 作 探 究 团 队 协 作 模 式 主 要 是 在 科 技 试 验 活 动 中, 在 小 组 班 与 班 之 间 来 开 展, 其 目 的 是 提 高 学 生 组 织 能 力 和 管 理 能 力 机 器 人 教 学, 符 合 当 前 现 代 的 研 究 性 创 新 性 教 育 理 念, 采 用 分 组 分 工 协 作 的 形 式 展 开 机 器 人 课 堂 教 学, 学 生 学 习 主 要 采 用 协 作 学 习 的 方 式 在 教 学 过 程 中 体 现 出 以 人 为 本 理 念 在 教 学 中 收 集 到 的 问 题 以 及 教 学 重 难 点, 教 师 提 炼 出 有 价 值 的 探 究 主 题, 有 效 地 设 计 组 织 教 学 点 拨 动 手 实 验 或 专 题 研 讨 等 教 师 讲 授 自 主 学 习 和 小 组 合 作 相 结 合 的 学 习 活 动, 强 化 反 馈 和 实 践 运 用, 让 学 生 不 再 成 为 被 灌 输 知 识 的 对 象, 而 是 在 此 过 程 中 成 为 信 息 的 主 动 加 工 者, 融 合 形 成 个 人 知 识, 从 而 实 现 知 识 内 化 组 织 一 些 小 组 之 间 的 竞 赛 活 动 最 佳 方 案 讨 论 会 等, 充 分 发 挥 学 生 积 极 性, 与 大 家 分 享 交 流, 实 现 知 识 的 输 出 如 在 虚 拟 机 器 人 教 学 活 动 中, 如 何 让 机 器 人 能 够 快 速 转 弯 任 务, 各 个 小 组 都 有 自 己 的 优 化 方 案, 有 调 整 机 器 人 重 心 增 加 机 器 人 重 量 增 加 轮 子 摩 擦 力 调 整 前 后 轮 距 离 增 加 判 断 条 件 优 化 速 度 等, 各 个 小 组 把 自 己 的 方 案 进 行 讨 论 交 流, 这 样 有 利 于 学 生 之 间 相 互 学 习, 转 变 为 一 个 整 体 的 协 作 探 究, 提 升 学 习 层 次 和 深 度, 激 励 学 生 求 知 求 新 的 精 神 三 机 器 人 教 学 对 培 养 学 生 信 息 素 养 的 作 用 ( 一 ) 营 造 氛 围, 激 发 学 生 兴 趣, 培 养 学 生 创 新 意 识 创 新 精 神 近 几 年 全 国 青 少 年 机 器 人 各 类 竞 赛 活 动 发 展 迅 猛, 让 机 器 人 真 正 进 入 课 堂 才 是 实 现 机 器 人 教 育 的 目 标 机 器 人 引 入 课 堂 教 学, 应 在 机 器 人 教 学 过 程 中, 营 造 融 洽 的 教 学 环 境, 转 换 教 师 角 色, 让 学 生 与 老 师 学 生 与 学 生 之 间 多 进 行 交 流, 帮 助 学 生 树 立 团 队 合 作 创 新 意 识 鼓 励 和 培 养 学 生 的 学 习 兴 趣, 使 学 生 能 主 动 的 学 习, 提 高 积 极 性 机 器 人 课 程 是 一 门 灵 活 性 实 践 性 综 合 设 计 性 较 强 的 课 程, 在 教 学 中, 结 合 实 际 情 况, 让 学 生 多 动 手 多 实 践 多 思 考, 注 重 激 发 学 生 创 新 的 思 维, 培 养 学 生 发 现 问 题 提 出 问 题 和 解 决 问 题 的 能 力 对 不 同 层 次 学 生 的 探 索 和 创 新 欲 望 不 同, 在 教 学 中 利 用 新 旧 知 识 的 联 系, 提 出 需 要 解 决 的 问 题, 并 设 计 一 系 列 具 有 启 发 性 的 问 题 ( 二 ) 注 重 学 生 的 动 手 实 践 能 力, 培 养 学 生 的 逻 辑 思 维 能 力 学 生 在 机 器 人 的 学 习 过 程 中, 为 达 到 自 己 设 计 的 目 的, 经 常 需 要 对 机 器 人 进 行 必 要 的 改 装 组 装, 这 就 要 求 学 生 自 己 动 手 处 理, 这 就 要 学 生 自 己 动 手 处 理 这 是 锻 炼 学 生 实 际 动 手 能 力 的 一 个 过 程 如 : 在 足 球 机 器 人 项 目 时, 把 进 攻 机 器 人 改 装 成 侧 重 于 门 前 防 守 型 机 器 人, 在 这 过 程 中 并 不 提 供 具 体 方 案, 学 生 在 完 成 任 务 后, 教 师 进 行 引 导, 一 起 分 析 学 生 完 成 这 个 防 守 型 机 器 人 优 缺 点, 而 机 器 人 完 成 一 个 任 务, 往 往 会 有 多 种 实 现 方 法, 通 过 引 导 学 生 初 始 的 设 想, 一 步 一 步 的 加 以 实 现, 让 学 生 在 此 过 程 中 通 过 逐 渐 领 悟, 能 有 效 锻 炼 其 逻 辑 思 维 能 力 ( 三 ) 多 开 展 参 与 机 器 人 竞 赛 活 动, 拓 展 信 息 交 流 渠 道 多 参 与 校 外 机 器 人 一 些 活 动, 比 如 科 技 节 活 动 下 接 第 48 页 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 21

24 杭 州 市 夏 衍 小 学 王 国 飞 智 能 机 器 人 是 信 息 技 术 发 展 的 前 沿 领 域, 是 一 门 具 有 高 度 综 合 渗 透 性 前 瞻 性 创 新 实 践 性 的 学 科, 蕴 涵 着 极 其 丰 富 的 教 育 资 源 机 器 人 教 学 是 以 创 新 教 育 理 论 为 指 导, 以 培 养 学 生 的 创 新 思 维 科 学 品 质 探 索 精 神 实 践 能 力 为 目 标 的 学 科 智 能 机 器 人 为 学 生 开 展 研 究 性 学 习 综 合 创 新 活 动 提 供 了 优 秀 的 平 台, 利 用 智 能 机 器 人 教 学 对 培 养 学 生 探 索 能 力 协 作 能 力 和 创 新 能 力 具 有 极 大 的 促 进 作 用, 是 值 得 我 们 在 实 践 中 不 断 探 索 的 问 题 近 年 来, 随 着 机 器 人 工 程 创 意 赛 FLL 工 程 挑 战 赛 足 球 比 赛 等 活 动 的 开 展, 我 们 越 来 越 多 的 学 生 被 吸 引 到 这 些 的 活 动 中, 使 很 多 科 幻 片 中 原 本 遥 不 可 及 的 智 能 机 器 人 成 为 学 生 手 中 栩 栩 如 生 的 作 品 我 结 合 近 两 年 在 指 导 学 生 参 加 中 小 学 机 器 人 比 赛 过 程 中, 利 用 乐 高 中 鸣 机 器 人 进 行 教 学 实 践, 利 用 智 能 机 器 人 学 习 还 学 生 自 我 管 理 空 间, 培 养 学 生 自 我 学 习 能 力, 唤 醒 学 生 的 创 新 意 识, 培 养 学 生 创 新 能 力 一 智 能 机 器 人 与 学 生 自 我 管 理 学 生 自 我 管 理 首 先 要 学 会 自 我 认 识, 学 生 了 解 自 己 就 是 能 了 解 自 己 的 情 绪 和 控 制 自 己 的 情 绪, 了 解 自 己 的 长 处 和 短 处, 在 机 器 人 教 学 中, 不 断 控 制 自 己 的 情 绪, 合 理 利 用 自 己 的 长 处 不 断 激 励 完 成 各 种 机 器 人 教 学 以 及 竞 赛 任 务 智 能 机 器 人 在 现 在 的 小 学 生 看 来 是 带 着 一 种 神 秘 色 彩 的, 是 高 科 技 的 代 名 词 所 以 在 平 时 的 机 器 人 先 期 教 学 中, 我 充 分 利 用 这 点 让 学 生 对 学 习 机 器 人, 挑 战 自 己 能 力 成 为 他 们 迫 不 及 待 学 习 机 器 人 的 原 动 力, 也 让 他 们 了 解 在 机 器 人 学 习 和 竞 赛 中 充 满 了 挑 战 是 他 们 必 须 时 刻 要 克 服 障 碍 的 现 实 机 器 人 社 团 课 里 的 一 位 学 生 于 杨, 四 年 级 开 始 学 习 机 器 人, 但 是 他 自 己 最 大 的 问 题 就 是 好 动, 不 善 于 思 考, 依 赖 性 强, 自 信 心 严 重 不 足, 根 本 无 法 自 己 管 理, 自 我 学 习 所 以 在 刚 开 始 的 拼 装 训 练 中, 往 往 他 的 用 时 最 长, 经 常 不 会 了 就 直 接 问 老 师, 没 有 自 己 思 考 和 探 究 的 空 间 和 时 间 所 以 先 期 我 仔 细 观 察 他, 发 现 他 没 有 自 我 预 习 教 学 材 料, 看 教 材 也 是 草 草 了 事, 后 来 经 过 我 的 辅 导, 先 让 他 自 己 看 教 材, 再 给 他 分 析 原 理, 让 他 一 点 点 熟 知 拼 装 原 理, 这 样 几 次, 他 的 自 信 明 显 提 升 很 快, 接 下 来 的 拼 装 练 习 中 基 本 都 能 在 前 几 位 完 成 在 后 面 的 程 序 编 译 过 程 中, 我 也 发 现 他 的 逻 辑 思 维 和 想 象 能 力 特 别 强, 程 序 编 译 的 多 种 方 案 他 都 能 首 先 提 出, 也 能 在 最 短 的 时 间 里 完 成, 使 他 之 前 被 压 抑 的 情 绪 瞬 间 释 放, 得 到 了 前 所 未 有 的 满 足 感, 让 他 的 学 习 动 力 更 加 强 劲 后 期 他 也 会 主 动 去 仔 细 研 读 教 学 材 料, 分 析 出 错 的 原 因, 慢 慢 养 成 了 自 我 管 理 的 能 力 我 的 原 则 就 是 机 器 人 实 验 室 是 属 于 学 生 自 己 的, 所 以 学 生 的 自 我 管 理 也 包 括 对 机 器 人 器 材 使 用 的 自 我 管 理 机 器 人 课 堂 教 学 中 除 使 用 核 心 模 块 外, 一 般 还 要 用 到 各 种 各 样 的 零 配 件 乐 高 中 码 纳 英 特 积 木 式 智 能 机 器 人, 除 核 心 基 础 套 件 外, 还 有 用 于 搭 建 的 积 木 套 件 和 各 种 传 感 器, 学 生 在 装 配 机 器 人 调 整 修 改 欣 赏 学 习 搬 运 等 过 程 中 容 易 出 现 零 配 件 缺 损 因 此, 器 材 管 理 到 位 是 使 教 学 正 常 进 行 的 重 要 保 障 针 对 上 述 这 些 情 况, 我 让 学 生 根 据 自 己 使 用 器 材 以 及 场 地 所 遇 到 的 问 题, 制 订 夏 衍 小 学 智 能 机 器 人 操 作 手 册 和 夏 衍 小 学 智 能 机 器 人 活 动 手 册, 并 且 可 以 以 小 组 的 方 式 发 放, 要 求 学 生 严 格 按 照 手 册 条 例 使 用 和 管 理 器 材 依 据 操 作 手 册, 两 个 小 组 的 相 关 责 任 人 员 进 行 相 互 监 督 管 理, 通 过 具 体 的 规 章 制 度 来 规 范 学 生 的 课 堂 活 动, 以 培 养 学 生 养 成 良 好 的 操 作 习 惯, 并 保 障 机 器 人 器 材 的 完 好 其 具 体 内 容 有 : 课 堂 活 动 分 组 要 求 ; 小 组 成 员 分 工 及 相 关 职 责 ; 智 能 机 器 人 活 动 步 骤 ; 智 能 机 器 人 搭 件 调 试 要 求 ; 智 能 机 器 人 竞 赛 场 地 规 格 及 使 用 要 求 ; 智 22 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期

25 能 机 器 人 器 材 出 借 要 求 ; 课 堂 表 现 奖 励 和 惩 罚 机 制 ; 智 能 机 器 人 器 材 保 管 责 任 条 例 ; 学 员 评 价 操 作 细 则 ; 机 器 人 小 小 工 程 师 评 选 规 则 等 让 学 生 学 会 自 己 管 理, 习 惯 自 我 管 理 二 智 能 机 器 人 与 创 新 意 识 的 培 养 创 设 了 良 好 的 学 生 自 我 空 间, 提 升 了 学 生 自 我 管 理 的 能 力, 培 养 了 学 生 自 我 学 习 的 意 识, 那 么 随 之 而 来 的 同 时 让 学 生 自 我 价 值 的 更 多 体 现 创 新 意 识 的 培 养 让 学 生 感 受 机 器 人 学 习 不 仅 活 动 主 题 有 趣, 更 重 要 的 是 其 问 题 解 决 方 案 是 开 放 性 的, 学 生 可 以 用 不 同 的 方 法 达 到 同 一 个 目 标, 因 而 智 能 机 器 人 活 动 能 激 发 学 生 充 分 发 挥 想 象 力 创 造 力, 有 利 于 培 养 学 生 的 开 放 性 思 维 首 先, 培 养 对 机 器 人 学 习 的 求 知 欲 学 而 创, 创 而 学 这 是 创 新 的 根 本 途 径 例 如 : 在 讲 授 新 技 术 之 前, 我 常 常 给 学 生 一 些 资 料, 要 求 学 生 主 动 独 立 地 根 据 资 料 去 完 成 某 个 任 务 一 开 始, 学 生 总 想 从 老 师 那 得 到 一 个 即 成 的 解 决 方 案 但 我 从 不 轻 易 解 答, 而 是 鼓 励 学 生 主 动 去 探 索 解 决 问 题 的 方 法 利 用 设 问 法 引 发 学 生 思 考 如 在 独 立 设 计 一 个 新 的 机 器 人 项 目 前, 先 来 针 对 以 掌 握 的 项 目 提 出 以 下 一 些 问 题 : 能 否 他 用 能 否 借 用 能 否 改 变 能 否 扩 大 能 否 缩 小 能 否 代 用 能 否 调 整 能 否 颠 倒 能 否 组 合 等, 使 学 生 的 思 维 尽 快 集 中 到 提 示 的 目 标 方 向, 去 构 想 去 创 造 创 新 其 次, 培 养 学 生 对 机 器 人 搭 建 以 及 程 序 编 译 的 创 造 欲 不 满 足 于 现 成 的 思 想 观 点 方 法 及 物 体 的 质 量 功 用, 要 经 常 思 考 如 何 在 原 有 基 础 上 创 新 发 明 推 陈 出 新, 大 脑 里 经 常 有 能 否 换 个 角 度 看 问 题? 有 没 有 更 简 捷 有 效 的 方 法 和 途 径? 等 问 题 盘 旋 在 巡 线 机 器 人 教 学 中, 只 规 定 了 让 学 生 能 让 自 己 的 机 器 人 巡 线 三 次 然 后 原 地 掉 头 巡 线 返 回 基 地 这 个 时 候, 他 们 就 像 真 正 的 工 程 师 一 样, 针 对 项 目 主 题 进 行 研 究 策 划 设 计 组 装 和 测 试 他 们 自 己 分 配 以 小 组 为 单 位, 使 用 积 木 传 感 器 马 达 及 齿 轮 等 组 件 设 计 好 自 己 的 各 种 怪 异 结 构 的 机 器 人, 并 为 机 器 人 编 写 程 序, 让 它 完 成 任 务 这 样 在 无 形 之 中 打 破 了 指 导 老 师 牵 着 学 生 走 的 怪 圈, 让 学 生 有 自 己 的 多 角 度 独 立 想 法, 自 我 培 养 创 新 意 识 最 后, 培 养 对 于 机 器 人 执 行 程 序 的 出 现 的 各 种 问 题 与 现 象 的 质 疑 欲 学 起 于 思, 思 源 于 疑 有 疑 问 才 能 促 使 学 生 去 思 考, 去 探 索, 去 创 新 因 此, 要 鼓 励 学 生 大 胆 质 疑 对 在 练 习 中 和 竞 赛 中 临 场 出 现 的 各 种 普 及 或 者 偶 发 问 题 提 出 多 种 解 决 问 题 的 方 案 及 最 佳 方 法 例 如 在 杭 州 市 的 机 器 人 竞 赛 中, 章 函 和 于 杨 两 人 的 未 来 家 居 竞 赛 遇 到 了 在 平 台 二 楼, 机 器 人 开 出 基 地 就 直 接 往 前 冲, 没 有 办 法 进 行 三 段 巡 线, 这 也 是 他 们 在 平 时 训 练 中 没 有 遇 到 的 问 题, 但 是 经 过 他 们 的 互 相 提 问, 不 断 对 比 现 场 环 境 和 训 练 场 地 环 境 的 相 同 点 和 不 同 点, 发 现 比 赛 现 场 的 光 线 严 重 影 响 光 感, 平 台 的 有 机 玻 璃 反 光 严 重, 并 且 有 机 玻 璃 的 接 缝 也 比 平 时 训 练 场 地 颜 色 要 深, 天 然 形 成 了 另 一 条 训 测 线, 于 是 及 时 改 三 巡 线 为 四 巡 线, 也 大 胆 的 在 光 感 周 边 添 加 了 几 个 结 构 搭 建, 防 止 了 过 多 干 扰 光 源, 从 而 顺 利 完 成 二 楼 平 台 基 本 任 务 这 也 说 明 在 平 时 的 教 学 中, 交 流 过 程 中 的 思 维 记 录 很 重 要 交 流 信 息 会 产 生 创 新 的 思 想 火 花, 通 过 记 录, 除 了 可 以 避 免 遗 忘, 还 便 于 运 用 缺 点 列 举 希 望 列 举 需 求 引 申 等 技 法, 促 进 学 生 创 新 思 维 的 发 展 从 多 角 度 培 养 学 生 的 思 维 能 力, 激 励 学 生 创 新 鼓 励 学 生 自 我 提 问, 大 胆 质 疑, 是 培 养 学 生 创 新 意 识 的 重 要 途 径 三 智 能 机 器 人 与 学 生 创 新 能 力 的 培 养 学 生 有 了 创 新 思 维 意 识, 教 师 就 要 引 导 学 生 动 手 实 践, 解 决 机 器 人 项 目 研 究 中 遇 到 的 问 题, 不 要 让 学 生 仅 仅 停 留 在 思 考 的 层 面 上, 而 要 把 学 生 的 思 维 引 导 到 实 践 研 究 中 去, 培 养 学 生 创 新 能 力 例 如 : 在 教 学 过 程 中 他 们 给 学 生 设 置 一 些 比 较 复 杂 的 任 务 让 学 生 通 过 小 组 讨 论 协 作 完 成 或 者 组 织 一 次 短 而 快 的 小 比 赛, 比 一 比 哪 一 组 搭 建 的 机 器 人 结 构 最 稳 定 最 快, 赛 一 赛 哪 一 组 编 写 程 序 最 快 最 简 洁 这 样 一 来 可 以 让 学 生 形 成 互 相 帮 助 的 氛 围, 增 加 团 队 凝 聚 力, 二 来 可 以 培 养 学 生 合 作 创 新 的 能 力 在 后 期 的 机 器 人 培 训 学 习 中, 我 常 常 结 合 竞 赛 内 容, 让 学 生 把 自 己 的 想 法 实 践 在 竞 赛 中 2012 年 的 杭 州 市 中 小 学 生 机 器 人 竞 赛 创 意 流 水 线 制 作, 学 生 首 先 根 据 项 目 要 求 构 思 出 了 框 架, 手 绘 设 计 稿, 利 用 乐 高 积 木 搭 建 传 送 框 架, 但 是 整 体 相 互 串 联 装 置 的 制 作 使 学 生 遇 到 许 多 问 题, 需 要 学 生 不 断 地 探 下 接 第 37 页 杭 州 教 育 技 术 2014 年 第 2 期 23