中學信息科技中的機器人的探究性學習

1、第1頁中學信息科技中的機器人的探究性學習中學信息科技中的機器人的探究性學習上海市實驗學校（上海市浦東大道1600號，200135）朱建國陳興冶關鍵字關鍵字：機器人，探究性，個性化，合作學習，模塊化，主動性，嘗試，比賽摘要：摘要：本文通過討論中學信息科技的機器人的教學方式，引出比較有機器人教學特色的探究性學習的一般方法：個性化和合作學習；模塊化的實驗和學生主動性學習；失敗嘗試和及時總結出實驗報告的實驗模式，動手動腦相結合的實驗過程；學生參

2、與比賽過渡過設計比賽，制定比賽規(guī)則的實驗過程。本文還列出了將全面推行全班化機器人教學可能要遇到的一些問題。隨著信息科技的發(fā)展，中學信息科技教學的內容和形式也在不斷變化。有些中學已經開始嘗試進行機器人的教學，也取得了一些成績?，F在比較流行的用于教學的機器人，一般是需要在計算機上編程，然后運行程序使機器人能根據程序通過傳感器判斷周圍的情況并加以反應的機器。如現在一部分學校已經使用的“能力風暴”機器人等，本文后述的機器人教學，以“能力風暴”機

3、器人為例。由于添置設備所需資金較多，和限于機房條件，師資等方面的原因，目前在中學的信息科技教學中，進行機器人教學，主要在部分學生中進行，一般以組織興趣小組參加竟賽為教學目的。但現在其內容已經編入新的中學信息科技教材，機器人教學將面向全體中學生，全面進入中學的信息科技教學的課堂。在機器人教學中，需要學生動手處理機器人的硬件設備，如安裝機器人所包含的電池；安裝和連接如紅外發(fā)射和接受裝置、光敏傳感器等；可以安裝和連接如機械臂、機械爪、攝影等設

4、備；設計和制作機器人運行的外部環(huán)境等。在機器人教學中也需要學生與計算機軟件打交道，如使用ＪＣ語言系統(tǒng)編制程序，以控制機器人；編輯、處理和備份程序文件等?，F在的中學機器人教學，無論是動手還是動腦方面，與以往的計算機操作教學有較大差別，其作為中學信息科技教學的一個重要載體，無疑是非常有價值的。新的教學內容，教師和學生都不太熟悉，所以讓學生進行探究性學習是一種很好的教學方法。從教師的角度看，配合全新的教學內容，盡快摸索一種合適的教學方法，是保

5、證學生能力得到提高，教學能夠順利進行的關鍵。下述的是已在實踐中采用，并已取得較好效果的探究性學習的一些方法。一一個性化與合作學習個性化與合作學習限于經費、硬件、軟件和場地等條件，現在的中學機器人教學在學生操作時還不大可能做到一人一臺機器人。一般都是由幾個學生組成一個小組，共同使用一臺機器人。教師可以以小組為單位，讓小組內的學生相互合作，進行探究、通過做實驗來完成教學任務。這種合作性學習最大的問題在于同一小組里的學生可能勞逸不均，在實驗中

6、很可能會出現有的學生非常忙，而有的學生無所事事，沒有學到什么東西的情況。特別是碰到困難的時候，可能還會出現同一小組里的學生相互推委，使學習任務不能完成。第3頁由于教師不講或少講，只是讓學生一個一個模塊的做實驗，學生只能機械地模仿，到后來學生問題自然越積越多，到了不行的時候，學生自然會主動提出讓教師講一下C語言的程序結構和語法規(guī)則等，形成了主動性學習。這時，教師要抓住學生自己要學的機會講述有關知識，這時的教學效率應該是最高的。模塊化實驗題

7、目是比較容易選擇的，除了讓機器人走方塊以外，為了進行有關機器人的軟硬件知識教學，可以讓學生制定一套檢驗辦法和標準，檢驗所給的機器人是否完好。為了進行紅外傳感器和光敏傳感器的教學，可以讓機器人用一定方式繞過特定的障礙等。三失敗、嘗試與實驗報告總結三失敗、嘗試與實驗報告總結讓學生做模塊化實驗，學生還會遇到許多困難與失敗，失敗與困難是一種非常好的教育資源。不斷地失敗，不斷地嘗試，使學生得到了其它課程很難得到的能力培養(yǎng)，但如能及時總結，則學生的

8、受益就更大了。不管學生作模塊化實驗是失敗還是成功，教師都可以要求學生寫一個實驗報告，不管報告寫得怎樣，是否規(guī)范，對學生都是一個很好的鍛煉。如在所附的學生所寫的實驗報告中可以看到，在機器人走方塊的模塊化練習中，一個小組的學生不斷失敗、不斷試驗，經歷了16次試驗才成功。實際上這個學生的試驗次數超過了十六次，實際操作上同樣的失敗，或小的失敗，或不知原因的失敗，都沒有記錄在案。通過這樣的實驗報告的在小組間交流，相信全體學生都會有收獲。在實踐中，

9、教師也要注意控制設計的模塊化實驗的難度，當學生感覺到自己無法解決問題時，學習積極性會直線下降；但克服了重重困難解決問題時，學習興趣會大大增加。四動手與動腦相結合四動手與動腦相結合動腦是給機器人編制程序，動手是在給機器人配置零部件，和用配置了程序的機器人進行實驗。動腦與動手可以是學生根據自己的長處，相互分工的依據。學生根據實驗內容動腦編程，然后用以動手解決實際問題；動手做實驗遇到問題，要靠動腦判斷動腦改進程序來解決。整個實驗過程中，失敗的

10、教訓，改進的措施，都要靠動腦動手記錄完成實驗報告。在教學中，學生的動腦與動手只有完美的結合，學生才能較好地完成實驗。而教師只有同樣重視學生的動腦和動手才能取得好的教學效果，使學生的能力得到最好的發(fā)展。五以比賽為主，讓學生設計比賽制定規(guī)則五以比賽為主，讓學生設計比賽制定規(guī)則做機器人實驗時，可以讓學生以小組為單位進行比賽，最后讓優(yōu)勝者介紹經驗和體會并進行小組間的交流，這樣能提高學生的學習積極性。所以，中學機器人的教學，讓學生做實驗時進行比賽

11、是一種好的教學辦法。教師和學生能夠想出讓機器人做表演的很多方式，但教師想出的方式，就可以成為學生的實驗題目和比賽項目。而學生自己設計機器人的比賽項目，并制定相應的比賽規(guī)則，能促使學生全面了解機器人的性能，使學生的學習興趣大大提高。更重要的是學生設計比賽項目，制定的比賽規(guī)則，感覺更加親切，學生對此做實驗進行探究性學習，參加比賽的積極性更高。另一方面，每個小組在教師的規(guī)定條件的限定下，各設計一個比賽，并制定公平合理的比賽規(guī)則，并輪流使用比賽