文档介绍：中学信息科技中的机器人的探究性学习
上海市实验学校
(上海市浦东大道1600号,200135)
朱建国陈兴冶
关键字:
机器人,探究性,个性化,合作学习,模块化,主动性,尝试,比赛
摘要:
本文通过讨论中学信息科技的机器人的教学方式,引出比较有机器人教学特色的探究性学习的一般方法:个性化和合作学习;模块化的实验和学生主动性学习;失败尝试和及时总结出实验报告的实验模式,动手动脑相结合的实验过程;学生参与比赛过渡过设计比赛,制定比赛规则的实验过程。本文还列出了将全面推行全班化机器人教学可能要遇到的一些问题。
随着信息科技的发展,中学信息科技教学的内容和形式也在不断变化。有些中学已经开始尝试进行机器人的教学,也取得了一些成绩。
现在比较流行的用于教学的机器人,一般是需要在计算机上编程,然后运行程序使机器人能根据程序通过传感器判断周围的情况并加以反应的机器。如现在一部分学校已经使用的“能力风暴”机器人等,本文后述的机器人教学,以“能力风暴”机器人为例。
由于添置设备所需资金较多,和限于机房条件,师资等方面的原因,目前在中学的信息科技教学中,进行机器人教学,主要在部分学生中进行,一般以组织兴趣小组参加竟赛为教学目的。但现在其内容已经编入新的中学信息科技教材,机器人教学将面向全体中学生,全面进入中学的信息科技教学的课堂。
在机器人教学中,需要学生动手处理机器人的硬件设备,如安装机器人所包含的电池;安装和连接如红外发射和接受装置、光敏传感器等;可以安装和连接如机械臂、机械爪、摄影等设备;设计和制作机器人运行的外部环境等。
在机器人教学中也需要学生与计算机软件打交道,如使用JC语言系统编制程序,以控制机器人;编辑、处理和备份程序文件等。
现在的中学机器人教学,无论是动手还是动脑方面,与以往的计算机操作教学有较大差别,其作为中学信息科技教学的一个重要载体,无疑是非常有价值的。新的教学内容,教师和学生都不太熟悉,所以让学生进行探究性学习是一种很好的教学方法。
从教师的角度看,配合全新的教学内容,尽快摸索一种合适的教学方法,是保证学生能力得到提高,教学能够顺利进行的关键。下述的是已在实践中采用,并已取得较好效果的探究性学习的一些方法。
个性化与合作学习
限于经费、硬件、软件和场地等条件,现在的中学机器人教学在学生操作时还不大可能做到一人一台机器人。一般都是由几个学生组成一个小组,共同使用一台机器人。教师可以以小组为单位,让小组内的学生相互合作,进行探究、通过做实验来完成教学任务。
这种合作性学习最大的问题在于同一小组里的学生可能劳逸不均,在实验中很可能会出现有的学生非常忙,而有的学生无所事事,没有学到什么东西的情况。特别是碰到困难的时候,可能还会出现同一小组里的学生相互推委,使学习任务不能完成。
针对这一问题,教师可以让每一小组推选出一个小组长,小组长不仅负责管理机器人、零部件、学习资料和工具,还要根据教师所布置布置的实验题目,对小组内的同学进行分工。除此之外,还可以为每次上课轮流指定一位值日生,负责机器人实验。
教师如果要提问,应该多问除值日生和组长以外的其它学生,这样可以促使每个学生,关心本组内的机器人的实验情况,在轮到做值日生时也能顺利完成实验,从而能使每个学生都能达到教学要求。
由于机器人对师生都是新的内容,课堂内学生的会遇