项目学习下中小学机器人社团教学模式分析

袁赣涛 崔婧

摘 要 机器人教学是近几年来随着科技的发展而逐渐出现的教学方式，在教学中运用机器人进行教学不仅是教学模式创新的一种方式，还是培养机器人人才的重要举措，合理运用机器人教学，将对我国的教育事业发展起到积极的作用。通过本文的研究发现在机器人教学模式之下，对中小学项目学习效果有着一定的提高作用，为中小学机器人教学模式的构建提供了参考和借鉴。

关键词 中小学 机器人教学模式 项目学习

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2018.09.059

Abstract Robot teaching is a kind of teaching method which appears gradually with the development of science and technology in recent years. Using robot in teaching is not only a way to innovate teaching mode. It is also an important measure to train robot talents. The rational use of robot teaching will play a positive role in the development of education in China. It can improve the learning effect of primary and secondary school projects， and provide reference for the construction of robot teaching mode in primary and middle schools.

Keywords primary and secondary schools； robot teaching model； project learning

1 相关概念界定

1.1 机器人教学

“机器人教学”如何定义，是研究机器人教学首先需要解决的问题。关于什么是机器人教学，国内专家给出了各自定义。

湖南师范大学教育技术系彭绍东教授为代表的广义定义认为：机器人教学是指学习、利用机器人，优化教育效果及师生劳动方式的理论与实践。英文表述为：Robot- Based Education is the Theory and Practice of Studying and Utilizingrobots to optimize the Effect of Education and the Way of Teachers' and Students'Work.

1.2 项目学习概念

不同的学者对项目学习给出了不同的定义，国外学者给出的项目学习定义为：项目学习（Project-based Learning，简称PBL）是一种新型的教学模式，在此教学模式中更加关注学科的核心概念、原理，要求学生进行自主学习，制作出相应的作品，实现自己知识体系的建构，学生在项目学习教学模式中，需要自己进行问题的解决，对现实世界中的知识进行探究而开展的一系列有意义的活动。

国内学者黎加厚给出的定义是：项目学习是以学习和研究学科概念、原理为基础，让学生通过调查活动项目的参与，进行问题的解决，从而建构起自己的知识体系，并且这些知识能够运用到现实的生活中去。

通过国内外学者对项目学习的定义，可以看出项目学习是一种强调学生亲自参与到活动中，并对问题进行探究和解决的教学模式，通过此过程实现学生知识的获取。

1.3 机器人教学模式

当前，机器人教学模式主要包括实验模拟型教学、趣味交互型教学、科学探究型教学、发明创造型教学等四种模式。实验模拟型教学是当前机器人教学中的常态，当我们提到“传统的”机器人教学时，实际上说的就是此类教学模式。 此类教学的基本特点是以机器人相关技术作为教学内容的主体，将机器人本身作为学习的对象，以掌握机器人本体知识为导向。趣味交互型教学是指以开发有趣、好玩的机器人联机交互系统为主要任务的教学。其基本形态是在计算机中编写和运行程序，将机器人（如 Arduino主控板）作为控制端，通过机器人与计算机程序进行交互，而非采用鼠标与键盘。科学探究型教学，是另外一类需要设计联机交互系统的教学类型。它以科学问题为导向，将机器人作为开展科学探究的载体和工具，为探究性学习提供数据收集、加工的技术支持。 发明创造型教学，是以实际需求为基本导向、以项目教学为基本方法、 以创新实践为核心目标的教学，要求学生通过教学能够制作出具有创新性的智能人造物。

2 项目学习在中小学机器人社团教学当中的应用分析

机器人教学项目是以社团教学为组织形式进行。在课余时间内，以增加学生课外知识，开拓学生视野，提高学生某方面的能力为目的教学活动。项目学习在中小学机器人教育中的具体应用的主要分为项目学习目标的制定，项目学习活动的设计和项目学习的评价三个阶段。如图1所示。

2.1 项目学习目标的制定分析

项目学习学习目标的制定，是项目学习开展的基础，项目学习活动的开展都要围绕项目学习的目标开展，项目学习的目标设计要以课程标准为基础，以提升学生的知识技能水平，自主学习能力以及创新性思维意识为主要的项目学习目标，而对于项目学习目标的制定，每一个环节都是不可或缺的，知识，能力以及思维价值观方面的目标，共同组成了完整的项目学习的基础性目标。

2.2 项目学习活动的设计阶段分析

首先对项目学习的基础项目进行确立，对现实生活存在的问题为来源，确定具体的项目，对于项目的确立，教师要在充分了解学生兴趣程度的基础之上，遵循生活化原则，创新性原则以及开放性原则，保证项目的开展，符合学生的兴趣和教学目标的基本要求。项目确立后，在教师的指导下，完善项目学习的学习计划，以不同环节计划为发展脉络，对具体的学习活动进行开展，依照计划设计制作作品，对机器人的各个组件，各個结构造型进行具体的构建，充分发挥学生的个性化思维和动手实践能力。

2.3 项目学习的评价阶段分析

评价阶段是完整的项目学习的组成部分，在中小学生完成自己的机器人作品设计后，教师组织引导中小学生对自己的作品进行展览，并将设计的理念，设计的过程，以及设计中遇见的问题，针对性的解决方案等方面的内容，进行相互交流，以教师评价，学生互评以及学生自评等多种形式结合的评价模式，促进学生对自己设计作品过程的加深，以及同学之间形成相互学习的关系，在此基础之上，发现自身机器人作品设计存在的不足， 为设计思维的完善，提供指导。此外，项目学习结果的评价过程，不仅是学生自我反思的过程，也是促进学生之间合作关系建立的过程。

3 基于项目学习的机器人社团教学应注意的问题分析

3.1 项目学习的需要提出更加明确的目的和计划

由于目前机器人教学模式在中小学教育中还处于比较初级的发展阶段，在课堂教学中的融入相对较少，多是以课外活动的形式进行开展，这就导致机器人教学模式面临着时间不充足的特点，项目学习是一个完整的学习过程，只有在完整的学习过程的基础之上，才能够达成预期的学习目标，因此项目学习在中小学机器人教育中的应用，要注意对时间的控制，并在项目开始之初，就对学生提出明确的目的和计划，以便学生可以在了解時间限制的基础之上，以更为明确的学习目标和工作计划，来完成项目学习的整体过程。

3.2 参与学生个体差异较大，任务分配存在一定难度

虽然项目学习积极倡导学生的自主性学习，但是不同的学生在知识基础，性格特点等方面都存在不同程度的差异，导致部分学生在项目学习中，占据主导型位置，而部分学生只能发挥辅助性的作用，得不到锻炼的效果，因此在项目学习在中小学机器人教育的应用中，教师要注意对项目任务的均衡型分配，保证每一个学生都可以得到很好的锻炼效果。

3.3 对基础知识掌握及学习完整性需要提高

虽然在有限的学习时间的控制下，保持项目学习的完整性，完成项目学习的最终目标，是非常重要的，但是也不可以忽视项目学习过程中基础性知识类型的掌握，不可为了片面追求学习任务的达成，而造成知识结构不完整现象的发生。因此在项目学习在中小学机器人教育的应用中，要重视项目学习的完整性，对全方位的知识结构的学习中，促进学生综合素质能力的提升。

4 结论

随着科学技术的快速发展，机器人被广泛运用于教育教学中，机器人教学模式作为一项综合性教学模式正逐步被教育工作者所重视，在本研究中采用机器人教学模式进行足球课程教学，发现在机器人教学模式之下能够对学生的身体素质、心理素质、足球技术以及情感体验等产生一定的积极作用，但作用效果并不明显。教育工作者要积极探究机器人教学模式，大量运用机器人教学进行项目学习，以提高项目学习效果。

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