张兆钰
鲁东大学教师教育学院 山东省烟台市 264025
[摘 要]经过多年的探索与实践，中小学机器人教学现状如何？互动微课如何更有效地应用于中小学机器人教学中？本文以此为研究切入点，从中小学机器人课堂教学现状谈起，到分析互动微课的概念、特点，阐述利用互动微课平台开展机器人教学的优势,研究基于微课的中小学机器人教学模式的构建,为中小学机器人教育教学模式的创新和发展提供借鉴和参考。文章通过对互动微课的应用建设进行研究和分析，结合机器人教学的现状以及机器人教学实操性强的特点，构建了以"互动微课"为教学载体的机器人教学模式，从而进一步推动中小学机器人教学模式的研究和发展。
[关键词]互动微课；中小学机器人教学；模式构建与应用
一、中小学机器人教学现状
中小学机器人教育源自美国，在美国的重要性以及普及程度远远高于其他国家。近年来，随着国家相关政策和系列文件的发布，以及基础教育新课程改革的不断深入，在很大程度上推动了机器人教育的发展。使得中小学机器人教育在国内教育界也逐渐得到认同，且相关领域的研究整体呈快速上升趋势，其教育价值已初步获得社会认可。但大部分学校并没有独立开设机器人相关的学科课程，与之相关的实践教学平台更是少之又少。[1]
(一) 硬件情况
为积极响应国家号召的开展信息化教学工作的政策，全国各地中小学踊跃试行建设信息技术试验室、开展校园网维护建设，在硬件方面投入了很大的精力，但是仍有一部分的中小学校机器人硬件配置紧缺甚至直接没有配置相关教学产品。[1]这表明很多学校想要开展机器人教学活动，但在真正实施的过程中，购置教学设备、装备机器人课堂这些基本的硬件设施没有落实到位。其中尤其关键的一个环节是确定教学机器人产品，购置设备要按照学校的具体情况和教学的实际要求来装备机器人实验室（课堂），这就需要选择与将优秀教育理念渗透于产品之中的厂家进行合作。目前中小学学校中机器人专职教师培养工作还需要进一步改进，真正有能力分辨选购优质教学机器人产品的教职工数量少。
(二) 软件情况
主要从中小学机器人教学的教学组织形式、教学方法、教育理念等方面对中小学机器人教学情况进行了解和剖析。在教学组织形式中，更大一部分比例的中小学学校都以社团、兴趣班、信息 技术课的形式开展机器人教学，用的都是机器人产品说明书或者用户指南，没有专门设计的机器人课程教材，且课时量不多，主要是为了参加竞赛而临时开展的培训课程。在教学方法方面，教师主要沿袭传统课堂常用的封闭式任务教学法、演示法或者讲练结合法，教师将机器人操作过程分解成若干步骤，学生在教师讲解演示后通过记忆或课堂笔记进行模仿，再现已有的科技产品，违背了机器人教学的初衷，不能发展学生的个性和创新能力。[7]在教育理念方面，从未有组织部门提出过中小学机器人教育工作中需要遵循的准确具体的教育理念标准，很大比例的机器人制造公司也没有确切的教育理念去支撑商品的教育执行和推广。能在实际教学应用中产生良好效果的产品不可能没有教学理念依据，所以，由于供应商的产品缺乏确切教育理念的支撑，教育管理机构对机器人教育工作重视不够，就致使了机器人教育工作开展有很多困难，这也成为了其无法深入课堂教学的关键缘故。
二、互动微课的概述
（一）互动微课的概念
互动式微课是一种应用者与教学内容之间、学习者与教学者之间开展互动的一类微课，注重思维的碰撞和思想的启发。[8]它囊括了一般微课的教学功能，学生进行互动式微课学习时，需要不定期地与老师和其他同学互动，沟通与讨论环节尤为重要，从而使整个教学过程都贯穿着活力。学生在“输入”与“输出”的循环过程中，通过不断的思考以及他人的反馈，真正的做到“学会”。
（二）互动微课的特点
1.时间短,把握学习注意力
时间短、重点突出、材料多元化、线上教学、交互性明显等是微课的显著特征[3]。微课讲解时间短，一般不超过10分钟。微课内容设计上往往会添加动画或音乐，在听觉和视觉的双重作用下，吸引到学生的专注力，引发起学生的学习兴趣和积极性。这样不仅可以帮助学生学得更快乐、更高效，还可以减轻教师的教学压力。此外，互动微课通过问答对话、超链接、连连看练习等互动环节，有效地提升机器人课堂教学效率。正所谓“见微知著”，微课其实相当于将一节完整的课堂碎片化分解成若干课堂视频，但是视频时长加起来却多于传统的课堂，是真正的“小课堂大教学”。
2.内容少而精,重点突出
在传统的机器人教学模式中，教学者总是要花费很多精力去解决课堂中的重难点。但依然有部分学生无法理解，而且程序或机器原理本身相关的知识讲解就比较无聊，教学时间长内容多的话很容易造成学生沉闷厌学的心理。互动微课可以对学生学习的薄弱环节分成几部分，展开进行讲解，逐个解决知识学习的困难。或者可以将重点难点内容设计为专题，那么学生就可以随时安排时间去查看。因此能够更好地协助学生领会知识，达成突破重难点的目的。
3.多样的学习资源
互动微课的教学方式能够方便学生获取多种丰富的学习资源，给教师提供多样的教学经验和教学资料，从而给学生打造一个自主学习的氛围、逼真的学习环境，给教师增加自我提升的平台。另外，在互动微课的教学过程中，教师可以将精力主要放在为学生引导和答疑解惑上，充分体现学生为主体、教师为主导的新课程教学理念。[3]
4.文件小，适合泛在学习
一般来说，微课视频及配套辅助资源的容量都控制在几十兆到几百兆，视频格式支持网络通用的流媒体格式，如MP4、WMV、flv等格式，保证微课视频流畅地播放。在2020年疫情防控期间很多教师以微课程的形式向学生授课，不仅帮助学生实现“停课不停学”，同时提升了教师的信息素养与能力，积累更多教学资源。此外，由于微课视频文件占用存储空间小，学生可以灵活地下载、保存到终端设备上去观看，例如笔记本、Pad、手机等。实现学习者随时、随地、随终端的学习，也就是泛在学习。
[6]
5.微课制作方便简单
微课制可以分为原创制作和加工制作两种方式。主要环节一般要经过选题、设计教案、准备教学素材与练习测试、制作课件、教学实施与拍摄、后期剪辑、教学反思等一个或若干个环节。虽然微课制作有音视频格式、文件大小、时长等要求，但其制作方便，且录制完成的微课可以继续加工使用。“微视频”录制形式和方法灵活多样，可采用DV摄像机、数码相机、手机、录屏软件等录制方式，录制黑板、白纸、 PPT 、Pad等所呈现的内容。教师也可以在已有的优秀课例基础之上进行合成、字幕处理等加工编辑工作，并提供相应的辅助教学资源（如教案、课件、反思、习题等），进行“微课化”处理。
（三）互动微课的建设现状
大部分中小学一线教师都了解有“微课”的教学形式，特别是在2020年“停课不停学”的大环境下，教师和学生们都开始接受并适应这一新型的授课模式。但是由于不同地区学校对信息教学的重视程度不同，以及教师间的现代信息技术教学能力存有差异，仍有部分中小学教师表示不知道如何提升自身微课设计、开发能力并将微课应用到常规课堂中来。此外，由于学科性质不同，信息技术教师相比于语文、数学等其他学科教师，更擅长设计制作微课视频，参与微课培训、比赛等相关活动时也更有优势，因此很多学校也积极鼓励信息技术教师主要担任微课制作、培训工作。综合调查数据表明，就现阶段而言，微课的教学应用还未深入走进常规课堂中来。
三、基于互动微课的中小学机器人教学模式的构建
(一) 构建教学环境
首先，要培养中小学机器人教师充分利用互动微课进行教学的意识，教师的示范与鼓励对于引导学生使用互动微课尤为重要。对于学生来说，互动微课学习的时间、地点可以根据实际情况自由支配，学生可以在闲暇时间或在家里通过电脑、手机进行互动微课学习。从前期的调查可知，大部分学校安排的机器人课程课时量较少，让学生利用课余时间借助互动微课进行学习，一方面可以提前预习所学知识，另一方面，也可以进一步巩固和加强已经学过的知识，从而加强知识吸收的深度和质量，解决了机器人教学课时少无法彻底掌握知识的问题。因此要帮扶支持全国各中小学校搭建好区域互动微课平台，以多种措施鼓励各学校老师积极使用互动微课平台进行机器人教学，通过与机器人产品的厂商合作，进一步丰富机器人教学的音视频资源，并组织老师建设机器人教学资源库，从而推动全国各中小学机器人教育教学工作的发展。
(二) 明确微课教学目标
微课课堂相较于传统教学40分钟的课程，学生更容易被调动学习积极性并持续保持注意力，学习兴趣一般更高涨，尤其是对于年龄较小的学习者来讲，微课的这个优点要更显著。但要想让学生在这么短的时间内理解学习内容，仅通过观看十分钟的视频还是比较难于实现的。教师在开始微课设计前，就要明确本节微课的教学目标，根据所教学生的实际情况将教学重难点在微课视频中重点体现。此外，在适当的播放时间点插入互动问答或者练习，可以更好地检验学生对所学内容的理解程度。教师可以在教师平台查看学生的学习进度和互动问答情况，了解学生实际学习效果并给予相应的反馈，并及时调整教学进度和教学方式。
(三) 教师讲解辅助突破重难点
中小学机器人课程技术实践性强，涉及知识范围比较广，学生理解理论知识相对困难，此时教师可以借助“微课导学”教学模式，在组织机器人教学活动时，分别录制好4-6分钟的机器人拼装视频和机器人编程视频上传到学习平台上供学生预习。教师还可以设置“课堂讨论区”便于学生将预习过程中产生的疑问记录到讨论区中大家共同讨论，解决不了的问题教师可以在课堂上集中给大家讲解，基于PBL的学习方式，学生带着问题来上课求知欲会更强，课堂上的注意力将更集中，同时可以帮助教师提升教学效率和质量。
还有一部分学校机器人课程安排课时数较少，并没有统一的课本和教学器材，那么教师便可以从学习平台上（如MOOC、可汗学院等）下载优质的机器人微课视频给学生播放。现以小学课程micro:bit为例进行阐述。当讲到传感器这一部分时，学生并没有接触过传感器或者了解较少，加上没有足够的设备供每个学生动手操作，学生不易了解传感器的内部构造。针对这种情况，教师可以插入一个flash动画传感器原理视频，帮助学生更深刻地理解课程知识，从而提升教学效果。
(四) 课后复习巩固
由于学生个体间存在知识基础、学习能力等差异，所以学生课上吸收的知识程度也是不一样的。教师可以将课上的重难点录制成微课或者是从MOOC等平台下载对应的视频放到班级学习平台供有需求的学生学习。此外，教师可以在微课视频中编辑添加上测试题，例如学生在学习Scratch搭建房屋相关的操作原理时，教师给学生提供Scratch搭建房屋的微课视频，视频中插入2个测试题，视频结束之后，加上3—5个测试题，以此来检验学生学习效果并激发学生认真观看微课的态度。当然，通过微课还可以帮助学生了解到更广阔的机器人理论和实践知识，培养学生的创造力和个性，也可以参加各种机器人竞赛。
四、结束语
本文主要针对基于互动微课的中小学机器人教学模式的构建展开研究，利用互动微课开展中小学机器人课程对中小学机器人教育的发展具有重要意义和极高的可行性。一些学校对机器人教学重视程度较低，希望可以利用互动微课的教学模式让更多的学生有机会接受到机器人教育，提高创新意识和动手实践能力，培养全面发展的综合性人才。
参考文献
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[8]李婉君.微课重互动，学习达深度——以“平移”线上学习系列微课为例[J].新课程,2021(03):126-127.