王君乾
甘肃省天水市青少年学生校外活动中心 甘肃省741000
摘要:随着社会信息化的进程,机器人慢慢的进入了我们的视野,一方面机器人能够适应机械化的进程,帮助人们完成一些复杂、工作量较大以及困难度比较大的工作。此外机器人还具备一些与人或生物相似的智能能力,如感知能力、规划能力等,能够更好的服务人类。2003 年,教育部颁布的《普通高中技术课程标准(实验)》,首次将“简易机器人制作”模块纳入中小学选修科目中[1],这意味着机器人教育迈入一个普及化新时期。
关键词:青少年;机器人教育;
一、培养浓厚的兴趣
兴趣是最好的老师,我认为在青少年活动中心开展中小学机器人教育之前,我们首要做的就是培养学生具有浓厚的兴趣,我们应该选择取材简单、难度不大、易于操作得模型选择合适的场地进行展示,让大家能够有更加强烈的参与欲望。
例如:在这里,我们首先要对展示的场地选择很精准,我们可以去一些游乐园或者大型的商场里面,把一些经典的机器人模型最大化,立在最显眼的位置。我们选的是大黄蜂、超声波和擎天柱,选择的场地是大型商场门口,时间是周末。我们做了准确的统计,一整天,5760的人流量,小朋友总共有1019个,有650个小朋友驻足观看,其中有429个小朋友与机器人合照。我们会给他们介绍这些机器人的来历,机器人的功能与作用以及我们在这里展示的目的。
二、设计合适的课程目标
调查研究显示,中小学生是机器人教育的主要群体,他们对机器人教育课程有着浓厚兴趣,但是,众所周知,机器人设计是一个特别复杂繁琐的过程,机器人教育中牵扯的编程问题,对中小学生的要求较高,仅仅依靠兴趣是不够的,如果没有一点基础,在教师讲解过程中容易使学生听不懂,兴趣不高,我们这个活动很难进行下去。所以我们应该在教学过程中渗透基础知识,设定合适的课程目标。课程目标不仅是教学行为的目标和方向,也是教学活动的起点和落脚点。因此,机器人课程应初步确立以下课堂教学目标[2]:
①知识目标:掌握机器人基础知识,认识基础零件以及了解如何组装。
②技能目标:组装简单机器人,进行简单的编程,并且使之能够运行,积极参与活动,制订合理的计划,与同学进行分工合作并交流。
③情感态度目标:敢于冒险尝试,具有团队协作意识与能力,能面对困难,解决问题。
乐高机器人是集合了可编程主机、电动马达、传感器、Lego Technic部分(齿轮、轮轴、横梁、插销)的统称。起源于益智玩具中可编程传感器模具可以说是应用级机器人的一个雏形或者简化版。我依据课程目标选取了好几个乐高机器人,然后让同学们自己分组组装。首先,我先给大家讲诉一下机器人的基础知识,认识机器人的类型以及主要的功能作用,此外还有机器人的组成。
每个机器人的组装原件和参考图案都在大家协作下完成,同学们可以亲眼看到一个简单机器人的最原始构造,各个组成原件以及组装的步骤,每一个特别小的细节都被最大化的展示出来,在老师带领学生组装的这个过程中,同学们不仅能够很好的学习了解机器人的基本构造和一些基础知识,而且,在组装完成后的展示过程中,能够明显的看到学生们睁着圆溜溜的眼睛,开心快乐之余还惊叹机器人的神奇能力,学生们都在七嘴八舌的议论着,争先恐后的问我能不能自己做,恨不得马上做一个属于自己的专属机器人,这便是我们这个展示的最终目的。
三、改变学习环境
关注机器人教育的人很多,并且都对此寄予厚望,但是实际情况却不尽人意,不仅课堂教学不顺利,师资配备也非常不足,学校重视程度也不够,已经无法满足社会需要。因此,如果想在青少年活动中心开展中小学机器人活动,我们另一个要做的就是转变学校观念,加快课程体系建设,为学生创造更好的学习环境。
例如:我们可以多宣传教育,在学校里面发一些机器人比赛的宣传页或者在一些合适的地方张贴海报,我们可以把一些有意义有价值的机器人模型张贴上去,让大家感受到机器人的神奇能力,带动大家对机器人的学习兴趣。其次,学校也应该配合,多让学生参加这种益智性活动,不仅能够拓宽孩子们的眼界和视野,也能更好地开发学生的思维,为学生的全面健康发展奠定良好的基础。
四、扩大家庭以及社会参与程度
考虑到机器人设计及其组装的难度,我们打算扩大家庭以及社会的参与程度。由于中小学生对机器人教育的基础以及能力比较薄弱,许多编程问题不是一蹴而就的,这需要一个长期并且稳定的过程来深入学习,那如何能够让学生不仅能够积极踊跃参加青少年活动中心的机器人教育活动并且还能够有所收获,这是一个迫在眉睫的问题。
对于中小学生来讲,我们举办了一个家庭活动,每个中小学生都可以踊跃报名,团队人数不受限制,可以是姐姐哥哥带领,也可以是爸爸妈妈帮助等,每个团队制作一个简单的机器人,规定于在一个月之后在青少年活动中心进行展示,其余的中小学生都可以作为嘉宾,自己或者在家人的带领下一起于规定日期到青少年活动中心参加本次机器人教育活动。此次报名人数有34组,活动当天,按时参加的有28组,有12组是与爸爸妈妈一组参赛,有8组是在哥哥姐姐带领下参加比赛,其余有5组是与舅舅一起来的,有3组是与叔叔一起来的。大家都小心翼翼的带着自己的参赛机器人作品,慢慢的放到展台上面。由于作品是由家庭成员帮助完成的,所以作品的种类以及功能作用特别多,真的难以想象创造的力量如此之强。我们按照抽取的额号码,让中小学生对自己的机器人作品进行细节、创作灵感的讲解和展示。令我们印象最深刻的是是一个机器人手臂,学生介绍说:我从小跟我奶奶生活在一起,奶奶在送我上学的路上被车撞坏了腿,从那天起再也没有站起来过,我的爸爸妈妈平常都要上班,我也要去上学,平时家里就剩奶奶一个人,便不能得到很好的照顾,有时候饿了,桌子上的食物都拿不到,我爸爸是写代码的,我跟爸爸妈妈一起,帮奶奶做了一个可伸缩的机器臂,这里面有一节内管和一节外管可伸缩套接而成,所述内管套接外管的一端外圆表面沿内管轴向突出设置有直线形内管突起,另一端可转动地连接有拉杆头,外管由具有一定摩擦力的弹性材料制成,且具有一定摩擦力,其内壁沿外管外突地设置有与所述内管突起相配合的外管滑槽……”。大家都深深的被这个学生所吸引,都在认真的听着讲解,睁大眼睛目不转睛的看着他拿着这个机器臂去夹取食物的展示,生怕错过了某个细节。
五、结束语
在青少年活动中心开展中小学机器人教育之前我们的宣传以及老师对学生有关机器人基础知识的教育的教学都很有成效,这为这次活动的开展做了很好的铺垫,这次活动的意义不同凡响,不仅让参加活动的小朋友亲身经历了机器人制作的过程,同时也让作为嘉宾的同学学习了很多机器人的知识,其中的一些感人细节更是为这次活动增色不少,我想这正是我们开展这次中小学机器人教育的目的所在。
参考文献:
[1]周春红.探究式教学在小学 Scratch 课程中的应用研究[D]. 浙江 : 宁波大学 ,2017.
[2] 张元立.面向师范生的“机器人教育”课程设计与资源开发研究 [D]. 重庆 : 重庆师范大学 ,2017.