在智能机器人研究中对学生的能力培养

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在智能机器人研究中对学生的能力培养
张姣玉   锦州市国和小学
【摘　要】智能机器人活动是一项综合多种学科知识和技能的科学活动，旨在培养学生综合实践能力、创新精神和团队精神，它集知识性、趣味性、竞技性于一体，深受中小学生喜爱。作为一名小学教师，我们可以充分利用这一契机通过合理分组，精心设计，应用计算机网络这种新颖的教学方式，提高学生个体的创新意识与他们和群体的交流能力、培养学生具有高素质、创新能力、竞争意识及团队精神。本文就，在机器人活动中应用网络教学培养学生创新意识和团队精神方面所运用的一些做法和思考进行教育研究。
【关键词】教育游戏；机器人活动；网络化教学；竞争  
21世纪我们需要怎样的人才？我们的下一代要怎样适应21世纪的世界？在我看来，要在竞争激烈的现代社会步向领先，高素质的现代化人才是必备的人力资源。创新意识和竞争意识的培养是素质教育中一再被强调的重要环节，同时，人是社会动物，必须在群体中体现自身价值，而且只有将个体的力量联合起来才能实现工作目标，也才能最大限度地发挥个体的潜能，这就需要人们常说的“团结”，也就是“团队精神”。怎样将“创新意识”、“团队精神”结合起来贯穿于各个教育环节中，是一个很值得研究的课题。
机器人活动具有趣味性，能大大激发学生进行科学探索的兴趣，同时，机器人活动整合了多学科知识，学生在制作机器人解决问题的过程中需要大量的综合各学科、涉及各领域的知识，这些知识仅靠小学生现有的知识水平是远远不够的，而网络正是融合了知识量大、覆盖面广、学习时间短等优点，与小学机器人教学可谓一拍即合。因此，大胆的将网络运用到小学机器人教学过程中，帮助学生在做中学，迅速提升了学生发现问题、分析问题、解决问题的能力。下面就结合教学实践，谈谈在机器人活动中培养创新意识和团队精神的方法。
一、精心设计学习网站
小学中高年级的学生已经具备了一些电脑操作知识和技能，也有足够的兴趣去学习新的知识。但处于青春发育期的中高年级小学生虽懂得思考，拥有喜欢张扬自己的个性，却对获取计算机中和网络上的资源又不熟练。因此我在设计网站时加入了现行游戏中的“闯关”环节。每一关都包含一个学习任务和学习内容以及闯关提示（既操作提示）。学生可以通过访问这个学习网站像玩游戏一样在“闯关”过程中学到新的知识。此外，网站中增设留言板和课后评价两个板块，教师可以及时快捷的对学生在探究过程中遇到的问题进行解答，学生也有了对自己和他人的作品进行自主评价的权力。
二、创设教学环境
我认为在进行机器人教学过程中学生需要的不是一个死板的课堂，而是一个平台，一个能展示自我，能进行合作交流的平台。但我校将网络教学运用于机器人教学尚属首次，为此，我将学生分成两个学习小组，一个学习小组分配可联网电脑并通过教师制作的学习网站学习，另一个学习小组按照原来的教学模式只发放不可联网的电脑供编程使用。
通过观察，我发现改变教学环境即通过可联网电脑参与学习网站学习，大大激发了学生学习的兴趣，学生学习时不仅有本可依而且有据可查，学习起来如虎添翼。

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三、将网络应用于课堂，让学生在竞争中学会分工、合作和创新
方法是达成目的的桥梁。在教学活动中，课堂设计至关重要。我认为，优秀的课堂设计应该是课堂气氛活泼、内容丰富，能极大的吸引学生的注意力，开发学生的潜能，锻炼学生交际能力和团队精神的，而网络在这一过程中起到了极大的促进作用。我的具体做法是：
（一）“用课本”而不照搬课本
在任何教学活动中，课本都是必不可少的。智能机器人教育作为中小学教育的一个新兴载体。它不仅充实了传统课本教学的内容，也使我们对中小学传统课本教育有了一个新的认识。使中小学的传统课本教育更全面的体现了信息技术的内涵。
在设计网站时，我们应充分利用传统课本相关知识，通过机器人的诠释和探究，更大扩展知识面，将课本的知识细化到课后的机器人制作和竞赛任务的完成过程中，细化到机器人制作过程中运用的每一个原理中，让学生真正将理论和实践联系起来。
（二）利用课本设计课堂任务
小组成员展示作品
例如，我在讲搭建机器人时将课本的练习要求，即搭建舞蹈机器人的任务分成了五个关卡。第一关为搭建机器人头部，第二关为搭建机器人手部和腿部，第三关为组件机器人，第四关为搭建机器人小车，第五关为选用和添加传感器。学习网站里，每一关的网页中都设置 “本关任务”、“本关内容”、“闯关秘籍”以及“闯关记录”，最后的学习评价也有学生自评和互评组成。这样充分调动了学生的学习兴趣，让学生在游戏式的学习中发挥学习的主动性和自主性，提高了课堂教学效率。
通过这个活动学生不仅学会了机器人搭建的基本方法，而且通过学习网站了解了重心，平衡性等涉及科学和物理的一些知识，达到了多学科整合的目的。在动手动脑过程中，在网站中分享知识交流经验的过程中，学生提高了机器人搭建的技能，享受了分享知识的快乐，培养了创新的意识，养成了分工合作的习惯，增强了团队的凝聚力。
（三）及时适当的指导和评价
在学生完成任务的过程中，因为空间的限制，比如教室较大无法同时回答相隔较远的几个同学的问题导致无法及时的对学生进行指导，这在一定程度上打击了学生的积极性和自信心。为了让教师可以到及时、准确的指导学生，我专门在学习网站中设计了留言板，教师和学生可以在留言板中进行交流，引导学生解决问题。这样，教师可以同时和多个学生交流，一个学生提出的问题其他学生看到也可以思考并且提出自己的解决办法，有效的拓宽了学生的思路，增强了学生的学习交流能力，增强了团队精神。
“教学评价”是教学活动中不可或缺的重要组成部分，适时适当的对学生进行鼓励，给学生提出建议，对培养学生的创新意识和团队精神具有积极的作用。但是，很多教师都是在学生完成任务后才进行一次性的评价。对于教学评价体系，我认为应注重鼓励学生在活动过程中的合作和交流，增强学生的集体荣誉感和责任心，尽可能的看到每一个团队和每一个人的闪光点。在留言板与学生进行交流时就可以毫不吝啬的对学生进行鼓励和评价。

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对于学生作品的评价，我更赞成运用学生自评、小组互评的方法，将课堂的主动权交给学生，让学生进行自评、互评，在评价的同时收获更多知识。为此，我特别在网站中设计了学生评价系统并制定评价标准，以便学生有章可循。
小组互评问卷如下：
1、这个机器人有什么优点？
2、这个机器人比起我们小组做的哪个更好？
3、这个机器人还有哪些可以改进的地方？
自评问卷如下：
1、我学会今天老师所教的知识了吗？
2、今天的小组合作我主动参与了吗？
3、今天我为小组贡献了几个点子？
4、我有帮助其他同学完成我份外的工作吗？
5、我对今天自己的表现满意吗？
通过自评和互评，学生的创新精神和团队精神得到培养和提高，教师可以在学生评价后再进行总评，如设立本节课的最佳合作团队、最具创意团队等。
四、我的几点思考
（一）教师在小组学习时进行适时调控
教师是课堂的组织者和管理者，教师对小组学习的调控，直接影响着合作学习的质量。学生在学习时，教师绝不能袖手旁观或置身事外，要参与到小组活动中，进行督促、指导。这里学习网站就起到了至关重要的作用。学生可以在留言板中向老师发问也可以在留言板中帮助老师解决其他同学提出的问题。教师还可以用这样的方法督促各组按时完成学习目标和任务，掌握好活动时间和任务的难易程度，减少不必要的时间浪费。指导学生抓住重点，将活动集中在重点问题的解决上，并根据实际情况进行及时的调整。
（二）合理安排学生学习时间
21世纪的世界需要的是一专多能的人才，如何将学生培养成一专多能的高素质人才，就从分配时间开始。
中国教育发展到今天已经进入素质教育的时代，但素质教育不是“兴趣班”，我们不能像应试教育那样专功要考试的科目，也不能让学生有“感兴趣的东西就学，没兴趣的东西就不学”的思想，这也绝不是教育工作者想看到的，更违背了素质教育的宗旨。小学生正处在人生中学习的最好阶段，他们精力充沛，好奇心强，也正处于世界观、价值观、人生观的养成阶段，在机器人制作活动中教师应引导学生合理分配学习时间。
计算机网络不应该被一棒子打死的严令禁止，而应该是帮助学生学会合理的分配自己的时间，提高学习和工作的效率的良好工具。
五、网络教学促进小学机器人教育
总的来说，网络化教学对小学机器人教育是有促进作用的。
21世纪我们需要勤于动手敢于创新的人才；21世纪我们需要善于动脑和具有团队精神的人才。机器人制作活动为培养这样优秀的21世纪人才打下了基础，网络化教学更为机器人教育创造了一个开阔的平台。做为一名人民教师，我们应该充分利用这一平台，为学生创设网络交流，合作学习的机会，为学生创设展现自我的环境，通过网络对学生进行合理分组、精心设计、正确引导、充分评价，激发学生对科学探索的兴趣，培养学生的交际能力和大胆创新的精神。让学生在机器人制作活动的过程中，在网络学习的世界里感受团队合作的乐趣，养成“分享”、“合作”、“宽容”、“礼让”的优良品格。