培佳的乐高机器人教学
金贵泓
乐高积木有着70多年历史,为世界各地的人们所熟悉。LEGO积木和基于Lab View的机器人图形化编程G语言软件ROBOLAB的有效结合,造就了LEGO机器人。学生们以小组为单位,使用机器人套装,完成整个构思、设计和开发过程。他们就像真正的工程师一样,针对项目主题,进行研究、策划、设计、组装和测试。使用乐高积木、传感器、马达及齿轮等组件设计自己的机器人,并为机器人编写程序,让它们完成自己想让它们做的事情。在活动中,学生不仅可以学到有关机械、电子、计算机等技术知识,更可帮助他们培养良好的生活习惯、掌握技能、与人的沟通与合作、对他人的尊重、毅力与自信心的树立及时间的合理分配、利用等,为将来走上社会,面对新的挑战做好充分的准备。
乐高机器人能让所有年龄层次的学生在设计、搭建乐高模型的过程中,不断学习、不断想象,体会在玩中学、在做中学、团队协作的乐趣。
在日本和其他亚洲国家,有远见的父母已经认识到使用乐高教育工具向孩子教授未来所需要的重要技能方面的实用功能与价值。
解读中国中小学课程的改革,可以发现,它与乐高教育理念之间有着惊人的相融之处。有许多学校开始使用乐高教育工具来开展“智能课”、“综合创新”、“信息技术课”和“通用技术课”等,利用乐高教育工具进行潜能开发训练,寓教于做、寓教于乐,培养学生的创新精神,推进综合素质的培养。
在我们培佳,2002年底,我和周勇老师一起,开始组织学生训练,准备参加竞赛。本学年在继续抓好竞赛队的同时,开设了机器人班,为机器人作为课程普遍进入课堂作必要的准备。
在机器人的课堂教学中,老师不去说教,而是一个积极的“参与者”、“朋友”和“顾问”,一个引导者。开始只须简单地为学生介绍一下基本原理,老师就提供给学生一些开放性的挑战,结合现实生活,让学生各抒己见,寻求独特的解决方案。因为答案不是唯一的,学生可以自由想象,因此学生表现出很高的投入程度和兴趣。每个教学单元三节课,时间不算短,但学生都乐此不疲,多数学生都能保持高涨的学习热情,经常下课了还恋恋不舍,不愿离开。学生有时还会滔滔不绝地用他们刚学到的机械方面的大道理来解释一些现象,他们尝到了了成功的喜悦,这种成功情绪体验,会形成一种循环效益。激发出更高的学习热情和进一步地努力去动手动脑,去做出更多更好的机器人模型,获得更大的成功。让成功——兴趣——成功成为一条规律。
开展机器人的教学活动,困难也是不少的,主要是观念上的问题,现在还有许多人包括一些学生家长,还不了解机器人,担心参加机器人活动会影响孩子们的学习。我们积极参与竞赛活动,挑战极限,锻炼意志,积累经验,以改革创新精神、脚踏实地的工作和显赫的业绩,来证明机器人制作和竞赛对培养学生创新能力和提高综合素质的巨大影响和作用,来证明中小学中的机器人制作和竞赛活动就是未来科学家和工程师的摇篮。

孩子们设计的机器人从楼上把受灾群众救下来

机器人队的同学们
2003年4月,我们参加了第三届中国青少年电脑机器人竞赛上海选拔赛和18届英特尔上海市青少年科技创新大赛机器人创意设计,首战告捷,获得了1个一等奖、2个二等奖、2个三等奖的好成绩。7月29日,赴郑州参加第三届中国青少年电脑机器人大赛我校取得了创意项目——“救援机器人组”二等奖的好成绩,并被大会推荐参加第18届全国青少年科技创新大赛机器人创意设计优秀作品展示。2004年1月底,在南宁举行的第四届中国青少年电脑机器人竞赛上,我们又获得了小学组创意赛二等奖、小学组FLL赛二等奖、中学组常规赛三等奖。