中學(xué)機(jī)器人活動(dòng)模式研究

時(shí)間:2022-12-04 03:27:22

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中學(xué)機(jī)器人活動(dòng)模式研究

摘要:STEM教育注重學(xué)生四個(gè)方面的教育:一是科學(xué)素養(yǎng);二是技術(shù)素養(yǎng);三是工程素養(yǎng);四是數(shù)學(xué)素養(yǎng)。STEM教育是基于生活中發(fā)生的大多數(shù)問題需要應(yīng)用多種學(xué)科的知識(shí)來共同解決這樣一個(gè)現(xiàn)實(shí)。目前,機(jī)器人競賽活動(dòng)已經(jīng)深入到全國的中學(xué)校園,通過對(duì)機(jī)器人的鉆研和學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),并把所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到機(jī)器人的開發(fā)和實(shí)踐之中。本文旨在對(duì)中學(xué)機(jī)器人活動(dòng)模式進(jìn)行研究,基于STEM教育理念,以更好地促進(jìn)中學(xué)機(jī)器人活動(dòng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞:STEM教育;中學(xué)機(jī)器人活動(dòng);影響;策略

隨著時(shí)代教育的發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力已經(jīng)成為一個(gè)國家教育競爭力的決定性因素。中學(xué)機(jī)器人活動(dòng)模式要注重發(fā)掘?qū)W生的多項(xiàng)智能,教師要在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,在團(tuán)隊(duì)合作中養(yǎng)成獨(dú)立思考能力的習(xí)慣。

一、中學(xué)生機(jī)器人競賽對(duì)中學(xué)生綜合素質(zhì)發(fā)展的影響

機(jī)器人涉及到電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)以及人工智能等科學(xué)領(lǐng)域,直接面對(duì)的是科技前沿,加之機(jī)器人的應(yīng)用廣泛,通過開展機(jī)器人競賽可以有效提高中學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力,在實(shí)踐中加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的深入理解。中學(xué)生處于青春期,精力旺盛,喜歡新鮮事物,而機(jī)器人比賽可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣和動(dòng)力,并在實(shí)踐中活學(xué)活用。尤其是STEM教育中的科學(xué)素養(yǎng),意在于讓學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)(如物理、化學(xué)、生物科學(xué)和地球空間科學(xué))理解自然界并參與影響自然界。而數(shù)學(xué)素養(yǎng)是學(xué)生發(fā)現(xiàn)、表達(dá)、解釋和解決多種情境下的數(shù)學(xué)問題的能力。這些重要素質(zhì)都可以通過參與機(jī)器人比賽幫助學(xué)生得到提高,比單純地通過課堂考試檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況要科學(xué)有效得多。

二、基于STEM教育的中學(xué)機(jī)器人活動(dòng)開展策略

(一)注重機(jī)器人活動(dòng)模式的優(yōu)化。機(jī)器人比賽和活動(dòng)需要在不斷參與和認(rèn)識(shí)中,圍繞著機(jī)器人比賽的目的和形式,對(duì)機(jī)器人活動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化,保障中學(xué)生把主要精力都放在機(jī)器人的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新方面。比如我校開展的機(jī)器人競賽項(xiàng)目,就有RCJ機(jī)器人足球賽、RCJ機(jī)器人救援賽、FRC機(jī)器人工程挑賽、FLL機(jī)器人工程挑戰(zhàn)賽、機(jī)器人基本技能挑戰(zhàn)賽以及機(jī)器人智能搬運(yùn)比賽等,每一項(xiàng)機(jī)器人競賽項(xiàng)目對(duì)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、技術(shù)素養(yǎng)、工程素養(yǎng)和數(shù)學(xué)素養(yǎng)都有不同的要求,需要學(xué)生根據(jù)自己的專長設(shè)計(jì)制作自己的機(jī)器人去參加感興趣的機(jī)器人競賽,而不能眼高手低,對(duì)什么都感興趣,那樣學(xué)生既浪費(fèi)了很多精力,科學(xué)素養(yǎng)等方面的能力也得不到有效的開發(fā)。(二)注重機(jī)器人活動(dòng)模式的分工。機(jī)器人活動(dòng)不可能依靠一個(gè)人獨(dú)立完成,而是大家必須在基于STEM教育的中學(xué)機(jī)器人活動(dòng)模式研究曾繁均(廣東省深圳市深圳實(shí)驗(yàn)學(xué)校518028)一起集思廣益,對(duì)機(jī)器人活動(dòng)的整個(gè)流程既要心中有數(shù),也要注意分工。教師要保障每位學(xué)生既能深入?yún)⑴c到機(jī)器人活動(dòng)之中,也能夠讓每位學(xué)生發(fā)揮智能的專長。有的學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)比較好,可以在機(jī)器人的設(shè)計(jì)上發(fā)揮自己的優(yōu)勢;有的學(xué)生動(dòng)手操作能力比較強(qiáng),就可以在機(jī)器人的組裝和調(diào)試等方面充分發(fā)揮自己;有的學(xué)生獨(dú)立思考能力比較優(yōu)秀,解決問題的能力比較強(qiáng),那么就可以在交流和探討中把自己的認(rèn)識(shí)和理解應(yīng)用在解決各種問題之中。教師通過分工,機(jī)器人活動(dòng)才能得到高效開展,也使學(xué)生在比賽中取得好成績。(三)注重機(jī)器人活動(dòng)模式的練習(xí)。機(jī)器人活動(dòng)和比賽考驗(yàn)的是學(xué)生的綜合科學(xué)智力,需要學(xué)生和教師付出大量的精力去鉆研和實(shí)踐,難度可想而知。因此在學(xué)習(xí)開發(fā)機(jī)器人的過程中,就需要教師和學(xué)生深入理解機(jī)器人的各種理論,在此基礎(chǔ)上多加練習(xí),只有在反復(fù)試驗(yàn)和練習(xí)中,學(xué)生的機(jī)器人素養(yǎng)才能得到有效的提高。在練習(xí)中,通過模擬實(shí)際的機(jī)器人比賽形式,提高學(xué)生的信心和應(yīng)戰(zhàn)能力。深圳有很多機(jī)器人公司,無論是在機(jī)器人設(shè)計(jì)還是機(jī)器人比賽中都有很多值得中學(xué)生去學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)。這些經(jīng)驗(yàn),學(xué)生可以通過觀看視頻講座或者去公司現(xiàn)場觀摩,增強(qiáng)自身的機(jī)器人素養(yǎng),并在練習(xí)中逐步提高認(rèn)知,建立對(duì)機(jī)器人的整體感知。比如“會(huì)開口微笑的機(jī)器人”“會(huì)做早操的機(jī)器人”“會(huì)寫作業(yè)的機(jī)器人”“會(huì)炒菜的機(jī)器人”等,雖然只是一些簡單的動(dòng)作,但是包含著很多科學(xué)知識(shí),凝結(jié)著研究者很多的耐心和智慧。尤其是在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)上,學(xué)生對(duì)一個(gè)知識(shí)點(diǎn)理解不到位,就可能無法完成這些貌似簡單實(shí)則復(fù)雜的動(dòng)作。而只有在不斷地模擬練習(xí)中,學(xué)生才會(huì)一步一步靠近這些目標(biāo),并在實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的同時(shí),不斷提高參加機(jī)器人比賽的興趣,從而使機(jī)器人活動(dòng)成為學(xué)生綜合能力的反映。

隨著機(jī)器人活動(dòng)在中學(xué)校園的常態(tài)化發(fā)展,機(jī)器人比賽在培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)等方面的作用一定會(huì)得到越來越多人的認(rèn)可。中學(xué)機(jī)器人活動(dòng)模式需要教師本著以人為本的教學(xué)理念,深入鉆研STEM教育的內(nèi)涵和價(jià)值,不斷推進(jìn)和加強(qiáng)STEM教育在機(jī)器人活動(dòng)和比賽中的指導(dǎo)意義,拓展視野,把科學(xué)知識(shí)和科技應(yīng)用結(jié)合起來,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)、報(bào)效科學(xué)、獻(xiàn)身科學(xué)的精神和志向。

參考文獻(xiàn):

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作者:曾繁均 單位:廣東省深圳市深圳實(shí)驗(yàn)學(xué)校