每年舉行機器人課程展示活動,是北京二中開設機器人必修課程后的“固定動作”。展示活動既是機器人項目研究成果的一次展示,也是對課程學習效果的評價。
此前一次活動的主題是“機器人舞蹈”,以往的展示活動男生參與較多,但“機器人舞蹈”這個主題讓女生也產生了濃厚的興趣。主題發布后,各班學生積極準備,我在指導學生時發現,有一個班的學生在確定機器人結構上發生了激烈的爭論,各執己見,互不妥協。
“大輪子可以保證機器人的穩定性。”
“小輪子可以讓機器人更美觀,我們不同意用大輪子!”
……
原來,在接到任務后,班里的男生與女生便做好了分工,男生負責搭建機器人的結構,女生負責編排機器人的舞蹈動作。在調試過程中,男生希望將機器人的輪子做大,保證機器人的穩定性,女生則希望將機器人的輪子做小,將車輪藏在機器人服裝道具下面,保持美觀。對機器人外形設計意見的不統一,使他們之間產生了矛盾。
從各自的角度看,雙方似乎都有道理,我便組織學生展開討論。我首先告訴學生,要想機器人能夠有好的展示效果,就要把機器人當作一個整體來看,不能只關注機器人的一部分。無論是結構還是外形,都是機器人的一部分,要從宏觀的角度思考問題。然后進一步引導學生思考,既然性能和外觀都非常重要,也都是影響機器人展示效果的重要因素,是否有一種結構能產生“變徑”的效果呢?在機器人移動過程中,輪子變大保持穩定,在機器人進行動作表演時,輪子變小保持美觀?
得到改進的方向和建議后,學生上網查閱資料。在了解可變徑車輪的特點后,學生選擇了一款以剪叉機構為主的變徑車輪。由于這種變徑車輪具有可以伸縮的特點,也就解決了學生之間的矛盾。
最終,機器人很好地完成了舞蹈展示任務。但這件事卻讓我陷入深思:學生解決問題時用到的剪叉機構方案其實在生活中很常見,伸縮門就是一種典型的應用。但學生并沒有在發現問題的第一時間想到剪叉機構,而是經過一段時間的討論、查找資料后才發現這是一種能夠幫助他們實現變徑功能的設計。
其實,出現這種現象的原因,首先是學生對日常生活的觀察不足。教師要引導學生觀察、發現知識與生活的結合點,這樣能夠幫助學生更好地理解知識。其次,教師還需要在課程實施中為學生提供更多的機會進行知識遷移。比如在“機械手臂抓取實驗”一課中,延伸手臂長度時就用到了類似結構,只是抓取實驗為X軸方向的伸縮。如果學生的遷移能力足夠強,或者教師在課程實施中多為學生提供進行知識遷移的機會,學生或許可以很快解決問題。
以展示活動為載體進行課程評價,將課程評價延伸到課堂之外;在設計、制作、調試機器人的過程中,發現課程設計存在的問題,適當進行調整;嘗試過程性與結果性相統一的評價,在課程實施后關注學生的能力、素養是否有所提高……這是“機器人舞蹈”展示活動中學生教給我的教學技能。生亦師,師亦生,這也是值得每個從教者習得的智慧。
(作者單位系北京市第二中學)
《中國教師報》2019年06月19日第7版
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