2019年06月19日 星期三
课程故事
大轮小轮之争
高 凯

    每年举行机器人课程展示活动,是北京二中开设机器人必修课程后的“固定动作”。展示活动既是机器人项目研究成果的一次展示,也是对课程学习效果的评价。

    此前一次活动的主题是“机器人舞蹈”,以往的展示活动男生参与较多,但“机器人舞蹈”这个主题让女生也产生了浓厚的兴趣。主题发布后,各班学生积极准备,我在指导学生时发现,有一个班的学生在确定机器人结构上发生了激烈的争论,各执己见,互不妥协。

    “大轮子可以保证机器人的稳定性。”

    “小轮子可以让机器人更美观,我们不同意用大轮子!”

    ……

    原来,在接到任务后,班里的男生与女生便做好了分工,男生负责搭建机器人的结构,女生负责编排机器人的舞蹈动作。在调试过程中,男生希望将机器人的轮子做大,保证机器人的稳定性,女生则希望将机器人的轮子做小,将车轮藏在机器人服装道具下面,保持美观。对机器人外形设计意见的不统一,使他们之间产生了矛盾。

    从各自的角度看,双方似乎都有道理,我便组织学生展开讨论。我首先告诉学生,要想机器人能够有好的展示效果,就要把机器人当作一个整体来看,不能只关注机器人的一部分。无论是结构还是外形,都是机器人的一部分,要从宏观的角度思考问题。然后进一步引导学生思考,既然性能和外观都非常重要,也都是影响机器人展示效果的重要因素,是否有一种结构能产生“变径”的效果呢?在机器人移动过程中,轮子变大保持稳定,在机器人进行动作表演时,轮子变小保持美观?

    得到改进的方向和建议后,学生上网查阅资料。在了解可变径车轮的特点后,学生选择了一款以剪叉机构为主的变径车轮。由于这种变径车轮具有可以伸缩的特点,也就解决了学生之间的矛盾。

    最终,机器人很好地完成了舞蹈展示任务。但这件事却让我陷入深思:学生解决问题时用到的剪叉机构方案其实在生活中很常见,伸缩门就是一种典型的应用。但学生并没有在发现问题的第一时间想到剪叉机构,而是经过一段时间的讨论、查找资料后才发现这是一种能够帮助他们实现变径功能的设计。

    其实,出现这种现象的原因,首先是学生对日常生活的观察不足。教师要引导学生观察、发现知识与生活的结合点,这样能够帮助学生更好地理解知识。其次,教师还需要在课程实施中为学生提供更多的机会进行知识迁移。比如在“机械手臂抓取实验”一课中,延伸手臂长度时就用到了类似结构,只是抓取实验为X轴方向的伸缩。如果学生的迁移能力足够强,或者教师在课程实施中多为学生提供进行知识迁移的机会,学生或许可以很快解决问题。

    以展示活动为载体进行课程评价,将课程评价延伸到课堂之外;在设计、制作、调试机器人的过程中,发现课程设计存在的问题,适当进行调整;尝试过程性与结果性相统一的评价,在课程实施后关注学生的能力、素养是否有所提高……这是“机器人舞蹈”展示活动中学生教给我的教学技能。生亦师,师亦生,这也是值得每个从教者习得的智慧。

    (作者单位系北京市第二中学)

中国教师报