高中机器人活动中合作学习的策略研究

陈浩然

摘要：高中机器人活动以培养学生合作意识、合作能力为主要目标之一，其教学特点决定了适合采用合作学习这种新型的学习方式。因此，本文将探索合作学习在高中机器人活动中的具体实施策略，以期为学校开展相关活动提供一些有益的参考。

关键词：合作学习；机器人；高中机器人教学

中图分类号：G434 文献标识码：A 论文编号：1674-2117（2016）10-0108-04

在新课程理念的倡导下，我国机器人教学在高中学校发展得很迅速，若能够将合作学习应用于中小学机器人活动中，那么这对推广机器人教育必定会产生积极作用。以下是笔者经过多年的实践探索归纳出的高中机器人活动中合作学习的具体策略。

高中机器人活动中合作学习的准备策略

1.设计合作学习环境

机器人课程是一门实践性很强的学科，学生在学习过程中需要运用到许多机器人硬件及相应的工具，此外，还要通过计算机中的特定软件将设计好的程序载入机器人中。因此，机器人课程的学习环境与普通课程存在一定的差异。当组装成功，并将程序下载进机器人之后，学生还要对成果进行试验，需将机器人拿到试验场地测试，有时教师还需要将学生组织在一起就某问题进行讲解。因此，学生的操作台与试验场地、教师的讲台之间存在着一定的关系。

结合合作学习的特点——以小组为中心，笔者设计了机器人课程的合作学习环境设计图（如图1）。试验场地的位置要方便各个小组活动，因此将其置于中间，各个小组的操作台分布在场地周围，以缩短它们之间的距离。操作台是每个小组的活动中心，均匀散布在教室四周，每个操作台上放置一台计算机和相应的工具，计算机中装有与机器人硬件相配套的程序软件。机器人教学中教师的讲解少但很有必要，有时需要学生进行PPT演示，所以讲台是必不可少的。将讲台定位于教室中间，比较贴近学生，既有利于教师了解学生动态，又不会影响正常教学。

2.建立合作学习小组

合作学习小组以3～5人为宜，人越少，每个人参与讨论交流的机会就越多。很多研究表明，男生的动手能力普遍高于女生，因此分组时，每个小组至少要有一名男生。不少学生在初中阶段都或多或少地参加过机器人兴趣班，而组长作为一个小组的领导核心，要统筹规划小组内部的学习活动，对机器人的整个操作过程要有一定的认知度，所以组长要由有机器人学习经验和基础的学生担任。其余组员根据兴趣、家庭背景等不同要素来划分，充分体现了“组间同质，组内异质”的分组原则。

笔者认为，机器人课程中每三人一组最为适宜，也可根据班级总人数适当调整，但每组不要超过四人。动手能力较好的学生负责组装机器人，逻辑思维能力较强的学生负责编写程序，分析能力较强的学生负责观察机器人的运行情况并将结果反馈给其他同伴。这并不意味着每个人单独行动，而是在相互交流合作的前提下，让某方面比较突出的学生能够发挥自己的长处。

3.合作学习前的准备活动

各小组初建时成员都是高一新生，相互之间较陌生，因此，教师不仅要让学生快速地互相熟悉起来，融入自己的小组，还要培养小组成员的合作意识和合作技能。

开展主题班会、社会调查、游戏等可以促进学生之间的相互了解。例如，开展有关“机器人的现在与未来”的主题活动，要求每个小组通过上网搜索、阅读相关书籍等方式查找相关资料，探究有关主题的内容。然后，小组整理调查的资料，由组内的电脑高手制作出PPT，由组长或演讲能力较好的组员在班会课上做汇报。这是进行正式的合作学习之前的一个活动，目的是增进组员之间的了解，在相互探究学习的同时能够掌握一定的合作技能，为接下来正式的合作学习做准备。

高中机器人活动中合作学习的实施策略

1.确立明确的教学目标

在合作学习中，教学目标包括合作学习目标和学术目标，合作学习目标是指学生通过合作学习能够获得的合作技能技巧，学术目标是指学生通过学习能够获得的知识内容。因此，在确立教学目标时，可以把合作学习目标归为情感态度与价值观这一维度，学术目标则属于知识与技能维度。

每堂机器人课的流程如图2所示，教师作为课堂教学的主导者，要确定好每一堂课的教学目标，让学生提前做好目标规划，以便于开展系列的合作学习活动。例如，一堂学习程序“变量”的机器人课，可以从这三个维度定位教学目标：①学会正确使用软件中的“变量”工具；②通过场地试验，发现“变量”工具的使用特点；③在小组合作中提高语言表达能力，能够交流互助，互相评价。

2.选择适宜的合作学习内容

合作学习是一种被广泛研究并应用于教育教学中的学习模式，但不是所有的教学内容都适合采用合作学习，合作学习的内容应具备开放性、实践性和适宜的难度。机器人课程的开放性与实践性较强，但也有部分内容不适宜合作学习。例如，在前期学习机器人各部分的硬件配件、软件使用等内容时，需要以教师的讲授为主，合作学习为辅。通过教师的讲授，学生才能够较清晰地获得较为专业的机器人知识，为后期学习做好铺垫。

在合作学习中，小组的每一个成员都要积极参与活动，与组员交流探讨。合作学习的内容要适宜学生之间的相互讨论、交流，如有关机器人的历史知识或未来发展这部分内容，较适合学生进行合作学习，就可以让各小组分工合作，查找相关资料，最后汇报成果。

3.引导学生开展合作学习活动

在上课之前，教师要做好相应的教学设计，如任务该如何导入，学生在任务的驱动下如何开展合作学习等，这些都应该在教学设计中得到充分的体现。引导的过程在于鼓励学生发现问题、思考问题，使学生能够带着问题进入合作学习活动。在机器人课程中，教师要将相关的学习内容通过各种方式展示给学生，使学生在上课伊始就能有学习的热情，以利于展开合作学习。

一般来说，合作学习的内容以任务为主要形式呈现，但是呈现的方式可以有多种。教师可以引导，学生和学生之间也可以相互引导；可以直观地出示任务，也可以让学生表演小品或呈现机器人成品。呈现方式越丰富生动，越有利于调动学生的积极性。

4.指导合作学习过程

学生在掌握了机器人的基础知识之后，就开始了真正的合作学习。此时教师作为一名旁观者、指导者和协助者，并不完全参与学生的学习活动，而是要做适当的点拨。在进行合作学习时，教师要时刻关注班级中每个小组的活动，甚至是每位学生的活动。当看到有学生无所事事，在做与合作学习无关的活动时，要及时制止，同时要提醒小组中的监督者注意自己的职责。当有些小组提前完成任务时，教师可以提出拓展性目标，鼓励小组向更有挑战性的任务前进。当发现大部分小组的合作学习偏离了教学目标时，教师要暂停此时的合作学习，组织讲授学习，在各小组明白任务的前提下，再次开展合作学习，若偏离目标的只是个别小组，则教师可以针对这几个小组组织讲授，而不影响其他小组的学习。

教师要时刻关注每个小组的活动动态，可以每隔五分钟做一次记录。当发现某个小组出现争论，或者没有达到预期的教学目标而降低了学习效率时，教师要指导各组员学会自我反省，分析出现争论的原因，同小组共同探讨解决的措施，制定出合理的计划。教师要教给学生解决冲突的技能：①讨论要立足于自己的观点，不能针对个人，要对事不对人；②通过换位思考，理解他人的想法。在下次进行合作学习时，教师要特别关注他们，观察他们的合作学习情况是否有所进步。

课堂教学是一个动态的过程，教师作为主导者要时刻把握学生的学习情况，使每个小组都在正确学习的轨道上前行，这样才能使合作学习变得更有效率。

高中机器人活动中合作学习的评价策略

在机器人活动中，学生在合作的前提下可以制作出一定的作品或其他形式的成果，教师和学生可以对成果进行评价，并以学习小组为单位，对小组进行排名积分。机器人课程的评价体系可分为教师评价和小组评价。

1.教师评价，以旁观者的角度观察每位学生

学生在进行合作学习的过程中，教师要走进学生，倾听每位学生的想法，观察每位学生的实践操作。例如，在上课后十分钟内，每个小组是否都已组建好本堂课所用的机器人；十五分钟后，观察每个小组是否已经进入程序设计阶段；二十五分钟后，观察每个小组是否已经进入调试机器人阶段，并在不断改进。教师不仅要观察小组的整体工作情况，还要观察每个成员的参与度、积极性等，在观察时应及时将情况填写在记录上。对于表现较好的小组，可以给予小红花等适当的奖励。

2.小组评价，从参与者的角度评价自身

机器人课堂中，小组多，学生多，教师往往不能顾及所有的学生，而且教师观察到的只是某个阶段小组的表现。因此，参与者自身的评价显得尤为重要。这就要求小组进行自我评价，小组评价包括个人自评、小组自评和小组互评三个方面。

（1）个人自评

个人自评要求学生对自己在机器人课中的表现做自我评价，在下课前十分钟左右时间里，学生首先对自己进行自我评价，清晰意识到自己在团队中的作用及扮演的角色，充分认识到自己在某方面的不足，并进行反思，在课后可以寻求教师或者组长的帮助，共同探讨改进的意见，争取下堂课能够更上一层楼。个人的自我评价表如下页表1所示。

（2）小组自评

合作学习以小组为基本活动单位，小组的表现关系着该小组所有成员的最终成绩。在学生个人完成自我评价后，各小组进行小组的自我评价。小组评价是小组成员的自我反思过程，是进一步培养团队精神、合作能力的机会。小组评价的量表如下页表2所示。

（3）小组互评

小组的自我评价难免会带来主观性，而小组之间存在着竞争关系，相互之间的评价会更加严格。在每堂课的成果展示环节，可以开展小组互评活动，每个小组派一名组员对其他小组的成果进行评价，组员之间轮流担任评委，每节课每个小组的评委都不相同，评价时要完成的内容如表3所示。为了使评价更为公正，对每组的分数去掉一个最高分和一个最低分，然后取平均分作为该小组的最终得分。

总结

合作学习能够培养学生的合作意识和团队精神。以合作学习的形式促进师生交流、生生交流，能提高学生的沟通与合作能力，锻炼学生的语言表达能力，并能够树立健康正确的人生观、集体观和价值观，增强学生学习的自信心。

合作学习在一定程度上促进了教学模式的改变，在新的教学模式中，学生的主体地位得到实现，学生从被动学习变为主动学习、主动探索，提高了学习的兴趣，教师能够全方面地顾及班级中的每位学生，并在机器人的教学活动中发现应用合作学习模式存在的现实问题。

由于笔者水平有限，本研究尚存在一些不足之处：首先，实践研究不够，总结出的策略的可操作性不够强，有待继续验证。其次，在开展合作学习过程中，没有运用一些具体的合作学习方法，这方面有待完善。

参考文献：

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