一枚零件引发的“风暴”

程佑寅

摘 要：中小学机器人课程的教学强调以学生为主体、在活动中开展学习。教师在进行机器人课程的教学时，可以以竞赛为抓手，让学生在备赛、参赛的过程中主动发现问题、积极思考、尝试操作，让学生在实践中收获知识与技能。

关键词：机器人课程; 竞赛辅导; 做中学

中图分类号：G434           文献标识码：A     文章编号：1006-3315（2019）10-010-001

一、案例背景

一年一度的机器人大赛如期而至，各个学校的机器人代表队都在摩拳擦掌，积极备赛。然而，不少参赛队都遇到了一个非常棘手的问题……

二、案例描述

1.小小零件阻碍备赛进程

集训第一天，所有学生都开始着手搭建机器人。根据以往的经验，学生只要仔细对照图纸，按照步骤即可搭建好。可是不一会儿就有一位学生急匆匆跑来告诉我说缺零件。我起初是以为这位学生粗心看错零件了，然而随后又有几位学生都来向我反映相同的问题。我对照着参考图仔细地检查了学生的机器人，发现确实缺少两根16格长度的零件。

“看来少了这一块零件还真是不行呀？”我面露无奈地问学生。

“那该怎么办呢？”学生们异口同声道。“我也不知道呀！”我把这个问题抛回给他们。

2.头脑风暴激发解决思路

见我也没有办法，学生们只好开动脑筋想办法。他们聚在一起，展开了一场激烈的头脑风暴。一位戴眼镜的女生小声提议：“我们可以去淘宝上看看，说不定能买到这个零件！”这时又有一位圆脸男生大声说道：“我的好朋友学校里有3D打印机，可以根据需要自己做零件，缺什么就打什么。”在座的其他同学都瞪大了眼睛，感觉不可思议。话音未落，一位高个子男生眯着眼说：“要不我们把结构改一改，看看能不能不用那个零件呢？”

我正欲开口，突然转念一想，“他们会接受我的想法么？为什么不让学生试一试自己的方法呢？”

于是，我给他们布置一份特殊的作业：请自己思考解决办法，并尝试着用自己的方法去解决问题。

3.二次风暴引出最佳方案

集训第二天，学生们早早地到了教室，激烈地交流着自己的方案。

只见那位提出“改造结构法”的高个子男生坐在凳子上不停地搓著手，面露怯色地说：“我昨晚试了好久，但是没有成功……”随后，那位提出“万能淘宝法”的女生兴奋地说：“我昨晚在淘宝上找了好久终于找到这个零件。”大家惊喜万分，似乎看到了希望。可是她话锋一转，沮丧地说道：“可是卖家在广州，要过好几天才能寄到南京，而且单独买零件价格也不便宜……”

最后，大家把目光投向了那位提出“3D打印法”的圆脸男生，他清了清喉咙大声说：“我的那位好兄弟答应帮我们打印零件！大概要个4、5天左右吧。而且据说他们学校3D打印出来的零件不是特别精准，搭建起来不是特别牢固，容易晃动……”

之后又有几位同学们交流了自己的方案，结果都不尽如人意。见到大家略有沮丧，我立即打趣道：“同学们的‘脑洞确实很大呀！我都没有想到这些方法！”学生们哈哈大笑。我的视线扫过每一位学生，随后说道：“我倒是有一个‘替换法，大家看看行不行？”

我对照着搭建图纸问道：“我们现在缺的这个零件的作用是什么？”大家陷入沉思，我提示道：“这个零件连接着两边的车架，它的作用是加强结构强度，稳定车身，其实只要有长度足够的零件就符合要求，不一定要和图纸上一模一样。”

4.举一反三收获独门秘籍

“哦！原来如此！”不少学生恍然大悟，“我们可以用几根稍短一点的零件，用铆钉拼凑起来，就能达到要求的16格长度！”

不少学生立刻转过身去忙碌起来。不一会儿就用其他零件拼接成好几种满足要求的长条零件：有的学生拼出了“10格+10格”组合，还有的学生拼出了“8格+12格”组合。各种组合不胜枚举，一时间整个机器人实验室热闹非凡。

随后，越来越多的学生们在其他同学的启发下都开始动手搭建。集训第三天，我惊喜地发现所有学生都在计划的时间内搭建好了机器人。甚至不少学生已经迫不及待地开始练习操控，他们一边练习一边讨论，似乎更多的“秘籍”正等待着他们去发掘……

三、案例反思

在这则机器人课程的教学案例中，我和学生共同经历了“发现问题”、“讨论方案”、“实践检验”、“迁移运用”、“解决问题”这五个教学环节。虽然最终我们达成了既定的教学目标，但是整个教学过程却并没有按照我的设想按部就班地进行。其中所有的环节都是由学生为主体积极参与的，而我只是作为教学的辅助者帮助学生形成自己的想法。可以说，本案例中的教学过程是动态生成的、是“活”的。我国著名教育家陈鹤琴先生曾提出“活教育”理论，即“做中学、做中教、做中求进步”的“活教育”方法论。结合此案例，让我对“活教育”有了更深的认识。

1.先说“做中学”

陈鹤琴先生认为“做”是学生学习的基础，在强调做的同时，还强调思维的作用。

首先应让学生“在做中发现问题”。本案例中学生遇到的问题是客观存在的，而并不是教师预设的教学情境，这样不会让学生觉得生硬突兀，也有助于学生主动思考解决方案。

其次，学生在好奇心和好胜心的驱使之下会想方设法解决问题，并通过“头脑风暴”提出了多种解决方案，随后亲身实践，去检验自己的方案是否可行。整个过程几乎都是学生自发自动的，学生成为学习实践的主体，此谓“在做中思考和检验”。

再次，“不愤不启，不悱不发”，此时教师的适当提点就像是知识的催化剂，能立刻在学生的脑海中引起连锁反应：让学生理解教师的思路，并运用发散性思维去举一反三，从而解决更多的问题——这体现着“做中发展思维”。

2.再说“做中教”

作为科技活动的指导教师，可以“有所为有所不为”。

“有所为”需要在学生遇到问题情绪低落时给予激励，让学生始终保持高昂的学习热情;同时也要在学生思维受阻时及时点拨，传授思维方法，维持学习信心。

“有所不为”即不要在学生开展思考之前就提出解决办法，要让学生深入思考后畅所欲言;也不要在学生提出自己的方案之后就立即给予肯定或否定。

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，我们要相信学生能够在“做”的过程中“动态生成”出真正属于自己的知识与技能，最终取得更大的进步。