注重親身體驗，發揚工匠精神

李萍

教學內容：

機器人系列之避障機器人

課前思考：

避障機器人屬于項目式學習的內容，項目學習不僅給學習者留出更多主動提問、自主學習和思考的時間，而且鼓勵嘗試自主探索的過程，應用已知的技能進行創造性的探索和設計。因此，本節課通過搭建避障小車，利用超聲波傳感器，學生自主進行避障小車程序的設計及改進，幫助小車找到出口。學生在進行本節課學習之前，已經有了比較充分的知識儲備和經驗基礎，應該能夠比較好地實現知識和方法的遷移及運用，在解決實際問題的過程中獨立地探索出方法。

課堂寫真：

活動一：大膽質疑——尋找最合適的傳感器

師：大家回想一下，平時媽媽在家里弓著腰掃地拖地長達一個小時，是不是特別累，而且還對身體有傷害呢？（是，媽媽非常辛苦，做完家務總是喊叫腰疼）沒錯，繁重的家務讓媽媽每天都很疲憊，還會占用大量的時間，同學們想一想，能不能通過大家的聰明才智發明并制作一個可以打掃衛生的吸塵機器人，它可以被遙控或者是按照既定路線行進？（學生熱情高漲）

師：播放掃地機器人的視頻，并引導學生思考：掃地機器人為什么總是能避開各種家具和物品呢？掃地機器人是怎么實現不重復打掃房間的呢？

生：它應該可以感應出前方的家具或物品，從而避開;通過編程可以提前為它設計好行進路線，這樣就不會重復打掃一個房間或者漏掉某一個房間了。這節課我們也來搭建一個避障小車，并通過Scratch來實現這些功能。

師：這是掃地機器人的內部構造（出示掃地機器人內部組成的圖片及名稱），大家把它們都認出來了，真了不起！那么實現這兩種功能的元器件的名稱是什么呢？哪位同學愿意上臺將它們指出來。

學生根據教師的提示信息，上講臺在大屏幕上指出紅外避障傳感器和超聲波傳感器，對傳感器有了一個初步的感受和判斷。并提出了疑問：這兩種傳感器使用起來有什么區別，哪種更好一些呢？

師：超聲波傳感器和紅外避障傳感器都可以感應前方的障礙物，但是由于紅外避障傳感器距離的限制，可見光中的紅外線也會對它有影響。紅外線傳輸距離遠，而且還對使用環境有相當高的要求，當遇上淺色或是深色的家居物品它無法反射回來，會造成機器與家居物品發生碰撞，時間一久，底部的家居物品會被它撞的斑斑點點，而超聲波傳感器采用仿生超聲波技術，類似鯨魚、蝙蝠采用聲波來偵測判斷家居物品及空間方位，靈敏度很高，因此超聲波傳感器是我們的最佳選擇。

找到了最為關鍵有用的元器件，學生馬上開始思考和嘗試怎么搭建避障小車，一陣短暫的安靜之后，開始了相互之間熱烈的討論與交流。這時我告訴孩子們可以分小組進行搭建了（學習小組已經分好并固定下來）。

活動二：放手嘗試——自主探究搭建小車

在學生以小組為單位充分表達自己的想法并動手搭建小車的同時，我也走進各個小組，參與到他們的設計和制作活動中，認真聽取他們的想法，并幫助他們解決一些問題。

師：半個小時過去了，我觀察到各個小組基本上都完成了小車的搭建。而且老師發現有一個小組表現得非常棒，他們完成之后，就集體坐端正了，他們用自己的坐姿告訴老師完成了任務，這點值得我們每一位同學學習。那么接下來每個小組派出代表給我們展示一下你們的避障小車。

學生有了小組交流的基礎，代表們爭先恐后的上臺展示自己小組的作品。

生1：我們的避障小車是一個高顏值的小車，在小車的前部是超聲波傳感器，用來偵測前方的物體，我們小車為了吸引大家的眼光，還給小車的上部增加了風火輪，等小車運行的時候，風火輪也可以隨之轉動，并發出耀眼的光芒。小車停止運行，風火輪也隨之停止，是不是很酷呀！

生2：我們組的小車雖然不夠酷炫，但老師剛才提到了有時候機器人會撞到家具上面，時間久了會把家具撞得斑斑點點，所以我們的避障小車前部還增加了一個小機關，那就是軟軟的硅膠墊，它很有彈性，而且不會對家具造成傷害，我認為我們的設計非常實用。

生3：我們組的小車現在看來就是很普通，它可以利用超聲波傳感器完美地避開障礙物并行進，但是我們組經過討論之后想增加一種功能，就是利用遙控器進行遠程遙控，這樣的話，不用我們起身觸碰也能控制它，這將十分方便，還能讓媽媽在沙發上多休息一會，不過我們組現在還無法增添這一項功能，只是一個設想。

最后，在肯定了各組學生代表不同的設計方案后，我又著意引導學生對這些個性化的創意進行簡單小結，體會這些創意各自的優勢。

課后解讀：

1.放手嘗試，注重給學生提供親身體驗的機會

機器人項目教學最基本的原則就是：絕對不能忽略親身體驗的重要性，不能越過親身體驗，直接灌輸現成的“答案”或“知識”。有人做過這樣一個形象的比喻：孩子的思維就像一條不見底的河，在實際教學中，當我們把探索嘗試的機會交給學生，就會激起他們內心深處與生俱來的、強烈的求知熱情和不可估量的發現能力。教學時，我根據本班創客孩子們已有的知識基礎和樂于獨立探索的實際特點，把“動手搭建避障小車”這樣一個富有挑戰性的任務直接拋給學生，熱情地鼓勵他們積極主動地思考，并與同伴充分自由地交流各自的想法。在傾聽與反思中相互啟發，取長補短，不斷碰撞出思維的火花，探索合適的創意和方法。

2.發揚工匠精神，讓機器人項目真正地服務于生活

工匠精神，是指工匠對自己的產品精雕細琢、精益求精的精神理念，體現了一種專業實踐的創新精神，反映了一種職業價值取向和行為表現。機器人及編程項目的核心精神就是工匠精神，這種精神的錘煉，一方面必須要創客們親自動手創造并磨練出品質，另一方面需要“創客們”熱愛自己所做之事并在實踐過程中追求卓越，工匠精神在實踐中形成、應用，是持之以恒、精益求精的精神品質，更是會影響一生的一絲不茍的事業態度。這些豐富多彩的教學活動就是在激發孩子們的工匠意識，讓孩子們知道機器人的創作并不僅僅是制作出一個炫目的作品，更重要的是可以真正地服務于生活，從而解決生活中遇到的一些困難和問題。

總之，在機器人及編程這樣綜合實踐活動的教學中，一定要處理好學生自主實踐與教師有效指導的關系。教師既不能“教”綜合實踐活動，也不能推卸指導的責任，而應當成為學生的組織者、參與者和促進者，教師的指導應貫穿于教學的全過程。