借助微課例探尋高效課堂之道

1、借助微課例探尋高效課堂之道 以機器人走迷宮為例 摘要：讓機器人教育走進學校，并將其融入課堂是促進機器人教學的有效途徑之一。研究分析了當前我國中小學機器人教育起步較晚，近幾年只有個別學校將機器人引入中小學課堂，亟待尋求一種適合中小學機器人教學的教學模式。本文結合機器人教學實操性強的特點，構建了以“微課”和自主學習為教學載體的“微課導學”教學模式，探索翻轉(zhuǎn)課堂模式在機器人教學中的應用策略。關鍵詞：機器人教學 微課 翻轉(zhuǎn)課堂一、問題的提出在“微時代”、移動學習、在線教育等新技術環(huán)境下，“微課”逐步熱遍了全國，2011年，胡鐵生提出了“微課”的概念。在微課迅猛發(fā)展的同時，機器人教育作為中小學科技教育的

2、一種重要形式，近十年來已逐漸步入中小學校園，機器人教學主題有趣，更重要的是其具有極大的開放性，從通過機器人教育活動的搭建到項目方案的解決，能激發(fā)學生充分的發(fā)揮想象力、創(chuàng)造力，有利于培養(yǎng)學生的開放性思維和能力、團結協(xié)作能力和科學探究能力素養(yǎng)。但是，目前機器人教學的應用與普及還存在諸多問題：如師資的缺乏，機器人課程難于全面展開。缺少成熟的機器人教材體系，教材內(nèi)容主要來自廠商的產(chǎn)品說明書，隨意性太大。教學形式單一，目前中學機器人教學開展主要以課外小組的形式為主，面向的對象有限，缺乏普及性，活動時間也無法保障，不能常態(tài)化、長期化。國內(nèi)機器人教學的教學現(xiàn)狀以競賽為主等等。因此筆者結合開展機器人教學的經(jīng)驗

3、，對基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式進行了實踐和探索。二、翻轉(zhuǎn)課堂應用在機器人教學中的意義現(xiàn)階段國內(nèi)正掀起一股“微課”研究熱潮。依托現(xiàn)代教育手段，把微課引入到機器人教學中對機器人教育工作者也是一種新的嘗試與挑戰(zhàn)。王同聚提出：“微課”的出現(xiàn)，將點燃機器人普及的導火索，能為中小學機器人教學提供一種較好的解決方案，能切實解決目前機器人教學資源欠缺、教育性不足等一系列問題。把“微課”引人到中小學智能機器人課堂教學中，將會為機器人教育走進中小學課堂開啟創(chuàng)新之門，探索微課資源的制作、微課資源庫建設和“微課導學”應用模式的研究，對于移動學習時代的中小學機器人教學研究具有極為重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實價值。筆者根據(jù)學生的

4、特點，針對機器人程序教學方面的內(nèi)容制作了一系列的微課教學資源，在課程教學中進行了具體應用。在機器人小學競賽班的機器人教學中嘗試利用翻轉(zhuǎn)課堂教學模式以微課為載體進行課堂教學，取得一些成效。三、在機器人教學中微課資源庫的構建與管理微課資源庫的構建、運行和管理需要有一個功能完善的網(wǎng)絡管理平臺來支撐，根據(jù)當?shù)氐臈l件可以選擇不同的模式來構建微課的網(wǎng)絡管理平臺。有條件地區(qū)可以建一個大型的網(wǎng)絡管理平臺，如江蘇省是依托江蘇公共服務云平臺，把所有的微課視頻資源、教學設計、教學課程和教育反思等內(nèi)容全部放在名優(yōu)教師工作站微課資源網(wǎng)絡管理平臺上運行和管理，該系統(tǒng)實現(xiàn)一站式登錄，教師依據(jù)用戶權限可以上傳、管理微課視頻資

5、源和其它教學資源，并根據(jù)需要對其進行有效的分類、組織和管理，使用者可以快捷有效地檢索到想要的微課資源，同時該平臺支持跨平臺運行，方便老師和學生使用電腦或各種移動終端設備在線使用微課資源。但對于網(wǎng)絡基礎設施不夠完備的地區(qū)，可以建設一個簡單的網(wǎng)站，再借用其它免費視頻網(wǎng)站來管理和運行微課資源。即只要有一臺可以連接外網(wǎng)的電腦作為服務器，制作一個簡單的網(wǎng)絡資源管理平臺，該平臺只放置容量較小的教學設計、教學課件、教學評價和教學反思等信息；而容量較大的微課視頻制作好后只需要上傳到常用的優(yōu)酷網(wǎng)、土豆網(wǎng)、百度視頻等視頻網(wǎng)站上即可，這些視頻網(wǎng)站都是可以免費存放視頻資源，利用電腦和智能手機等移動設備都可以順暢地播放

6、，所以在自己的服務器上只需要制作一個網(wǎng)站放置微課的列表，用超級鏈接連到已上傳視頻網(wǎng)上該視頻的網(wǎng)址，在本地網(wǎng)站上點播時就可以轉(zhuǎn)到相應的視頻網(wǎng)上進行下載和播放，從而間接地解決海量微課視頻存放難的問題。四、基于翻轉(zhuǎn)課堂的機器人教學1. 基于翻轉(zhuǎn)課堂的機器人教學策略翻轉(zhuǎn)課堂在機器人教學中的實現(xiàn)，需要教師事先制作好機器人教學課件，任課老師在備課時對教材處理并對其進行加工后上傳到網(wǎng)絡，學生可以在課前利用互聯(lián)網(wǎng)獲取優(yōu)質(zhì)的教學資源來完成知識的傳遞過程，而將正式的課堂變成師生之間互動的場所。這種教學模式是以互聯(lián)網(wǎng)的普及和計算機技術在教育領域的廣泛應用為基礎的，它消減了客觀條件對學習者學習效果的影響，打破了傳統(tǒng)教

7、學方式對學習時間和空間的限制，能把所有有價值的學習資料隨時隨地提供給學習者，真正使教育走向了一個充滿信息流通的開放環(huán)境。翻轉(zhuǎn)課堂增加了師生的互動：傳統(tǒng)課堂是由教師統(tǒng)一講授教學內(nèi)容，學生不能根據(jù)自己的興趣與習慣選擇自己喜歡的教學方式與內(nèi)容，教師也很難改變他們的教學習慣以滿足所有的學生，這種傳統(tǒng)教學方法容易造成教師教和學生學不匹配，課堂對學生的吸引力降低，最終導致學生學習效果不理想。在翻轉(zhuǎn)課堂中，由于學生可以在課前通過觀看教學課件的形式完成知識的傳授過程，在課堂上，教師就可以有更多的時間與學生進行互動，參與學生的學習小組討論，根據(jù)具體情況了解并回答學生在學習過程中遇到的問題，必要的時候可以將遇到相

8、同問題的同學組織到一起成立輔導小組或舉行小型講座答疑解難。采用翻轉(zhuǎn)課堂的機器人教師的角色從傳統(tǒng)的知識傳授者，轉(zhuǎn)變成了學習的促進者和指導者。翻轉(zhuǎn)課堂以學生為中心，充分調(diào)動學生之間的合作：翻轉(zhuǎn)課堂營造了學生主動學習的學習環(huán)境，利用機器人教學課件將學習內(nèi)容永久保存后，學生可以根據(jù)自身的實際情況自由安排學習時間和學習地點，學習的過程可以安排在一種輕松的氛圍中進行，不必擔心課堂上由于自己分心或者生病、參加課外活動等原因而錯過老師講解的內(nèi)容，并且在觀看教學課件的過程中，隨時可以根據(jù)自己對講授內(nèi)容的接受程度來重復教學課件內(nèi)容或調(diào)節(jié)教學節(jié)奏。 對自己感到困惑的地方可以先記下來，到課堂上與同學和老師共同討論，這

9、種方式使學生從需要在傳統(tǒng)課堂上被動地聽教師講課的接受者， 轉(zhuǎn)變成可以主動地提出問題并與他人共同解決問題的研究者。學生在必要的時候能夠得到老師的個別指導，真正做到了個性化教育。同時，翻轉(zhuǎn)課堂也是一種需要學生高度參與的課堂，通過留給學生更多的課堂機器人探究活動時間，使學生可以針對學習內(nèi)容進行反復交流討論，以達到擴展和加深對機器人的理解與認識的目的。翻轉(zhuǎn)課堂可以增加學生的交互合作，讓學生在合作中完成學習任務，學生可以通過組成協(xié)作學習小組來相互幫助、相互學習、相互借鑒，培養(yǎng)他們的互助合作精神。2. 傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂的要素分析機器人教學中翻轉(zhuǎn)課堂教學模式與傳統(tǒng)教學模式相比也有較大的區(qū)別，在兩種教學模式

10、中教師和學生的角色定位、教學形式、課堂內(nèi)容、技術應用和評價方式如表所示。表：機器人教學中傳統(tǒng)課堂與翻轉(zhuǎn)課堂要素對比對比內(nèi)容傳統(tǒng)課堂翻轉(zhuǎn)課堂教師知識傳授者、課堂管理者學習指導者、促進者學生機器人知識被動接受者機器人知識主動研究者教學形式課堂講解機器人知識、課后作業(yè)課前學習以及課堂探究機器人課堂內(nèi)容機器人知識講解和機器人知識傳授機器人問題探究技術應用機器人教學內(nèi)容展示自主學習、交流反思、合作評價方式傳統(tǒng)紙質(zhì)測試多角度、多方式3. 教學案例分析將翻轉(zhuǎn)課堂融入機器人教學是一種新的嘗試，本文結合機器人走迷宮課程案例來展示新的教學模式在項目式教學中的應用。機器人走迷宮課程實踐性較強，包含基礎理論較多，涉及

11、知識面較廣，理論內(nèi)容講起來通常枯燥單調(diào)，所以為提高學生學習興趣、增加學生參與實踐的機會，實現(xiàn)學生“做中學”，教師“做中教”；為提高對課堂時間的利用效率，在機器人教學中應用了翻轉(zhuǎn)課堂。（1）課前準備 教師要根據(jù)機器人走迷宮的內(nèi)容進行學生的學情分析，根據(jù)學生對機器人知識的掌握程度來設計自主學習任務單，采用任務驅(qū)動和問題引導的方法幫助學生理清學習目標，實現(xiàn)高效自主學習。在進行研學案設計制作時，教師既要考慮選用哪些微課視頻和教學資源，還要考慮配套微課的具體內(nèi)容和制作方法，研學案具有引領自主學習方向的作用，為了幫助學生完成“研學案”給出的任務，教師需要提供與機器人走迷宮相配套的微課視頻和學習資源作為學生

12、自主學習的支架。教師根據(jù)機器人走迷宮教學任務的需要，針對走迷宮機器人的搭建、機器人編程和機器人調(diào)試演示等幾部分教學內(nèi)容分別錄制3個“微課”視頻。機器人搭建要用到1個機器人控制器、2個馬達、2個超聲波傳感器、1個光電傳感器和1批機器人配件。機器人調(diào)試和演示，分為軟、硬件聯(lián)合調(diào)試，機器人走迷宮的演示，用錄像式微課制作方法制作微課視頻，時間控制在3分鐘內(nèi)。最后學生在自主學習任務單的指導下，觀看3個微課視頻預習功課，熟悉走迷宮機器人的搭建方法，了解循環(huán)語句和條件判斷語句的原理，了解超聲波傳感器和光電傳感器的功能和編程策略，借助自主學習任務單開展自主學習，在完成任務單給出的任務，遇到困難的時候可以觀看微

13、課視頻，或者閱讀其他學習材料，然后完成任務，把自己的疑難問題和創(chuàng)新思路記錄下來,達到相同的目的。（2）課堂學習在學習“遙控控制模塊”的操作實踐中，將全體學員分成幾個小組，每個小組分發(fā)一個遙控器與一臺機器人。各小組根據(jù)任務與課前的微課學習，通過討論確定學習與操作步驟、編程、測試等。小組成員針對任務進行遙控模塊程序編寫，根據(jù)機器人馬達分布及遙控按鍵的控制來定義，在遙控模塊中選擇對應的控制模式。程序編寫完成后，將編寫好的程序下載到機器人的控制器，然后利用遙控器對機器人進行遙控操作，看機器人的運行是否符合預先設想的控制。如遇到小組解決不了的問題，可請教課堂教師，在教師的指導下一步步解決問題。普遍存在的

14、問題，教師集中進行分析與解答。在這個過程中，小組的每個成員都參與編程與操作，對于過程中遇到的問題都有很清晰的認識與了解，同時通過小組討論，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，在這個過程中，學生的能力得到充分的鍛煉與提高，知識點在反復實踐與修改的過程中得到學習與鞏固。達到了課堂預想的目標，完成了課堂教學任務。在課堂的最后幾分鐘，由教師做總結與經(jīng)驗分享。（3）課后總結 課堂教學階段結束后，教師可以將成果交流階段總結整理的內(nèi)容進一步充實到教學課件，力求使教學課件包含的內(nèi)容能滿足所有學習者的學習要求。 由此可以看出，機器人走迷宮這節(jié)課，在課前、課中和課后的教學過程中，“微課”都起到了非常關鍵的作用，能夠全方位地指導學

15、生進行課前預習、課中學習和課后復習，成為學生身邊的家庭教師，教師利用“微課”組織教學，實現(xiàn)了“導學一體”和教學模式的創(chuàng)新。五、翻轉(zhuǎn)課堂模式應用于機器人教學的效果分析經(jīng)過教學實踐發(fā)現(xiàn)，在機器人教學中，小學高年齡段的學生采用基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式，采用微課資源通過網(wǎng)絡先讓學生自學，只要有在線工具就能學習，不受空間、時間的限制，在小學競賽班課程的機器人教學取得了一定的成效。1. 基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式激發(fā)了學生學習的興趣 隨著新技術發(fā)展，移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，我們悄然進入一個微時代。微博、微信、微電影、微小說、微學習出現(xiàn)了，而處于機器人教學怎能不跟上時代的步伐。所以，我們也應該將微學習應用到

16、機器人教學中來。所以微課在我們的機器人教學中是發(fā)揮了較大的作用。微課教學是一種在學生利用課余時問的基礎上充分挖掘孩子的興趣所在，將學習與網(wǎng)絡結合起來的教學方式，它的本質(zhì)就是“以興趣學習知識”，將枯燥的“思考學習”變成輕松愉悅的“視頻學習”，讓其成為引導學生學習機器人相關知識的一種有效途徑。如學員初次在機器人軟件平臺上編寫程序時，因為不熟悉操作界面和使用方法，學生初次使用軟件可能會感覺無從下手，所以在上課之前教師布置任務，讓學生可以通過教師在網(wǎng)上提供的微課視頻讓學生員先預習軟件的使用方法。上課時會根據(jù)微課視頻學習的操作方法的幫助，按照步驟去做，很容易就能掌握每個工具條的作用，經(jīng)多次練習就會掌握。

17、通過這個例子可以看出微課教學能讓學生輕松掌握新知識，獲得豐富的主體體驗，使學生處于一種享受并歡快的狀態(tài)中參與整個教學過程，提高了機器人的課堂教學效率，這就是我們常說的“授之以魚不如授之以漁”；當然在微課的學習可以伴隨家長一起來學習，有親子活動參與可以使機器人活動開展得更富有群眾基礎，便于機器人知識的推廣和普及。2. 基于微課的翻轉(zhuǎn)課堂教學模式的優(yōu)勢分析設計翻轉(zhuǎn)后的課堂教學，其重心是創(chuàng)造真正的以“學”為中心的課堂。打破課堂中教師的“一言堂”，充分調(diào)動學生學習的主動性，出于這些考慮，教學活動的設計應以活動理論為指導，特別彰顯出面對面的教學環(huán)境和師生學習共同體對學生個別化、協(xié)作化學習活動的支持。筆者

18、記得自己小學的時候，一早問候后“你昨晚有看電視嗎”，急于發(fā)表自己的看法的同時，也想傾聽同伴的意見。正如在機器人教學中采用過微課的翻轉(zhuǎn)教學模式的學員，他會通過自己對微課的領會在課堂中積極發(fā)表意見或展現(xiàn)自己所學到的技能，這是傳統(tǒng)教學模式不可比的；提升學習品質(zhì)從“他人組織”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白约航M織”，學習品質(zhì)是多層次的，優(yōu)良的學習品質(zhì)不僅能提高學習主體的學習效率，而且還能有效地促進其創(chuàng)新能力的發(fā)展。學生的學習不應該是按照教師的預設按部就班地執(zhí)行，而是要通過伙伴式的合作學習，形成互相協(xié)同的學習共同體。例如在教“機器人的重心”這節(jié)課時，讓學生利用網(wǎng)絡搜集學習資源，而后在論壇、QQ 群里進行交流與互動，并自發(fā)地提出了相應的建議。課堂上很多同學通過交流再進行互動