关于探究基于三案三段教学方式机器人教学学术

随着机器人教育引入中小学课堂，探索中小学机器人教育教学活动的模式、规律和方法已成为当前中小学教育工作的一项新课题。本文以一名一线教师的机器人教学经验为实践基础，结合本校的“三案·三段”教学模式，以“机器人绘图”这一节内容为例，探究机器人课堂教学。
近年来，机器人教育在我国中小学已逐步推广，由起初活跃的机器人竞赛，逐渐向课堂化教学发展、向学校常规教育教学发展，得到了教育领导机构、教育学者、任课教师和家长等各方面的关注。对其研究的主体也由原来以教育机器人企业为主，向教育学者、一线教师过渡。一些学者开始从教育视角进行研究，比如张国平、张剑平等人从教育视角分析我国基础教育中机器人教育的现状、问题和对策，为加强机器人教育梳理现状、指点方向。很多机器人教育一线教师也开始分享其教学的经验和感想，探索有效的教学策略、方法和模式，以提高机器人教育的效率和效果。受其启发，本文以笔者一年的机器人教学经验为实践基础，结合本校的“三案·三段”教学模式来探究机器人课堂教学。
1 机器人教育概述
机器人教育通常是指学习机器人的基本知识与基本技能，或利用教育机器人优化教育教学效果的理论和实践。其内容涵盖了计算机技术、通信技术、控制技术、逻辑学和运算学等多学科的内容，综合性强，并且需要动手操作，自主创新的环节很多。因此，通过机器人教育，不仅可以巩固显性的科学文化知识，还可以获得逻辑判断思维、系统思维、创新能力、合作交流能力等隐性知识。机器人教育已被普遍认为是全面培养学生信息素质，提高其创新精神和综合实践能力的良好载体。许多有条件的中小学纷纷将机器人引入学校教育中，开展了一系列丰富多彩、形式多样的机器人教学活动。目前，我国中小学开展机器人教学活动的形式主要有课外科技小组、选修课、综合实践活动课、信息技术课等形式[3]。还有的学校以“校本课程”的形式将机器人活动引入课堂进行探索和尝试，如上海卢湾高级中学[4]。官田学校主要采用信息技术课的形式，将机器人模块作为信息技术课内容的一部分。因此，本文中的机器人教学主要是指课堂教学。
机器人教学的内容和目的决定了其教育教学方法要以学生的发展为本，留给学生充分的时间进行自主学习和探究，并在解决问题的过程中培养其逻辑思维、动手实践能力、创新意识、团队合作意识等。让学生做课堂的主人，为其终身学习打下坚实基础。官田学校的“三案·三段”教学模式体现了这些理念和原则，能充分发挥学生的主体能动性，将创新精神和综合实践能力的培养落到实处。
2 “三案·三段”教学模式概述
“三案·三段”教学模式是我校摘自：硕士论文答辩技巧www.618jyw.com
在课堂教学建模过程中，从教学实践逐渐提炼、形成的校本教研成果，该模式以《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》为方向，以《宝安区教育发展“十二五”规划》为指导，以培养社会发展所必需的自我教育、终身学习能力为根本任务，是对本校课堂教学具体情况进行深入研究和科学分析后，结合素质教育理论、多元智能理论、建构主义学习理论等先进的教育理念，而提出的构建“高效课堂·个性成长”课堂教学模式。该教学模式在本校的语文、数学、英语、科学等科目中已广泛使用，并取得了良好的效果。
三案，即导学案，包括预习案、探究案、巩固案，三案合一，这是学习的载体。导学案：导学导教，一统课堂；预习案：重在导学，不是检测，旨在引导学生运用已有知识经验，提前自学新知，初步理解和把握新知结构，并从中总结学法，养成学习习惯，培养学习能力；探究案：落实重点，突破难点，重在导思，深化知识。
目标在于引导学生在课堂上深入思考、合作、探究、总结，得出结论和规律，并期待新问题的产生，让探究案的价值最大化。巩固案：巩固所学，重在导练，当堂评价，提升能力。主要是针对学生已学内容进行基础训练、综合训练、能力提升，以锻炼学生思维，提升学生举一反三、综合运用知识的能力。编制学案注重“三实”：一看学案是否实际，呈现的基础知识是否为学生必须掌握；二看学案是否实用，是否对学生学会学习起到帮助；三看学案是否实惠，是否既能获得知识，又可以触发兴趣，一举多得[5]。
三段：包括预习展示、探究发现、巩固评价，各段可单独成课，也可合而为一。第一段：预习——展示。这一阶段与预习案结合，学生预习、自主解决50%问题、标注出疑难问题。然后展示预习成果。第二段：探究——发现。立足于师生互动的活动，探究结合探究案，侧重于过程，以活动、问题、学生中的一个或者多个为主线。发现侧重于结果，力争实现三得：总结规律，习得方法，或者产生新问题。第三段：巩固——评价，与巩固案结合，当堂自测。评价的同时进行整理和复习，并结合教学目标监督落实[5]。
“三案·三段”教学模式本着先学后教、少教多学原则，以学生为主体，教师为主导，全面发展，全员发展，为学生建构自己的知识提供有效的帮助和指导。本研究本着拿来主义的思想，借鉴、吸收其中适合机器人教学的部分，尝试构建个性、高效的机器人课堂教学。
3 基于“三案·三段”教学设计过程描述
这部分以深圳海天出版社发行的初一《信息技术》下册活动二第一节内容为例，探索基于“三案·三段”教学模式的教学过程。在此之前，学生们已经参与讨论过自动感应风扇的设计制作过程，初步了解了机器人程序编写的方法，熟悉了编程软件环境。

3.1 “预习——展示”阶段

保守的教育重视复习，进步的教育重视预习，复习是学生跟着老师走，预习是学生自己往前走。只有预习，才能学会学习，才能学得更好。预习案（表1）的编写要求仔细钻研教材，尽可能的覆盖本节课的知识点，并突出重点。题型设置简单，可采用填空题或者简答题，难度适中，学生通过自学或简单的讨论能够完成。本课例中将画笔、直行、转向模块三个基础模块的知识以填空题、选择题和判断题的形式呈现，学生通过看书就至少能够完成80%。情景导入环节可以灵活设置，视其与预习内容的关系而定，可以放在预习案里，也可以单列。

3.2 “探究——发现”阶段

探究案（表2）一般以问题的形式出现，设置的问题针对学生已学内容进行基础训练、综合训练、能力提升，以锻炼学生思维，提升举一反三、综合运用知识的能力。本课例中，第一个探究任务是绘制没有路径和起始角度限制的正三角形。第二个探究任务限制了路径，需要学生灵活应用“直行”模块。第三个探究任务限制了起始角度，考查学生是否会应用转向模块。第四个探究任务围绕转向角度与多边形边数的关系设置。第五个探究任务超越了前几个探究任务所引出的规律，提供给基础好的学生选做，实现分层教学。
探究有三法：一为问题主线，围绕展示显现的学情，结合教学主问题，广拓深挖、举一反三，不离其宗。二是学习主动，教育的魅力在于唤醒、鼓舞，调动学生，利用学生，解放学生，尊重学生、包容错误、鼓励创新。三是活动主轴，教学活动的层层推进，教学问题的抽丝剥茧，才有学生的兴味盎然和豁然开朗。本教学案例中以前两个探究法为主。围绕“直行”“转向”两个模块设置了4个必做探究问题和一个选做探究问题，由易到难，逐步深入。每个探究问题都是由学生自己先思考、寻找解决方案后，教师根据情况进行点拨，引导学生在解决问题过程中发现规律、举一反三。学生再通过独立思考，交流讨论得出结论。并及时分享学生探究成果，鼓励学生相互评价、创新实践。以第一个探究活动为例展示教学过程，如表3所示。

3.3 “巩固——评价”阶段

如表4所示，本课例的巩固环节以梳理知识要点的方式，让学生加深对本节课重点的把握。并设置了一个目标分层的思考练习（每一个图形均体现至少一个知识要点），促进知识迁移。关于评价，在机器人教学中，有些内容实操性比较强，主要培养学生分析问题、思考问题、动手操作能力等隐性知识，其评价难以在有限的时间内通过简单的问答形式来完成，因此要注重过程性评价，即评价贯穿于整堂课：预习评价强调实效，展示评价强调精彩，探究评价强调静思，发现评价强调延伸，训练评价强调当堂[5]。另一方面，评价形式多元化，自评与互评、师评与生评结合，多渠道贯通，多管齐下。每一个探究活动中都穿插了学生作品展示与互评，在巩固案中，思考任务为学生自评提供了参考，这比单纯的自评表更明确具体。
课后，教师根据课前以及课堂的使用情况进行反思、记录，再进一步修正完善导学案。并根据各班情况调整教学过程和难度，因班施教。
该教学模式不管是在预习阶段还是探究、评价阶段，都以学生为主体，教师扮演着管理者、指导者的角色。
1）重视预习，一些易懂的知识点由学生自学，老师适当点拨，引导学生在自学的基础上带着任务和问题进入课堂。
2）精心设置探究活动，由浅入深，融会贯通。这是设置导学案中最需要花精力的部分，也是教学过程中的主体部分。这一阶段大部分的时间都留给学生，学生在分析问题、解决问题的过程中，攻克教学重点和难点，教师引导学生总结、发现规律、方法等。使学生在应用、巩固显性知识的同时，获得隐性知识和能力的提升。
3）巩固、评价同时进行，在巩固的过程中完成评价，评价过程中实现巩固。在课堂40分钟内，尽量放手让学生自己去学、去探究，教师指引其朝指定的方向前进，并不断提高学习效率和效果。
4 结语
机器人教育起步较晚，引入课堂教学更是近几年的事情，因此对于机器人课堂教学，教师们没有相关的教学经验可借鉴，只有从其他比较成熟的学科引入教学方法和模式。本研究是根据笔者所在学校的情况进行的教学探究，有一定的局限性，也难免存在一些不足，但所思所想来源于一名一线教师的教学实践，能为机器人课堂教学研究提供案例素材。我国中小学机器人教学的理论和实践探究和完善，还需要教育政府、中小学学校、机器人厂商、科研学者、一线教师等的协作与努力。■
参考文献
张国平，张剑平.我国基础教育中机器人教育的现状与对策研究[J].现代教育技术，2008（5）：92-94.
彭绍东.论机器人教育[J].电化教育研究，2002（6）：3-7.
[3]张振堂.中学智能机器人教育的校本课程建设研究摘自：毕业论文格式要求www.618jyw.com
[D].兰州：西北师范大学，2006.
[4]李仙蕊.中小学机器人教育模式之构建：基于项目学习的研究[D].上海：华东师范大学，2008.
[5]高效课堂 个性成长：官田学校“三案·三段高效课堂教学模式”的建构与探索[EB/OL].http：//zt.baoan.edu.cn/zt/kg/content.aspx？newsId=437737
（作者单位：深圳市宝安区官田学校）