借助微课例探寻高效课堂之道

1、借助微课例探寻高效课堂之道 以机器人走迷宫为例 摘要：让机器人教育走进学校，并将其融入课堂是促进机器人教学的有效途径之一。研究分析了当前我国中小学机器人教育起步较晚，近几年只有个别学校将机器人引入中小学课堂，亟待寻求一种适合中小学机器人教学的教学模式。本文结合机器人教学实操性强的特点，构建了以“微课”和自主学习为教学载体的“微课导学”教学模式，探索翻转课堂模式在机器人教学中的应用策略。关键词：机器人教学 微课 翻转课堂一、问题的提出在“微时代”、移动学习、在线教育等新技术环境下，“微课”逐步热遍了全国，2011年，胡铁生提出了“微课”的概念。在微课迅猛发展的同时，机器人教育作为中小学科技教育的

2、一种重要形式，近十年来已逐渐步入中小学校园，机器人教学主题有趣，更重要的是其具有极大的开放性，从通过机器人教育活动的搭建到项目方案的解决，能激发学生充分的发挥想象力、创造力，有利于培养学生的开放性思维和能力、团结协作能力和科学探究能力素养。但是，目前机器人教学的应用与普及还存在诸多问题：如师资的缺乏，机器人课程难于全面展开。缺少成熟的机器人教材体系，教材内容主要来自厂商的产品说明书，随意性太大。教学形式单一，目前中学机器人教学开展主要以课外小组的形式为主，面向的对象有限，缺乏普及性，活动时间也无法保障，不能常态化、长期化。国内机器人教学的教学现状以竞赛为主等等。因此笔者结合开展机器人教学的经验

3、，对基于微课的翻转课堂教学模式进行了实践和探索。二、翻转课堂应用在机器人教学中的意义现阶段国内正掀起一股“微课”研究热潮。依托现代教育手段，把微课引入到机器人教学中对机器人教育工作者也是一种新的尝试与挑战。王同聚提出：“微课”的出现，将点燃机器人普及的导火索，能为中小学机器人教学提供一种较好的解决方案，能切实解决目前机器人教学资源欠缺、教育性不足等一系列问题。把“微课”引人到中小学智能机器人课堂教学中，将会为机器人教育走进中小学课堂开启创新之门，探索微课资源的制作、微课资源库建设和“微课导学”应用模式的研究，对于移动学习时代的中小学机器人教学研究具有极为重要的战略意义和现实价值。笔者根据学生的

4、特点，针对机器人程序教学方面的内容制作了一系列的微课教学资源，在课程教学中进行了具体应用。在机器人小学竞赛班的机器人教学中尝试利用翻转课堂教学模式以微课为载体进行课堂教学，取得一些成效。三、在机器人教学中微课资源库的构建与管理微课资源库的构建、运行和管理需要有一个功能完善的网络管理平台来支撑，根据当地的条件可以选择不同的模式来构建微课的网络管理平台。有条件地区可以建一个大型的网络管理平台，如江苏省是依托江苏公共服务云平台，把所有的微课视频资源、教学设计、教学课程和教育反思等内容全部放在名优教师工作站微课资源网络管理平台上运行和管理，该系统实现一站式登录，教师依据用户权限可以上传、管理微课视频资

5、源和其它教学资源，并根据需要对其进行有效的分类、组织和管理，使用者可以快捷有效地检索到想要的微课资源，同时该平台支持跨平台运行，方便老师和学生使用电脑或各种移动终端设备在线使用微课资源。但对于网络基础设施不够完备的地区，可以建设一个简单的网站，再借用其它免费视频网站来管理和运行微课资源。即只要有一台可以连接外网的电脑作为服务器，制作一个简单的网络资源管理平台，该平台只放置容量较小的教学设计、教学课件、教学评价和教学反思等信息；而容量较大的微课视频制作好后只需要上传到常用的优酷网、土豆网、百度视频等视频网站上即可，这些视频网站都是可以免费存放视频资源，利用电脑和智能手机等移动设备都可以顺畅地播放

6、，所以在自己的服务器上只需要制作一个网站放置微课的列表，用超级链接连到已上传视频网上该视频的网址，在本地网站上点播时就可以转到相应的视频网上进行下载和播放，从而间接地解决海量微课视频存放难的问题。四、基于翻转课堂的机器人教学1. 基于翻转课堂的机器人教学策略翻转课堂在机器人教学中的实现，需要教师事先制作好机器人教学课件，任课老师在备课时对教材处理并对其进行加工后上传到网络，学生可以在课前利用互联网获取优质的教学资源来完成知识的传递过程，而将正式的课堂变成师生之间互动的场所。这种教学模式是以互联网的普及和计算机技术在教育领域的广泛应用为基础的，它消减了客观条件对学习者学习效果的影响，打破了传统教

7、学方式对学习时间和空间的限制，能把所有有价值的学习资料随时随地提供给学习者，真正使教育走向了一个充满信息流通的开放环境。翻转课堂增加了师生的互动：传统课堂是由教师统一讲授教学内容，学生不能根据自己的兴趣与习惯选择自己喜欢的教学方式与内容，教师也很难改变他们的教学习惯以满足所有的学生，这种传统教学方法容易造成教师教和学生学不匹配，课堂对学生的吸引力降低，最终导致学生学习效果不理想。在翻转课堂中，由于学生可以在课前通过观看教学课件的形式完成知识的传授过程，在课堂上，教师就可以有更多的时间与学生进行互动，参与学生的学习小组讨论，根据具体情况了解并回答学生在学习过程中遇到的问题，必要的时候可以将遇到相

8、同问题的同学组织到一起成立辅导小组或举行小型讲座答疑解难。采用翻转课堂的机器人教师的角色从传统的知识传授者，转变成了学习的促进者和指导者。翻转课堂以学生为中心，充分调动学生之间的合作：翻转课堂营造了学生主动学习的学习环境，利用机器人教学课件将学习内容永久保存后，学生可以根据自身的实际情况自由安排学习时间和学习地点，学习的过程可以安排在一种轻松的氛围中进行，不必担心课堂上由于自己分心或者生病、参加课外活动等原因而错过老师讲解的内容，并且在观看教学课件的过程中，随时可以根据自己对讲授内容的接受程度来重复教学课件内容或调节教学节奏。 对自己感到困惑的地方可以先记下来，到课堂上与同学和老师共同讨论，这

9、种方式使学生从需要在传统课堂上被动地听教师讲课的接受者， 转变成可以主动地提出问题并与他人共同解决问题的研究者。学生在必要的时候能够得到老师的个别指导，真正做到了个性化教育。同时，翻转课堂也是一种需要学生高度参与的课堂，通过留给学生更多的课堂机器人探究活动时间，使学生可以针对学习内容进行反复交流讨论，以达到扩展和加深对机器人的理解与认识的目的。翻转课堂可以增加学生的交互合作，让学生在合作中完成学习任务，学生可以通过组成协作学习小组来相互帮助、相互学习、相互借鉴，培养他们的互助合作精神。2. 传统课堂与翻转课堂的要素分析机器人教学中翻转课堂教学模式与传统教学模式相比也有较大的区别，在两种教学模式

10、中教师和学生的角色定位、教学形式、课堂内容、技术应用和评价方式如表所示。表：机器人教学中传统课堂与翻转课堂要素对比对比内容传统课堂翻转课堂教师知识传授者、课堂管理者学习指导者、促进者学生机器人知识被动接受者机器人知识主动研究者教学形式课堂讲解机器人知识、课后作业课前学习以及课堂探究机器人课堂内容机器人知识讲解和机器人知识传授机器人问题探究技术应用机器人教学内容展示自主学习、交流反思、合作评价方式传统纸质测试多角度、多方式3. 教学案例分析将翻转课堂融入机器人教学是一种新的尝试，本文结合机器人走迷宫课程案例来展示新的教学模式在项目式教学中的应用。机器人走迷宫课程实践性较强，包含基础理论较多，涉及

11、知识面较广，理论内容讲起来通常枯燥单调，所以为提高学生学习兴趣、增加学生参与实践的机会，实现学生“做中学”，教师“做中教”；为提高对课堂时间的利用效率，在机器人教学中应用了翻转课堂。（1）课前准备 教师要根据机器人走迷宫的内容进行学生的学情分析，根据学生对机器人知识的掌握程度来设计自主学习任务单，采用任务驱动和问题引导的方法帮助学生理清学习目标，实现高效自主学习。在进行研学案设计制作时，教师既要考虑选用哪些微课视频和教学资源，还要考虑配套微课的具体内容和制作方法，研学案具有引领自主学习方向的作用，为了帮助学生完成“研学案”给出的任务，教师需要提供与机器人走迷宫相配套的微课视频和学习资源作为学生

12、自主学习的支架。教师根据机器人走迷宫教学任务的需要，针对走迷宫机器人的搭建、机器人编程和机器人调试演示等几部分教学内容分别录制3个“微课”视频。机器人搭建要用到1个机器人控制器、2个马达、2个超声波传感器、1个光电传感器和1批机器人配件。机器人调试和演示，分为软、硬件联合调试，机器人走迷宫的演示，用录像式微课制作方法制作微课视频，时间控制在3分钟内。最后学生在自主学习任务单的指导下，观看3个微课视频预习功课，熟悉走迷宫机器人的搭建方法，了解循环语句和条件判断语句的原理，了解超声波传感器和光电传感器的功能和编程策略，借助自主学习任务单开展自主学习，在完成任务单给出的任务，遇到困难的时候可以观看微

13、课视频，或者阅读其他学习材料，然后完成任务，把自己的疑难问题和创新思路记录下来,达到相同的目的。（2）课堂学习在学习“遥控控制模块”的操作实践中，将全体学员分成几个小组，每个小组分发一个遥控器与一台机器人。各小组根据任务与课前的微课学习，通过讨论确定学习与操作步骤、编程、测试等。小组成员针对任务进行遥控模块程序编写，根据机器人马达分布及遥控按键的控制来定义，在遥控模块中选择对应的控制模式。程序编写完成后，将编写好的程序下载到机器人的控制器，然后利用遥控器对机器人进行遥控操作，看机器人的运行是否符合预先设想的控制。如遇到小组解决不了的问题，可请教课堂教师，在教师的指导下一步步解决问题。普遍存在的

14、问题，教师集中进行分析与解答。在这个过程中，小组的每个成员都参与编程与操作，对于过程中遇到的问题都有很清晰的认识与了解，同时通过小组讨论，发现问题、解决问题，在这个过程中，学生的能力得到充分的锻炼与提高，知识点在反复实践与修改的过程中得到学习与巩固。达到了课堂预想的目标，完成了课堂教学任务。在课堂的最后几分钟，由教师做总结与经验分享。（3）课后总结 课堂教学阶段结束后，教师可以将成果交流阶段总结整理的内容进一步充实到教学课件，力求使教学课件包含的内容能满足所有学习者的学习要求。 由此可以看出，机器人走迷宫这节课，在课前、课中和课后的教学过程中，“微课”都起到了非常关键的作用，能够全方位地指导学

15、生进行课前预习、课中学习和课后复习，成为学生身边的家庭教师，教师利用“微课”组织教学，实现了“导学一体”和教学模式的创新。五、翻转课堂模式应用于机器人教学的效果分析经过教学实践发现，在机器人教学中，小学高年龄段的学生采用基于微课的翻转课堂教学模式，采用微课资源通过网络先让学生自学，只要有在线工具就能学习，不受空间、时间的限制，在小学竞赛班课程的机器人教学取得了一定的成效。1. 基于微课的翻转课堂教学模式激发了学生学习的兴趣 随着新技术发展，移动互联网的迅速普及，我们悄然进入一个微时代。微博、微信、微电影、微小说、微学习出现了，而处于机器人教学怎能不跟上时代的步伐。所以，我们也应该将微学习应用到

16、机器人教学中来。所以微课在我们的机器人教学中是发挥了较大的作用。微课教学是一种在学生利用课余时问的基础上充分挖掘孩子的兴趣所在，将学习与网络结合起来的教学方式，它的本质就是“以兴趣学习知识”，将枯燥的“思考学习”变成轻松愉悦的“视频学习”，让其成为引导学生学习机器人相关知识的一种有效途径。如学员初次在机器人软件平台上编写程序时，因为不熟悉操作界面和使用方法，学生初次使用软件可能会感觉无从下手，所以在上课之前教师布置任务，让学生可以通过教师在网上提供的微课视频让学生员先预习软件的使用方法。上课时会根据微课视频学习的操作方法的帮助，按照步骤去做，很容易就能掌握每个工具条的作用，经多次练习就会掌握。

17、通过这个例子可以看出微课教学能让学生轻松掌握新知识，获得丰富的主体体验，使学生处于一种享受并欢快的状态中参与整个教学过程，提高了机器人的课堂教学效率，这就是我们常说的“授之以鱼不如授之以渔”；当然在微课的学习可以伴随家长一起来学习，有亲子活动参与可以使机器人活动开展得更富有群众基础，便于机器人知识的推广和普及。2. 基于微课的翻转课堂教学模式的优势分析设计翻转后的课堂教学，其重心是创造真正的以“学”为中心的课堂。打破课堂中教师的“一言堂”，充分调动学生学习的主动性，出于这些考虑，教学活动的设计应以活动理论为指导，特别彰显出面对面的教学环境和师生学习共同体对学生个别化、协作化学习活动的支持。笔者

18、记得自己小学的时候，一早问候后“你昨晚有看电视吗”，急于发表自己的看法的同时，也想倾听同伴的意见。正如在机器人教学中采用过微课的翻转教学模式的学员，他会通过自己对微课的领会在课堂中积极发表意见或展现自己所学到的技能，这是传统教学模式不可比的；提升学习品质从“他人组织”转变为“自己组织”，学习品质是多层次的，优良的学习品质不仅能提高学习主体的学习效率，而且还能有效地促进其创新能力的发展。学生的学习不应该是按照教师的预设按部就班地执行，而是要通过伙伴式的合作学习，形成互相协同的学习共同体。例如在教“机器人的重心”这节课时，让学生利用网络搜集学习资源，而后在论坛、QQ 群里进行交流与互动，并自发地提出了相应的建议。课堂上很多同学通过交流再进行互动