谈乐高积木在科技活动中的应用优秀获奖科研论文

谈乐高积木在科技活动中的应用优秀获奖科研论文科学技术已经渗透到生活的各个领域。如果学校考虑学生成长的自然需求，根据学生能力，结合学生兴趣，开展适当的科技活动，渗透创客教育的理念并开展创客实践，既可满足学生成长的需要，也顺应了素质教育的潮流。在此以机器人创新课程为例，结合教学实践，谈谈如何通过将“乐高积木”引入课堂，激发学生的科技创造力。

机器人由各种部件组成，各式元器件的不同组合能够让机器人产生各种各样的性能。在传统的机器人实验中，学生虽然可以利用实验器材进行不同的试验，但并没有自行设计，只是按照步骤完成组建，然后观察、记录实验结果。教师将乐高积木引入高中科技社团活动后，使学生置身于感兴趣的任务里，通过不断地在探索中学习、反思、改进，从而产生了创造的意识并提升了创造力。

一、发挥探索作用

引入乐高积木的目的，在于让学生从操作中习得、巩固知识，使理论与实践真正融合，避免“纸上谈兵”。比如，高一物理力学章节中，有很多机械原理，学生仅通过教师的讲解和实验不容易领悟，但是如果借助乐高积木，学生就可以先在脑海里构建机械结构，并在实际操作中不断调整结构，这样就很容易体会机械结构及其运动原理，享受模型机械化的乐趣。

在科技社团组建初期，笔者经过与班主任沟通，发现有四五个学生沉迷于游戏，对学习提不起兴趣。于是笔者专门给他们设计了任务：根据自己打游戏的经验和教师展示的蝎子模型，分两组组建该模型，并实现其打斗功能。这些学生领到任务后，很快就各自展开了蝎子模型的搭建，仅一次活动就基本完成了模型的雏形。接下来学生给“蝎子”编写程序以实现打斗功能，每个学生搭建的模型都加上了自己的创意。在打斗功能实现时，学生发现即使导入教师提供的现成程序，两只蝎子的打斗时间及作用力仍然不一样，这就引发了他们对各自作品进行观察、对比和思考，最后发现了作品之间的差异：力的作用点和作用长度不同。这些学生在对自己作品不断调整的过程中，加深了对物理力学知识的理解，产生了求知愿望。如有一名学生主动找到物理教师请教相关的力学知识，物理教师还反映这几名学生在物理课上比以前用心多了。可见，在乐高模型搭建和功能实现的过程中，学生不仅学到并应用了物理知识，而且其学习态度、观察能力等方面也都有了明显改善。

为了使科技活动能够达成既定的目的，在活动开始之前，教师要做好充分的知识准备与材料准备；在学生实践过程中，教师要提供及时、恰当的指导，肯定学生的成功之处，保护他们的积极性，同时给予他们足够的自由。教师还要特别注意的是，在这个过程里，由于学生的自由度大，工具的扩展性强，学生为了拼装出自己想要的形态，会花费很多时间，然而社团活动的时间有限，因此，教師要对过程进行有效控制。

二、发挥促思作用

在社团活动中，教师鼓励学生提出自己的想法，并且在动手之前探索各种假设，唤醒他们的好奇心。学生亲身参与新奇事物的探索，发现多个可能的方案，在不断尝试中挑战假设，并产生各种新想法。在这个过程中，他们自觉地学习、获取新知识，同时也提高了合作、沟通、表达等多方面的能力。

社团活动初中期，每组成员经过小组讨论后确定项目内容，然后再不断挑战，逐步完善结构和程序。比如，有一组学生对摩天轮感兴趣，但是很难描述它的运行过程。这时笔者给他们提供一组摩天轮运行的视频，他们经过观察和讨论，得出了结论：当游客要登上摩天轮时，摩天轮就会停下来，并且亮起一个信号灯，显示现在是停止的状态；当摩天轮开始启动时，会伴随音乐声和彩灯闪烁，提示游客现在是启动状态，不要靠近，以免发生危险。接下来学生模仿此情景，搭建了一架摩天轮，尤其注意到了模型结构的简单和稳定，保证在工作时不能摇晃，转动时不能碰到模型的其他部分。摩天轮模型搭建完成后，学生开始动手编写程序，他们向模型中导入教师的参考程序后发现摩天轮虽然能转起来，但存在一些缺陷，如摩天轮旋转太快、信号灯不会交替闪烁等。要解决这些问题，就要求小组成员读懂教师提供的程序，修改相关参数后再不断进行调试。后来他们在程序的调试中又发现了新的问题：真实摩天轮在启动的时候都会伴随音乐，那么摩天轮模型能做到吗？程序的不断调试，促使学生不断思考如何能“做得更好”，也使程序不断得到完善，摩天轮也变得越来越有趣了。

科技社团给学生设置充满趣味性的活动，有利于他们产生主动探究知识的欲望。科技社团提供了一个平台，学生们积极地设计作品，并寻找解决问题的各种方法，获得了更多的技能，从而形成了一个学习、积累知识的良性循环。在这个过程中，学生对所学知识也会有更深刻的感性体验。此时教师则面临一个新的挑战：如何在学生情感满意的状态下，使他们仍然有学习的欲望？这是需要在实践中进一步探索的问题。

三、发挥研究作用

学生在社团中自己设计乐高模型，制作与学习生活相关的作品，他们在活动中体验“玩”的乐趣，在“玩”中找到归属感；同时，完成乐高模型拼搭及功能的实现让学生产生了成就感，从而推动他们更加积极地投入到学习活动。当学生了解并掌握了编程方法后，就不再满足于教师提供的参考任务，而是开始根据兴趣尝试自主确定任务主题，并探索任务完成的各种方法。经过这样一个过程，学生体会到很多情境和创作想法都源自于身边的事物，如果平时多留心，就会获得更多创作灵感，创造出自己的机器人。

学生对机器人元器件的摆弄，是其产生创作灵感的来源。如果教师不能让学生主动尝试，那么科技活动无异于胶柱鼓瑟。因此，教师首先要更新教学观念，敢于放手让学生去做、去想、去尝试、去失败。将乐高积木引入到高中科技社团中开展科技活动，把“做”中的“想、改、创”结合起来了，让学生敢于尝试，敢于突破，敢于“胡思乱想”。也许学生的行为和作品还很幼稚