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以游戏为载体的高中机器人教学研究与实践

换届工作报告 时间:2021-08-20 11:19:08

个人的行为让其他成员都能够享受到奖励的形式称为组队。组队的特点是成员相互配合,“一荣俱荣”、“一损俱损”。一个成员的得失可能影响整个团队的得分。

以小组学习、小组之间合作方式让学生自主学习,遇到问题小组论讨解决,解决不了的还可以小组之间讨论。充分发挥学生的主观能动性,让学生在自我挑战、协作共进的过程中体验创造和成功的喜悦。

1.游戏目标。通过本阶段的教学需让学生更好的了解光电传感器、触碰传感器及其工作原理,了解程序的分支结构,并能画出流程图。

2.游戏过程。本阶段游戏需4台机器人同时组队参加,由该队的组长负责组织和协调工作。4台机器人进行接力比赛,第一台机器人可以手动启动,其它三台机器人都需由前面的机器人碰撞而后启动,碰撞后第一台机器人应停止运动,第四台机器人应在终点处停止。场地如图2。

每一台机器人完成路径行走及碰撞后停止得1个点数,最短时间完成此项目的小队得1枚徽章。本项目所得点数和徽章应记入每台机器人的得分中。

学生已经对该阶段机器人有了全面的了解,因此教师对机器人不需要做过多的讲解,只需把游戏任务讲解清楚。然后由第一台机器人的小组负责对四台机器人搭建的统一设计,由编程组对四台机器人进行程序设计。

此阶段的主要教学目标为光电传感器和碰撞传感器,因此在游戏过程中需让学生体会到不同的光,如早晚太阳光、日光灯的光对光电传感器的影响;碰撞力度不同对机器人的影响。编程时需学生画出流程图,并思考如何在不完成整个游戏的情况下尽可能缩短时间。

3.游戏总结。游戏活动涉及到4个小组的分工协作,要求组长具有较强的协调分配能力。同时由于组队活动造成实际操作人员的过剩,有的学生只能旁观,这就需要小组长加强管理,督促观察记录。理论和实践的统一还需进一步加强。

(三)终级篇——对抗PK教学

PK(Player Killing)是指游戏中高等级玩家之间的对决。PK模式也是游戏中最为刺激和吸引人的一种模式,在这种模式中分为“攻击者”和“守卫者”两个角色,二者通过单独对决的方式得出胜负,从而守住领地。

在教学中可通过预先设定好的对抗项目,“攻击者”、“守卫者”以打擂台的方式进行多轮对抗,直到最后得出胜利者。

1.游戏目标。通过本阶段的教学,让学生更好的了解机器人的组成和搭建,深入了解机器人的编程知识。

2.游戏过程。本游戏需两台机器人同时参加PK,两台机器人从各自的投球点出发至取球点取到球后返回投入自家的投球点,可反复取球投球直至取球点的球全部取完,取球多者获胜。每台机器人可以参加4次,分别以点数和徽章之和记入总分。场地如图3。

在规定的时间内,随机抽取两个机器人PK。机器人取一个球得1个点数,本轮获胜方得1枚徵章。

3.游戏总结。投球PK赛是所有机器人知识的综合运用阶段,也是整个机器人游戏课程的高潮部分。在这一阶段,学生已经能够根据每个阶段的任务自主设计搭建机器人结构,也能够设计流程编写机器人程序。由于机器人的程序调试是一个既考验知识技能,也锻炼性格的过程,所以本阶段的游戏重点在于深入培养学生对机器人的教育情感。

三、以游戏为载体的高中機器人教学反思

在当今的课堂教学中,游戏化教学模式备受学生青睐,但游戏只是教学的载体,知识的获取才是根本,利用游戏的趣味性、互动性、竞争性等特性,让学生主动参与学习,回归教育以“兴趣”教学为主的本质。为更好的组织游戏化教学,应注意以下问题。

(一)游戏化教学对教师提出的新要求

游戏化教学要求教师不断探索并创新教学模式,其设计要求是教师融合教学内容、连贯教学环节、突出教学目标。教师除了常规的教学设计之外,需要在渗透了游戏的教学环境中研究各教学环节之间的重要并复杂的关系,然后根据教学情境选择合适的游戏、分析游戏结果、反馈教学效果,不断调整确定最终游戏设计方案。另外,游戏化教学对教师掌握课堂教学内容、教学环节和教学目标的熟练程度提出了更高的要求,其有效性取决于教师对整个教学过程的把控水平。教师在积极探索游戏化教学方式时,不仅要吃透学科基础知识,还需要研究游戏化教学模式。在教学过程中能够灵活创设情境,设计合适方案,有的放矢的开展教学。

(二)游戏设计应遵循适度利用、合理选择的原则

在机器人教学中使用游戏是一种教学手段,作为教学手段的利用应该遵循适度利用、合理选择的原则。首先,需要明确的是游戏设计是教学过程中的充分条件,而非必要条件。教师利用游戏设计,激发学生的兴趣爱好,达到预定的教学目标,但并不是每节课都要有游戏设计环节。游戏设计的内容围绕不同的教学目的和教学内容展开,使得教学过程内容丰富、形式多样,教学效果事半功倍。其次,游戏设计的内容选择应契合教学内容,其中游戏设计的难度及其挑战性是教师考虑的重要因素之一。

(三)游戏设置应注重学生综合素养的培养

受传统观念的影响,大多数人都对游戏有偏见,觉得游戏会让人玩物丧志。但随着教育观念的不断发展,项目教学的深入研究,人们也意识到合理使用游戏化教学可以使学生的注意力更加集中、学习热情更加高涨、研究思维更加开阔。合理的游戏化教学可以给学生带来新的学习体验,让学生学得开心,同时还可以提高学生的社会交往能力。因此游戏化的教学要注重对学生智力因素和非智力因素的双重培养。在智力因素方面,侧重培养学生的注意力、观察力、逻辑思维、想象力;在非智力因素方面,侧重培养学生的兴趣与爱好、耐挫力和意志力,发展自信、活泼的性格等。教育既要“解惑”,又要“授道”,以文化为基础,培养科学精神、促进自主发展、提高社会参与,明确责任担当,注重学生综合素质的培养。

本文系江苏省教育科学“十三五”规划2018年度课题“以立德树人为导向的我国高校教学质量监控系统的建设和应用研究”(批准号为:C-c/2018/01/31)阶段研究成果。

本文系江苏省现代教育技术研究2018年度课题“教学质量监控系统设计与研究”(批准号为:2018-R-66242)阶段研究成果。

参考文献:

[1]凯文·韦巴赫,丹·亨特,周逵,王晓丹译.游戏化思维:改变未来商业的新力量[M]浙江人民出版社,2014:10-11

[2][3]陈博殷,钱扬义,李言萍.游戏化学习的应用与研究述评—基于国内外课堂中的“化学游戏化学习”[J]远程教育杂志,2017(7):93

[4]刘艳.游戏化教学在高中信息技术课堂的应用研究,辽宁师范大学硕士学位论文[D]2015:24

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