淺談小學(xué)機(jī)器人課堂教學(xué)的實踐策略

1、淺談小學(xué)機(jī)器人課堂教學(xué)的實踐策略內(nèi)容摘要機(jī)器人，我們現(xiàn)在都已經(jīng)比較熟悉了，她作為信息技術(shù)學(xué)科的一個拓展平臺已 經(jīng)得到各方面的認(rèn)可：讓機(jī)器人走進(jìn)課堂，走向每一位學(xué)生，讓更多的孩子了解機(jī)器人， 培養(yǎng)孩子綜合能力和信息素養(yǎng)。然而，當(dāng)我們看到機(jī)器人這個特殊的課堂教學(xué)平臺的亮麗 風(fēng)景的同時，我們還在思考：機(jī)器人課堂教學(xué)中到底要教什么？采用怎么樣的教學(xué)模式與 策略學(xué)生才會感興趣？對機(jī)器人教學(xué)成效又該怎樣評價？本文就以這樣的思路，談?wù)勎覍?機(jī)器人課堂教學(xué)實踐策略的思考。關(guān)鍵詞機(jī)器人 課堂教學(xué) 實踐策略隨著機(jī)器人課堂教學(xué)活動的不斷推進(jìn)，實踐中的我們都遇到類似的困惑：學(xué)生對機(jī)器 人的興趣很高很高，可是在短短幾堂

2、課的教學(xué)實踐之后，學(xué)生的興趣、學(xué)生的熱情似乎大 打折扣，到底是什么原因引起的這種變化，怎樣才能讓機(jī)器人課堂“活”起來，讓學(xué)生能 夠靈活應(yīng)用機(jī)器人學(xué)習(xí)中的各種知識，解決生活中的實際問題，真正地做到活學(xué)活用。一、找準(zhǔn)機(jī)器人教與學(xué)的支點：機(jī)器人課堂教學(xué)到底要教什么1 .機(jī)器人課堂教學(xué)需要準(zhǔn)確定位首先，我們必須清楚地意識到，我們所講的機(jī)器人不是一門學(xué)科，他不是大學(xué)所學(xué)的成功研究樂趣協(xié)作樂趣研究性、學(xué)習(xí).課堂教 的興趣， 力。機(jī)器人學(xué)科“下放”到我們中小學(xué)的學(xué)習(xí)中來。其次，我們必須明確我們開展機(jī)器人學(xué)的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生對機(jī)器人研究同時培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能如今，新課程提倡研究性學(xué)習(xí)，真正的研究

3、性學(xué)習(xí)才能激發(fā)學(xué)生興趣，提高學(xué)習(xí)的效 率，而我們的機(jī)器人的學(xué)習(xí)屬于真正的研究性學(xué)習(xí)。在整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生得到多元的樂趣體驗，與生活息息相關(guān)。因此，我覺得我們的機(jī)器人課堂教學(xué)的核心應(yīng)該是：程序設(shè)計初步知識，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)孩子協(xié)作、創(chuàng)新的多元智能。2 . 認(rèn)清機(jī)器人課堂教學(xué)對教師提出的要求作為機(jī)器人課堂教學(xué)實踐的我們自身需要做好各項準(zhǔn)備，這也是對我們參與機(jī)器人課堂教學(xué)實踐所提出的具體要求，我們在實踐過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)器人課堂實踐對我們的要求很高，主要體現(xiàn)在：1. 有一定的耐心。2. 有一定的動手能力。3. 有一定的電子技能技術(shù)。4. 有一定的程序編寫能力。5. 有一定的創(chuàng)造欲望。6. 有一定的觀察生活

4、感受生活的激情。由于機(jī)器人的教學(xué)還是處于起步階段，我們都還在不斷了解，也都在“摸石頭過河”，我們自身的準(zhǔn)備工作，對自身所提出的要求，做得踏實一點，要求嚴(yán)格一些，在教學(xué)中就可以做到游刃有余。二、瞅準(zhǔn)機(jī)器人教與學(xué)的時機(jī)：什么時候開始教學(xué)機(jī)器人機(jī)器人的學(xué)習(xí)需要學(xué)生的生活經(jīng)驗作為基礎(chǔ)，包括學(xué)生對問題的分析、解決問題的能力，都會影響機(jī)器人學(xué)習(xí)的積極性。曾經(jīng)也有學(xué)者提出“程序設(shè)計教學(xué)越早越好”但我個人認(rèn)為也不能太早。必須切合學(xué)生的學(xué)習(xí)實際，跟學(xué)校信息技術(shù)教學(xué)整體協(xié)同，不過我們可以在早期的機(jī)器人課堂教學(xué)采用實體機(jī)器人，進(jìn)行搭建研究學(xué)習(xí)，簡單介紹相關(guān)機(jī)械原理，培養(yǎng)孩子的動手能力。根據(jù)我校實際情況，我們的做法：

5、三年級初步接觸了解什么是機(jī)器人、四年級簡單了 解機(jī)器人程序、五年級運(yùn)用機(jī)器人模擬生活中的簡單任務(wù)，六年級第二學(xué)期開始系統(tǒng)學(xué)習(xí)機(jī)器人相關(guān)知識。這些年來的實踐證明，采用這樣的機(jī)器人課堂教學(xué)梯度鋪墊策略，有利于學(xué)生興趣的培養(yǎng)，同時也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律層層遞進(jìn)。三、精選機(jī)器人教與學(xué)的土壤：選擇怎樣的教學(xué)平臺1 . 實體機(jī)器人與仿真平臺比較實體機(jī)器人的價值（優(yōu)勢）：機(jī)器人學(xué)習(xí)對學(xué)生的動手能力、空間想象能力、創(chuàng)造性思維，分析問題、解決問題的能力的培養(yǎng)有獨特的作用，但是實際使用過程中也遇到了困難：機(jī)器人價格昂貴，器材管理難度較大，平行班之間的協(xié)調(diào)也比較麻煩。理想化的管理方法是更物理實驗室一樣，需要什么元件的

6、時候可以提供什么元件。這種模式，一般學(xué)校都做不到，因此實體機(jī)器人給我們帶來的很大的壓力。仿真機(jī)器人的特點: 同樣可以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力等等，更加突出了程序設(shè)計學(xué)習(xí)，沒有了器材的限制，沒有了管理的煩惱，我們可以更加輕松的放手教學(xué)，讓程序教學(xué)更加貼近學(xué)生的生活實際。2 .仿真機(jī)器人與LOGOS言仿真機(jī)器人平臺可以將學(xué)生生活中的各種現(xiàn)象通過程序模擬實現(xiàn)，例如： “機(jī)器人巡邏員”“機(jī)器人避障” “機(jī)器人路燈”LOGO 語言有規(guī)范的語言格式，可以畫出各種各樣的圖形，突出程序設(shè)計的思維方式，包括：子程序、調(diào)用、函數(shù)、遞歸等等知識。兩者比較之后，我們會發(fā)現(xiàn)，其實仿真機(jī)器人更受學(xué)生歡迎的真正原因是：更貼近學(xué)

7、生的生活實際，學(xué)生可以真正的看得到摸得著。3. 基于仿真機(jī)器人平臺教學(xué)程序語言的優(yōu)勢（ 1）源于生活的機(jī)器人情景主題，培養(yǎng)生活化的編程思維用生活化的情景來教學(xué)我們的機(jī)器人程序設(shè)計，可以真正激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的激情，可以讓學(xué)生真正解決生活中的問題，揭示生活中的神秘現(xiàn)象。舉個簡單的例子：以前我一直以為我們家里用的那個開水煲水燒開之后自己可以挑掉，是因為震動。后來有一次，再買開水煲的時候售貨員跟我說：這個開水煲采用的是進(jìn)口的溫控器，我才恍然大悟，原來是靠溫度控制機(jī)器的，因此我把這個內(nèi)容放在課堂中，讓學(xué)生研究，我覺得很有價值，學(xué)生樂意去討論，去探索，跟我一樣很多人都認(rèn)為是震動。課后還有學(xué)生提出其他的如洗衣機(jī)

8、控制水溫等等。這樣的課堂才是學(xué)生喜歡的課堂，具有生活意義的課堂。我們采用仿真機(jī)器人進(jìn)行課堂教學(xué)實踐，一來，解決生活中的問題，更加貼近學(xué)生的生活，如：機(jī)器人避障、機(jī)器人巡邏等等，二來，可以將生活實際現(xiàn)象進(jìn)行模擬，解釋生活中的神秘科技，如，倒車?yán)走_(dá)、樓道燈、電飯鍋、空調(diào)等等。（ 2）基于平臺的程序模擬創(chuàng)作，激發(fā)創(chuàng)新思維的啟蒙培養(yǎng)我們帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)智能路燈的時候，讓孩子像綜合實踐課的研究一樣，通過觀察、記錄生活中的路燈是怎樣工作的。學(xué)生通過觀察之后得出結(jié)果，是按時間來實現(xiàn)開和關(guān)，經(jīng)過小組探究討論之后，孩子們發(fā)現(xiàn)這樣的路燈設(shè)計還是有限制的，為此提出能不能用光敏傳感器控制路燈，可以根據(jù)天色的變化自動控制路

9、燈的開關(guān)、亮度等等，這樣既可以節(jié)能又安全可靠。這難道不是創(chuàng)新不是創(chuàng)意？就是機(jī)器人程序設(shè)計帶給孩子的財富。當(dāng)然在程序結(jié)構(gòu)中也有著特殊的創(chuàng)意：有學(xué)生在研究模擬實現(xiàn)樓道燈的時候，發(fā)現(xiàn)樓道路燈的片面控制，提出可以進(jìn)行多重判斷(分支嵌套)聽到聲音可以亮燈，觸碰可以亮燈，同時滿足可以亮燈。我們相信，有這樣的平臺作為創(chuàng)新支撐，我們的孩子會越來越出色的。4. 對主流三大仿真軟件的簡要分析中鳴足球仿真軟件：單機(jī)版免費使用。側(cè)重于數(shù)學(xué)知識的綜合運(yùn)用，適合中學(xué)生研究學(xué)習(xí)。廣茂達(dá)仿真軟件：單機(jī)版免費使用。側(cè)重于程序流程圖，適合小學(xué)生研究學(xué)習(xí)。納英特仿真軟件：六年級教參光盤中有免費班。側(cè)重于硬件搭建和程序流程圖，適合中

10、小學(xué)生研究學(xué)習(xí)?；谶@樣的分析，我們學(xué)校采用的是三者相結(jié)合的方式，廣茂達(dá)仿真作為啟蒙程序設(shè)計，培養(yǎng)孩子對程序設(shè)計的興趣，繼而采用納英特仿真培養(yǎng)孩子的動手能力和空間想象能力，然后用中鳴的仿真軟件，進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)科整合性研究。當(dāng)然，條件有限的學(xué)?？梢圆捎脧V茂達(dá)仿真平臺，它對計算機(jī)的要求也不是很高，性價比比較高。四、創(chuàng)設(shè)機(jī)器人教與學(xué)的環(huán)境：機(jī)器人課堂教學(xué)怎樣組織1 . 基于生活背景實施機(jī)器人課堂的理論觀點學(xué)生能真正學(xué)到的是跟他們生活息息相關(guān)的知識，這個知識的范圍我們稱作“最近發(fā)展區(qū)域” ，簡稱ZPD( Zone of Proximal Development ) 。因此，我們的課堂需要關(guān)注學(xué)生的“ZPD

11、”2 .課堂教學(xué)的準(zhǔn)備需要不斷發(fā)現(xiàn)生活中的“機(jī)器人”原理機(jī)器人課堂教學(xué)的準(zhǔn)備工作，同樣跟其他學(xué)科一樣，需要教師對教學(xué)內(nèi)容的深入理解, 對教學(xué)策略的不斷改進(jìn)。這個過程中也有不同于其他學(xué)科的內(nèi)容：對機(jī)器人準(zhǔn)備，我們仿 真平臺中的準(zhǔn)備主要體現(xiàn)在，學(xué)習(xí)任務(wù)與生活實際的聯(lián)系與模擬。對教師在準(zhǔn)備過程中所要注意的環(huán)節(jié)，可以用如下圖表體現(xiàn)：(1)備教材(2)備學(xué)生:確定調(diào)整教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)策從上述圖表可以發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的興趣來源還是跟他們息息相關(guān)的生活實際，但是我們機(jī)器人教學(xué)中采用生活化的情景模擬，最好是讓學(xué)生來感受一下，看看能不能達(dá)到我們預(yù)期的效果。在整個機(jī)器人的教學(xué)過程中，學(xué)生對機(jī)器人研究的深入程度，也跟學(xué)生的

12、生活經(jīng)驗關(guān)系密切，學(xué)生調(diào)試：在調(diào)試機(jī)器人的過程中，學(xué)生體驗到的是一種科學(xué)實驗的完整過程。學(xué)生在不斷反復(fù)下面的過程：其實，學(xué)習(xí)準(zhǔn)備的過程，我們可以參考綜合實踐教學(xué)的模式：提出問題、調(diào)查研究、分析問題、解決問題。當(dāng)我們不斷發(fā)現(xiàn)生活中的程序問題的時候，我們真的進(jìn)入機(jī)器人的世界了。五、創(chuàng)造機(jī)器人教與學(xué)的堅實后盾：機(jī)器人課堂教學(xué)成效的評價1. 評價原則：強(qiáng)調(diào)評價對教學(xué)的激勵、診斷和促進(jìn)作用；發(fā)揮教師在評價中的主導(dǎo)作用，創(chuàng)造條件實現(xiàn)評價主體的多元化；評價要關(guān)注學(xué)生的個別差異，鼓勵學(xué)生的創(chuàng)造實踐。2. 評價內(nèi)容與方式：綜合運(yùn)用各種過程性評價方式，全面考察學(xué)生信息素養(yǎng)的養(yǎng)成過程；評價與教學(xué)過程相結(jié)合，動態(tài)把握

13、、及時引導(dǎo)學(xué)生情感、態(tài)度和價值觀的形成；紙筆測驗和上機(jī)測驗相結(jié)合開展總結(jié)性評價。結(jié)合本校實際情況，我們采用的就是過程性評價和終結(jié)性評價相結(jié)合的方式，在過程性評價中讓學(xué)生能夠在每次機(jī)器人活動之后，撰寫相關(guān)的小論文小報告，并且在此過程中讓學(xué)生進(jìn)行校課題研究，把研究的成果在進(jìn)行交流匯報，針對機(jī)器人程序設(shè)計的特色，我們讓學(xué)生在研究過程中采用聽課筆記的形式不斷積累，老師同學(xué)可以隨時可以互相查閱筆記。而在終結(jié)性評價中我們采用的是上機(jī)測試和紙筆測驗相結(jié)合的模式:通過這些評價方式，我們的孩子對機(jī)器人課堂興趣越來越濃，這個過程中我們既讓學(xué)生既有操作實踐又有紙筆書寫，也體現(xiàn)我們新課程對信息技術(shù)課程的要求。3. 評

14、價的實施：機(jī)器人課程的評價，我們一直在探索，我們覺得智能機(jī)器人課程中對學(xué)生的評價也可以包括自我評價、同學(xué)評價及教師評價。但是機(jī)器人的教學(xué)是一個實踐的 活動，因此，總體評價應(yīng)該采用過程評價。因此，我們提出，智能機(jī)器人的任務(wù)完成情況 評價，是從完成任務(wù)的方式和完成任務(wù)的效率上進(jìn)行衡量，用最簡單的方式、最快的速度 完成特定的任務(wù)一般就是最佳方案。在同學(xué)互評過程中，我們更多的是引導(dǎo)學(xué)生多進(jìn)行正 面的、鼓勵性的評價。另外，在我們的評價過程中也非常重視人文性，對于學(xué)生的合作精 神、鉆研精神等予以充分的肯定。如：我們對本校六年級學(xué)生經(jīng)過半個學(xué)期學(xué)習(xí)之后的評價表:602班“我們的機(jī)器人伙伴”項目登記表項目名稱

15、硬件結(jié)構(gòu)10分項目創(chuàng)意10分合作程度10分程序設(shè)計10分成功率10分成員簽名（姓名、學(xué)號）從上表中的評價緯度我們可以看出，我本不單單看學(xué)生的成果，還要關(guān)注學(xué)生在過程中的“合作程度”、 “項目創(chuàng)意”等等主觀性的評價內(nèi)容，這也體現(xiàn)了我們對機(jī)器人課堂教學(xué)的特色解讀讓孩子全面發(fā)展，培養(yǎng)孩子的多元智能。六、生產(chǎn)機(jī)器人教與學(xué)的催化劑：機(jī)器人課堂教學(xué)實踐推進(jìn)的后續(xù)保障1. 最堅強(qiáng)的行政保障領(lǐng)導(dǎo)重視機(jī)器人教學(xué)的推進(jìn)與實驗，機(jī)器人活動的順利展開，離不開教育主管行政部門的支持，在我們實踐過程中，教育局（教育裝備中心）、教育研究院（教研室）領(lǐng)導(dǎo)非常關(guān)心我們的機(jī)器人課堂教學(xué)，把機(jī)器人課堂教學(xué)真正當(dāng)作一門學(xué)科來抓，讓我

16、們的教學(xué)有了大的方向。2. 厚實有力的科研理論支撐課題引領(lǐng)科研，可以讓我們明確自己的走向，如今，全國信息技術(shù)專業(yè)委員會成立的機(jī)器人組委會有多項課題，我們完全可以在全國課題的總題引領(lǐng)下，成立自己的子課題，不斷的探索研究適合自己的發(fā)展方向以及課堂教學(xué)的策略。本校信息技術(shù)中性先后主持課題機(jī)器人活動中學(xué)生規(guī)則意識的培養(yǎng)研究（學(xué)校重點課題） 、 機(jī)器人校本課程的開發(fā)研究（嘉興市重點規(guī)劃課題、南湖區(qū)重點規(guī)劃課題），在此基礎(chǔ)上信息技術(shù)學(xué)科的信息技術(shù)課堂中學(xué)生自我管理能力的培養(yǎng)研究浙江省立項課題。由此可見，機(jī)器人課堂教學(xué)的推進(jìn)實施需要課題的引領(lǐng)，濃厚的信息技術(shù)學(xué)科科研氛圍，有利于我們很好地開展機(jī)器人課堂教學(xué)研

17、究與實踐，有利于不斷提升不斷推進(jìn)機(jī)器人課堂教學(xué)的實踐。3. 機(jī)器人課堂教學(xué)的綜合理念支撐機(jī)器人課堂教學(xué)的有效推進(jìn)，需要我們用自己的理念來監(jiān)督與實踐。我們在整個機(jī)器人課堂教學(xué)實踐推進(jìn)研究過程中，是以團(tuán)隊的理念來完成的，成立了“機(jī)器人課堂教學(xué)研討組” ， 由專人負(fù)責(zé)，定期開展教學(xué)研討活動，交流經(jīng)驗相互學(xué)習(xí)。當(dāng)遇到大型比賽的時候，互幫互助，互相推薦分配代表參賽，整體的教學(xué)研討、比賽參與都比較融洽。4. 恰如其分的競賽催化機(jī)器人教學(xué)快速成長比賽的真正目的：推進(jìn)機(jī)器人課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，我們搞各種各樣的比賽目的還是推動課堂教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，而不是花大量的銀子去搞怎樣高科技的比賽，最終得不償失。我們的目的還是要考驗學(xué)生的真實水平。我們的比賽應(yīng)該是真正屬于學(xué)生的比賽。基于這樣的比賽理念、針對這樣的比賽目的，我校每學(xué)期都會組織相應(yīng)的比賽，主要分為學(xué)生競賽與教師競賽：（ 1） 學(xué)生一頭的比賽：常規(guī)比賽： “競賽+上機(jī)考試”； 創(chuàng)意比賽：“現(xiàn)場設(shè)計 +解說” 。 （2）教師一頭的比賽：機(jī)器人課堂教學(xué)展示評比：“設(shè)計