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1、浅谈小学机器人课堂教学的实践策略 内容摘要机器人，我们现在都已经比较熟悉了，她作为信息技术学科的一个拓展平台已经得到各方面的认可：让机器人走进课堂，走向每一位学生，让更多的孩子了解机器人，培养孩子综合能力和信息素养。然而，当我们看到机器人这个特殊的课堂教学平台的亮丽风景的同时，我们还在思考：机器人课堂教学中到底要教什么？采用怎么样的教学模式与策略学生才会感兴趣？对机器人教学成效又该怎样评价？本文就以这样的思路，谈谈我对机器人课堂教学实践策略的思考。关键词 机器人 课堂教学 实践策略随着机器人课堂教学活动的不断推进，实践中的我们都遇到类似的困惑：学生对机器人的兴趣很高很高，可是在短短几堂课的教学
2、实践之后，学生的兴趣、学生的热情似乎大打折扣，到底是什么原因引起的这种变化，怎样才能让机器人课堂“活”起来，让学生能够灵活应用机器人学习中的各种知识，解决生活中的实际问题，真正地做到活学活用。一、找准机器人教与学的支点：机器人课堂教学到底要教什么 1.机器人课堂教学需要准确定位首先，我们必须清楚地意识到，我们所讲的机器人不是一门学科，他不是大学所学的机器人学科“下放”到我们中小学的学习中来。其次，我们必须明确我们开展机器人课堂教学的主要任务是培养学生对机器人研究的兴趣，同时培养学生分析问题、解决问题的能力。如今，新课程提倡研究性学习，真正的研究性学习才能激发学生兴趣，提高学习的效率，而我们的机
3、器人的学习属于真正的研究性学习。在整个学习过程中，学生得到多元的乐趣体验，与生活息息相关。 因此，我觉得我们的机器人课堂教学的核心应该是：程序设计初步知识，在此基础上培养孩子协作、创新的多元智能。 2.认清机器人课堂教学对教师提出的要求 作为机器人课堂教学实践的我们自身需要做好各项准备，这也是对我们参与机器人课堂教学实践所提出的具体要求，我们在实践过程中发现机器人课堂实践对我们的要求很高，主要体现在：1.有一定的耐心。2.有一定的动手能力。3.有一定的电子技能技术。4.有一定的程序编写能力。5.有一定的创造欲望。6.有一定的观察生活感受生活的激情。 由于机器人的教学还是处于起步阶段，我们都还在
4、不断了解，也都在“摸石头过河”，我们自身的准备工作，对自身所提出的要求，做得踏实一点，要求严格一些，在教学中就可以做到游刃有余。二、瞅准机器人教与学的时机：什么时候开始教学机器人 机器人的学习需要学生的生活经验作为基础，包括学生对问题的分析、解决问题的能力，都会影响机器人学习的积极性。 曾经也有学者提出“程序设计教学越早越好”但我个人认为也不能太早。必须切合学生的学习实际，跟学校信息技术教学整体协同，不过我们可以在早期的机器人课堂教学采用实体机器人，进行搭建研究学习，简单介绍相关机械原理，培养孩子的动手能力。 根据我校实际情况，我们的做法：三年级初步接触了解什么是机器人、四年级简单了解机器人程
5、序、五年级运用机器人模拟生活中的简单任务，六年级第二学期开始系统学习机器人相关知识。这些年来的实践证明，采用这样的机器人课堂教学梯度铺垫策略，有利于学生兴趣的培养，同时也符合学生的认知规律层层递进。三、精选机器人教与学的土壤：选择怎样的教学平台 1.实体机器人与仿真平台比较实体机器人的价值（优势）：机器人学习对学生的动手能力、空间想象能力、创造性思维，分析问题、解决问题的能力的培养有独特的作用，但是实际使用过程中也遇到了困难：机器人价格昂贵，器材管理难度较大，平行班之间的协调也比较麻烦。理想化的管理方法是更物理实验室一样，需要什么元件的时候可以提供什么元件。 这种模式，一般学校都做不到，因此实
6、体机器人给我们带来的很大的压力。 仿真机器人的特点:同样可以培养学生的动手能力等等，更加突出了程序设计学习，没有了器材的限制，没有了管理的烦恼，我们可以更加轻松的放手教学，让程序教学更加贴近学生的生活实际。 2.仿真机器人与LOGO语言 仿真机器人平台可以将学生生活中的各种现象通过程序模拟实现，例如：“机器人巡逻员”“机器人避障”“机器人路灯” LOGO语言有规范的语言格式，可以画出各种各样的图形，突出程序设计的思维方式，包括：子程序、调用、函数、递归等等知识。 两者比较之后，我们会发现，其实仿真机器人更受学生欢迎的真正原因是：更贴近学生的生活实际，学生可以真正的看得到摸得着。 3.基于仿真机
7、器人平台教学程序语言的优势 （1）源于生活的机器人情景主题，培养生活化的编程思维 用生活化的情景来教学我们的机器人程序设计，可以真正激发学生学习的激情，可以让学生真正解决生活中的问题，揭示生活中的神秘现象。举个简单的例子：以前我一直以为我们家里用的那个开水煲水烧开之后自己可以挑掉，是因为震动。后来有一次，再买开水煲的时候售货员跟我说：这个开水煲采用的是进口的温控器，我才恍然大悟，原来是靠温度控制机器的，因此我把这个内容放在课堂中，让学生研究，我觉得很有价值，学生乐意去讨论，去探索，跟我一样很多人都认为是震动。课后还有学生提出其他的如洗衣机控制水温等等。这样的课堂才是学生喜欢的课堂，具有生活意义
8、的课堂。我们采用仿真机器人进行课堂教学实践，一来，解决生活中的问题，更加贴近学生的生活，如：机器人避障、机器人巡逻等等，二来，可以将生活实际现象进行模拟，解释生活中的神秘科技，如，倒车雷达、楼道灯、电饭锅、空调等等。（2）基于平台的程序模拟创作，激发创新思维的启蒙培养 我们带领学生学习智能路灯的时候，让孩子像综合实践课的研究一样，通过观察、记录生活中的路灯是怎样工作的。学生通过观察之后得出结果，是按时间来实现开和关，经过小组探究讨论之后，孩子们发现这样的路灯设计还是有限制的，为此提出能不能用光敏传感器控制路灯，可以根据天色的变化自动控制路灯的开关、亮度等等，这样既可以节能又安全可靠。这难道不是
9、创新不是创意？就是机器人程序设计带给孩子的财富。当然在程序结构中也有着特殊的创意：有学生在研究模拟实现楼道灯的时候，发现楼道路灯的片面控制，提出可以进行多重判断（分支嵌套）听到声音可以亮灯，触碰可以亮灯，同时满足可以亮灯。我们相信，有这样的平台作为创新支撑，我们的孩子会越来越出色的。4.对主流三大仿真软件的简要分析 中鸣足球仿真软件：单机版免费使用。侧重于数学知识的综合运用，适合中学生研究学习。 广茂达仿真软件：单机版免费使用。侧重于程序流程图，适合小学生研究学习。 纳英特仿真软件：六年级教参光盘中有免费班。侧重于硬件搭建和程序流程图，适合中小学生研究学习。基于这样的分析，我们学校采用的是三者
10、相结合的方式，广茂达仿真作为启蒙程序设计，培养孩子对程序设计的兴趣，继而采用纳英特仿真培养孩子的动手能力和空间想象能力，然后用中鸣的仿真软件，进行数学学科整合性研究。当然，条件有限的学校可以采用广茂达仿真平台，它对计算机的要求也不是很高，性价比比较高。四、创设机器人教与学的环境：机器人课堂教学怎样组织 1.基于生活背景实施机器人课堂的理论观点学生能真正学到的是跟他们生活息息相关的知识，这个知识的范围我们称作“最近发展区域”，简称ZPD（Zone of Proximal Development）。因此，我们的课堂需要关注学生的“ZPD”：前苏联著名心理学家L.S.Vygotsky提出：单一的教授
11、知识是枯燥乏味的，没有体现实际用处的知识是不完整的。也就是说，你如果想教学生某种知识，那么，你要能把所讲授的内容与学生的生活联系起来，并让学生了解到知识对于他们生活的重要性。 我们深深地感觉到，在组织教学内容的时候，要从份体现学生对知识的需求，再创设学生没有退路的情景，让学生对知识产生强烈的欲望。2.课堂教学的准备需要不断发现生活中的“机器人”原理 机器人课堂教学的准备工作，同样跟其他学科一样，需要教师对教学内容的深入理解，对教学策略的不断改进。这个过程中也有不同于其他学科的内容：对机器人准备，我们仿真平台中的准备主要体现在，学习任务与生活实际的联系与模拟。对教师在准备过程中所要注意的环节，可
12、以用如下图表体现：（1）备教材备教材：处理教材中的任务，把教材内容生活化，让学生产生探究兴趣。将情景一一罗列，把任务分解到相应的情境中去，在完成任务的同时，逐步推进情景角色。提出任务（来自生活）分析实现任务的算法用流程图表示算法用语言表示算法调试机器人备机器人：把生活中的情景现象，用机器人的程序来试验调试，尽量做到逼真模拟。教师的准备工作是一项非常复杂的工程，根据我们学校的特色，我们可以不断地把自己设计的任务安排在兴趣班中进行尝试，从中观察学生情况，及时反思自己的教学目标，调整自己的教学策略。其实，如果没有兴趣班作为铺垫，也可以将自己的设计（其中自己觉得比较难的内容），找个别学生来问问学生的理
13、解情况。感受很深的就是，当我们辛辛苦苦设计的情景，学生并不感兴趣，那我们再努力也是白费的。（2）备学生：观察学生活动情况，了解学生在学习过程中遇到的问题和障碍进行教学反思兴趣小组活动课堂教学确定教学内容目标调整教学目标、教学策略和实施方法从上述图表可以发现，学生的兴趣来源还是跟他们息息相关的生活实际，但是我们机器人教学中采用生活化的情景模拟，最好是让学生来感受一下，看看能不能达到我们预期的效果。 在整个机器人的教学过程中，学生对机器人研究的深入程度，也跟学生的生活经验关系密切，学生调试：在调试机器人的过程中，学生体验到的是一种科学实验的完整过程。学生在不断反复下面的过程：其实，学习准备的过程，
14、我们可以参考综合实践教学的模式：提出问题、调查研究、分析问题、解决问题。当我们不断发现生活中的程序问题的时候，我们真的进入机器人的世界了。五、创造机器人教与学的坚实后盾：机器人课堂教学成效的评价 1.评价原则：强调评价对教学的激励、诊断和促进作用；发挥教师在评价中的主导作用，创造条件实现评价主体的多元化；评价要关注学生的个别差异，鼓励学生的创造实践。2.评价内容与方式：综合运用各种过程性评价方式，全面考察学生信息素养的养成过程；评价与教学过程相结合，动态把握、及时引导学生情感、态度和价值观的形成；纸笔测验和上机测验相结合开展总结性评价。结合本校实际情况，我们采用的就是过程性评价和终结性评价相结
15、合的方式，在过程性评价中让学生能够在每次机器人活动之后，撰写相关的小论文小报告，并且在此过程中让学生进行校课题研究，把研究的成果在进行交流汇报，针对机器人程序设计的特色，我们让学生在研究过程中采用听课笔记的形式不断积累，老师同学可以随时可以互相查阅笔记。而在终结性评价中我们采用的是上机测试和纸笔测验相结合的模式： 通过这些评价方式，我们的孩子对机器人课堂兴趣越来越浓，这个过程中我们既让学生既有操作实践又有纸笔书写，也体现我们新课程对信息技术课程的要求。3.评价的实施：机器人课程的评价，我们一直在探索，我们觉得智能机器人课程中对学生的评价也可以包括自我评价、同学评价及教师评价。但是机器人的教学是
16、一个实践的活动，因此，总体评价应该采用过程评价。因此，我们提出，智能机器人的任务完成情况评价，是从完成任务的方式和完成任务的效率上进行衡量，用最简单的方式、最快的速度完成特定的任务一般就是最佳方案。在同学互评过程中，我们更多的是引导学生多进行正面的、鼓励性的评价。另外，在我们的评价过程中也非常重视人文性，对于学生的合作精神、钻研精神等予以充分的肯定。 如：我们对本校六年级学生经过半个学期学习之后的评价表：602班“我们的机器人伙伴”项目登记表项目名称 硬件结构10分 项目创意10分 合作程度10分 程序设计10分 成功率10分 成员签名（姓名、学号） 从上表中的评价纬度我们可以看出，我本不单单
17、看学生的成果，还要关注学生在过程中的“合作程度”、“项目创意”等等主观性的评价内容，这也体现了我们对机器人课堂教学的特色解读让孩子全面发展，培养孩子的多元智能。六、生产机器人教与学的催化剂：机器人课堂教学实践推进的后续保障 1.最坚强的行政保障领导重视机器人教学的推进与实验，机器人活动的顺利展开，离不开教育主管行政部门的支持，在我们实践过程中，教育局（教育装备中心）、教育研究院（教研室）领导非常关心我们的机器人课堂教学，把机器人课堂教学真正当作一门学科来抓，让我们的教学有了大的方向。2.厚实有力的科研理论支撑课题引领科研，可以让我们明确自己的走向，如今，全国信息技术专业委员会成立的机器人组委会
18、有多项课题，我们完全可以在全国课题的总题引领下，成立自己的子课题，不断的探索研究适合自己的发展方向以及课堂教学的策略。本校信息技术中性先后主持课题机器人活动中学生规则意识的培养研究（学校重点课题）、机器人校本课程的开发研究（嘉兴市重点规划课题、南湖区重点规划课题），在此基础上信息技术学科的信息技术课堂中学生自我管理能力的培养研究浙江省立项课题。由此可见，机器人课堂教学的推进实施需要课题的引领，浓厚的信息技术学科科研氛围，有利于我们很好地开展机器人课堂教学研究与实践，有利于不断提升不断推进机器人课堂教学的实践。3.机器人课堂教学的综合理念支撑机器人课堂教学的有效推进，需要我们用自己的理念来监督与
19、实践。我们在整个机器人课堂教学实践推进研究过程中，是以团队的理念来完成的，成立了“机器人课堂教学研讨组”，由专人负责，定期开展教学研讨活动，交流经验相互学习。当遇到大型比赛的时候，互帮互助，互相推荐分配代表参赛，整体的教学研讨、比赛参与都比较融洽。4.恰如其分的竞赛催化机器人教学快速成长 比赛的真正目的：推进机器人课堂教学，培养学生的综合素养，我们搞各种各样的比赛目的还是推动课堂教学，培养学生的综合能力，而不是花大量的银子去搞怎样高科技的比赛，最终得不偿失。我们的目的还是要考验学生的真实水平。我们的比赛应该是真正属于学生的比赛。 基于这样的比赛理念、针对这样的比赛目的，我校每学期都会组织相应的
20、比赛，主要分为学生竞赛与教师竞赛：（1）学生一头的比赛：常规比赛：“竞赛+上机考试”；创意比赛：“现场设计+解说”。（2）教师一头的比赛：机器人课堂教学展示评比：“设计+上课+说课+评课”；机器人课堂教学论文、案例评比；教师机器人比赛：现场命题现场比赛。我们的机器人课堂教学还处于起步阶段，探索适合我们实际的有效的课堂教学实践策略是我们不断研究的重点课题，我们更加需要共同研究，加强交流，让机器人课堂教学真正能够“活”起来，真正培养学生的综合能力，让机器人教学越走越好，让我们的程序设计教学灵动起来，从而真正体现机器人这个特殊平台的价值。参考文献：1信息技术教学方法：继承与创新李艺 李冬梅主编 高等教育出版社。2计算机科学概论第8版（美）J.Glenn Brookshear著 俞嘉惠 方存正译 清华大学出版社。
