周忠林

摘要：機器人教學是培養(yǎng)學生核心信息素養(yǎng)、提高學生多學科知識融合的重要途徑，目前在我市實際的教學過程中，有不少機器人教學平臺，本文僅以虛擬機器人教學平臺探討信息技術核心素養(yǎng)教學策略。

關鍵詞：機器人教學;信息技術核心素養(yǎng);教學策略

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）21-0205-02

關注思維發(fā)展，培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)才是我們開展虛擬機器人教學的重心，虛擬機器人教學不僅有利于學生理解科技領域的抽象概念，更有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和解決問題能力。本文結合IRobotQ 3D汽車總動員項目，就如何引領老師們開展虛擬機器人教學進行探討，祈望在推動區(qū)域虛擬機器人教學發(fā)展、促進學生核心素養(yǎng)的生成方面，起到拋磚引玉的作用。

一、虛擬返璞歸真 構建問題情景

核心素養(yǎng)強調(diào)信息環(huán)境應具有真實性，要有供學生選擇使用的數(shù)字化工具。虛擬機器人是在軟件平臺上對實體機器人進行模擬，但這“虛”并不意味著虛擬機器人運動可以停留在“不遵循真實世界的物理規(guī)律”的狀態(tài)。虛擬源于真實，也應基于真實，學生操作虛擬機器人，最終要建構起對真實機器人的認知，因此需要選擇恰當?shù)奶摂M機器人教學平臺，構建比較真實的問題情景。

依據(jù)多年教研實踐，筆者選擇IRobotQ 3D軟件平臺作為引領本區(qū)域老師開展虛擬機器人教學的平臺。iRobotQ 3D虛擬機器人支持物理引擎，場景中的很多元素都具備了多種物理屬性，如質(zhì)量、摩擦等，以致任務場景真實感強。

二、問題生成求解 提升信息意識

具備較強信息意識，能夠產(chǎn)生強烈的發(fā)現(xiàn)欲和濃厚的學習興趣，能使學生根據(jù)解決問題的需要，主動地以恰當?shù)姆绞将@取與處理信息。虛擬機器人教學中，指導教師應把教學設置在有意義的情景之中，引導學生挖掘、提出和解決問題，在解決問題的過程中，敏銳獲取信息，對信息進行分析，為解決問題提供參考，完成方案構想、抉擇、歸納、評價，掌握隱含于問題背后的科學知識，提升自身的信息意識。

例如，在《機器人走中線》公開教學中，鎮(zhèn)江市實驗小學費老師適時引導學生思考：虛擬機器人如何行駛，可能會遇到哪些問題？學生結合生活中汽車在馬路上行駛的情形，不斷提出疑問，生成若干問題，在生生互動、師生互動中逐漸形成邏輯性較強的問題集，如圖1。課堂上，針對問題，學生根據(jù)自己已有的基礎及知識結構，尋求相關知識的支持，自己選擇老師提供的微視頻為學習載體，結合生生互動、師生互動進行自主學習、項目探究和動手實踐。碰到問題時，學生先自主分析相關信息，嘗試解決問題，如若解決不了，可以尋求幫助。此外，費老師及時收集學生不能獨立解決的問題，作為課堂生成性資源，組織學生進行生生合作，討論解決學生不能獨立解決的問題;若合作之后仍碰壁，費老師進行師生合作，加以適量、適度的指導或暗示，使其在心里認真忖度，最終從對問題的茫然中破繭化蝶般走出，發(fā)現(xiàn)和闡述問題的解決方案或自己的新想法。在問題群的引導下，最終，師生共同建立機器人走中線的動態(tài)行駛模型：

左邊電機速度=基準速度-（左測距-右測距）/轉換比例

右邊電機速度=基準速度+（左測距-右測距）/轉換比例

老師引導學生生成問題、解決問題，提升主動獲取知識的意識，以已有的知識為生長點，并在對問題的求解中找到相關知識之間的聯(lián)系，增強運用知識解決實際問題的能力，將信息意識提升到能力，成為培養(yǎng)學生信息素養(yǎng)的助推器。

三、項目分解整合 發(fā)展計算思維

知識的整合是針對知識的碎片化而言，將孤立化、片面化的知識經(jīng)過分化、重組，形成富有教育意義又能幫助學生進行學習的知識序列。信息技術核心素養(yǎng)提出培養(yǎng)學生運用所學知識解決實踐問題的能力，這就要求我們教師在教學過程中需要引導學生整合所學知識，開始于一個完整的項目，了解這個項目中將要學習什么、有什么意義;然后將完整的項目分解成若干個微項目，分別思考、求解微項目所涉及的問題，獲得單個微項目的解決方案;最后，將碎片化的微項目重新構建成一個整體，優(yōu)化整個的項目解決方案，從而提高利用信息技術解決問題的能力。

（一）項目分解

《汽車總動員》整個項目涉及的知識點較廣，相關操作煩瑣，需要學生花費好幾節(jié)課才能完成。因此，教學中，指導教師可以引導學生把整個項目進行分解成若干微項目，使用思維導圖進行展示，并通過小組合作，師生合作，不斷補充，形成一個系統(tǒng)性、相對獨立的各個微項目，如圖2。這樣，學生對整個項目有一個完整認識，能夠理清項目涉及的知識以及相關聯(lián)系，在學習過程中，學生能依據(jù)微項目制定自己的學習計劃和路線圖，知道該閱讀什么材料能獲取什么信息，該解決哪些問題完成微項目，知道如何檢測自己的方案。由于微項目有利于小范圍技能的探索和實踐，學生易于逐個擊破，先零后整地求解一個個微項目，循序漸進，如編寫程序時，求解一個個微項目就是編寫一個個子程序，再根據(jù)項目路段進行合理調(diào)用，最終解決整個項目的問題、完成任務。

（二）歸納遷移

歸納能使學生從具體走向抽象，由現(xiàn)象抵達本質(zhì);歸納能讓學生實現(xiàn)認識的質(zhì)變，并有所發(fā)現(xiàn)。要進一步發(fā)展學生的計算思維，就必須在教學中尊重學生的最新發(fā)展區(qū)，不斷地引導學生歸納完善問題的解決方案，進而實踐于自我具體的學習行為之中，大幅度實現(xiàn)知識的遷移，計算思維的培養(yǎng)就有可能事半功倍。

參考文獻：

[1]朱元龍，王毅軒，王毅剛.多人在線三維虛擬機器人教學系統(tǒng)的開發(fā)[J].電子科技，2014，27（09）：44-47+50.