張小杰

機(jī)器人教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的基石，對(duì)培育學(xué)生創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力具有重要作用。機(jī)器人教學(xué)能讓學(xué)生的信息技術(shù)學(xué)習(xí)快樂(lè)發(fā)生。

一、搭建學(xué)習(xí)平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生“快樂(lè)挑戰(zhàn)”

當(dāng)前，很多學(xué)校囿于條件，沒(méi)有專業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。通常情況下，學(xué)校都是用信息技術(shù)教室作為機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室。為此，教師要善于在信息技術(shù)教室中搭建學(xué)生機(jī)器人學(xué)習(xí)的平臺(tái)，助推學(xué)生的機(jī)器人學(xué)習(xí)。當(dāng)前，機(jī)器人教學(xué)運(yùn)用較多的器材主要有兩類：積木類和集件類。其中，“積木類”采用積木原件引導(dǎo)學(xué)生搭建，以“樂(lè)高機(jī)器人”為代表;“集件類”則是將大部分組件固化，形成完整的機(jī)器人小車，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行簡(jiǎn)單拓展，以“紫光三角機(jī)器人”為代表。兩種機(jī)器人類型相互補(bǔ)充、相得益彰。

在蘇科版信息技術(shù)教材中，“機(jī)器人”這一部分內(nèi)容主要安排在六年級(jí)。教學(xué)中，教師首先要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)“機(jī)器人”，認(rèn)識(shí)“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”。學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)主要包括“菜單欄”“工具欄”“控件庫(kù)”“編程區(qū)”“代碼區(qū)”等。平臺(tái)通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，將機(jī)器人教育和設(shè)計(jì)的各個(gè)應(yīng)用細(xì)節(jié)進(jìn)行高度的三維仿真，實(shí)現(xiàn)三維世界里任務(wù)場(chǎng)景的設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)機(jī)器人行走、機(jī)器人循光、機(jī)器人沿線行走、機(jī)器人機(jī)械手、掃地機(jī)器人、滅火機(jī)器人、聲控機(jī)器人等。這是一項(xiàng)富有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)任務(wù)，能表現(xiàn)出逼真的學(xué)習(xí)情境、類似游戲的操作界面，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。借助“學(xué)生機(jī)器人平臺(tái)”中圖像化的流程圖，能降低學(xué)生的編程門檻。引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)，讓學(xué)生自主編寫程序。通過(guò)“傳感器”“控制器”“驅(qū)動(dòng)器”等，模擬不同物理參數(shù)，形成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，

機(jī)器人教學(xué)由易到難、由簡(jiǎn)到繁。一個(gè)個(gè)多變且充滿創(chuàng)意的開放式任務(wù)，能激發(fā)學(xué)生不斷展開快樂(lè)挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)自己的預(yù)設(shè)目標(biāo)。為了助推學(xué)生的學(xué)習(xí)挑戰(zhàn)，教師可以架構(gòu)一個(gè)金字塔型的機(jī)器人學(xué)習(xí)任務(wù)，幫助學(xué)生在有限時(shí)間內(nèi)完成機(jī)器人學(xué)習(xí)。

二、引領(lǐng)學(xué)習(xí)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生“快樂(lè)體驗(yàn)”

當(dāng)今信息技術(shù)教學(xué)的改革趨勢(shì)是從“知識(shí)中心”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)中心”。知識(shí)不再是信息技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)，而是達(dá)成信息技術(shù)素養(yǎng)的載體。機(jī)器人學(xué)習(xí)正是培育學(xué)生信息素養(yǎng)的重要方式之一。學(xué)生的機(jī)器人學(xué)習(xí)，既需要編寫程序，又需要硬件搭建。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生既要?jiǎng)邮?，更要?jiǎng)幽X。作為教師，要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)編實(shí)踐。比如將“機(jī)器人行走”設(shè)置為“可愛(ài)的小兔”，將“屏幕報(bào)數(shù)”設(shè)置為“快樂(lè)計(jì)數(shù)器”，將“機(jī)器人循光”設(shè)置為“乖巧的小白”（機(jī)器人循光），將“機(jī)器人發(fā)聲”設(shè)置為“愛(ài)唱歌的學(xué)生”等。通過(guò)這樣的學(xué)習(xí)設(shè)置，讓學(xué)生獲得快樂(lè)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

比如教學(xué)《機(jī)器人機(jī)械手》一課，教師可以給學(xué)生提供機(jī)械手的構(gòu)件，引導(dǎo)學(xué)生搭建機(jī)器人機(jī)械手。學(xué)生根據(jù)教師提供的不同材料，進(jìn)行活動(dòng)分析，搭建機(jī)械手。進(jìn)行機(jī)械手程序的編寫，包括設(shè)置第一個(gè)舵機(jī)、第二個(gè)舵機(jī)、第三個(gè)舵機(jī)，設(shè)置機(jī)械手搬運(yùn)東西的程序。當(dāng)學(xué)生完成程序編寫后，就可以保存、下載，并進(jìn)行調(diào)試實(shí)驗(yàn)。在這個(gè)過(guò)程中，由于教師賦予了學(xué)生重組搭建機(jī)械手、編寫程序、調(diào)試等的時(shí)機(jī)，學(xué)生都能積極主動(dòng)參與。通過(guò)小組合作，共同完成機(jī)械人機(jī)械手的搭建、編程、調(diào)試等學(xué)習(xí)項(xiàng)目。在合作中，學(xué)生體驗(yàn)到效率的提升，增進(jìn)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)。當(dāng)學(xué)生完成一個(gè)個(gè)項(xiàng)目時(shí)，能感受到成功的喜悅，生成良好的信息素養(yǎng)。

在學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)踐中，教師要樹立“為創(chuàng)造而教”的理念，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)建“機(jī)器人項(xiàng)目”，讓學(xué)生不斷嘗試、思考、交流，解決問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生將作品進(jìn)行分享交流，讓思維得到碰撞，形成創(chuàng)新靈感，不斷獲得成功體驗(yàn)。

三、組建學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)，引導(dǎo)學(xué)生“快樂(lè)合作”

在機(jī)器人教學(xué)中，涌現(xiàn)了一些機(jī)器人迷。這些學(xué)生不滿足于課內(nèi)的有限時(shí)空，常常聚首討論，形成了一個(gè)個(gè)顯眼的“非正式群體”?；诖?，在教學(xué)中組建了一個(gè)機(jī)器人學(xué)研團(tuán)隊(duì)，引導(dǎo)學(xué)生快樂(lè)合作。一些機(jī)器人競(jìng)賽項(xiàng)目，尤其需要群策群力、眾籌眾謀。許多機(jī)器人活動(dòng)項(xiàng)目、比賽項(xiàng)目，就凝聚著群體的實(shí)踐智慧。

比如教學(xué)《機(jī)器人沿線行走》，設(shè)置了不同難度的行走路線，比如8字形、Z字形、回形針形、六角形、不規(guī)則形、圓形軌道等，通過(guò)不斷增加難度系數(shù)，開掘?qū)W生創(chuàng)造性潛質(zhì)。在編寫程序過(guò)程中，開始對(duì)機(jī)器人小車轉(zhuǎn)彎速度取固定值，導(dǎo)致了機(jī)器人小車不能高速行駛，從而影響了機(jī)器人小車到達(dá)終點(diǎn)。經(jīng)過(guò)小組合作，有學(xué)生建議分段賦予機(jī)器人小車不同的速度值，但是結(jié)果仍不理想?；诖耍袑W(xué)生認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)分不同路線進(jìn)行研究，最終通過(guò)計(jì)算，將機(jī)器人小車的控制轉(zhuǎn)彎改成動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)彎，提高了機(jī)器人行走的效果。在合作中，學(xué)生深度思考問(wèn)題，通過(guò)思維碰撞、頭腦風(fēng)暴解決問(wèn)題。這樣，學(xué)生就在快樂(lè)合作中體驗(yàn)靈感、體驗(yàn)創(chuàng)新，這正是機(jī)器人課程的魅力所在。

（作者單位：江蘇省海門市東洲小學(xué)）

責(zé)任編輯：鄧鈺