任穎

隨著信息技術的發(fā)展，基于開源硬件的創(chuàng)客教育多數(shù)逐漸在中小學課堂落地。現(xiàn)有的創(chuàng)客課程，多數(shù)是基于硬件基礎教學，部分是基于項目展開教學，這樣的教學方法雖然很容易讓學生掌握一些基礎知識，但零散的教學不利于學生系統(tǒng)思維的構建，也不利于學生的創(chuàng)新創(chuàng)造。因此，筆者嘗試在教學中結合真實的生活情境，系統(tǒng)梳理機器人結構、傳感、控制、動力等知識點，讓機器人學習變得更接地氣，更有趣，也更有意義。

情境學習的教學特點和價值

研究對象是機器人課程初學者（小學四年級的學生），使用產(chǎn)品為Makeblock的mbot系列，教學模式主要是合作探究，學習方式采用情境學習的方法，其教學特點和價值如下：

（1）對所學的知識追根尋源，即補充背景知識、基礎知識，讓學生明白這一知識“從何而來”，理論支撐是什么;通過學習掌握必要的理論，同時也讓教材內容變得有溫度，有情感，更能體現(xiàn)課堂內容的趣味性。

（2）對所學的知識設置情境，即設置真實情境，讓學生明白課堂中所學的知識“到哪里去”，引導學生利用所學知識解決生活中的真實問題，以達到學以致用、學有所用的目的。

（3）所學的知識系統(tǒng)化，即設置合理的知識框架，以幫助學生理解、記憶和遷移，讓教學內容更有意義。學生所學習的機器人課程不是碎片化的一條一條的指令，而是有組織、有結構的系統(tǒng)知識。

起點：了解學生“在哪里”

要想讓效果事半功倍，必須做到知己知彼，機器人教學也是如此。這就需要教師在了解小學生的特性、掌握聽課學生的信息技術現(xiàn)狀以及學生基礎知識儲備情況的基礎上，有針對性地設計情境學習的知識框架、項目式推進的教學策略以及最終的教學方案和評價體系。

以筆者所在的學校為例，在課程建設初期，就通過查閱各學科的課標，訪談教師、學生及問卷調查的方法，獲取學生的基本情況。知道了學生“在哪里”，再按照年級劃分知識類型，最后形成具有針對性和時效性的機器人課程，明確學生未來的水平，設計學生跳一跳就能摘到的“果子”，保證機器人學習科學、有效地開展。

實踐：情境化教學來保障

情境學習是一種學習目標明確、以學生為中心、需要師生共同參與的學習方法。在教學中運用該學習方法，可讓學生聚焦于真實情境中的真實問題，開展跨學科的探究活動。在機器人課程的學習中，前期的學習主要包括元器件和編程知識的學習，在學生掌握后，教師退回幕后，把主動權還給學生，讓學生結合自己的興趣和生活經(jīng)驗，自由分組、分工、討論、探索、實踐、分享，而教師只需要闡述合作要求，給予指導性的建議和評價。具體實施辦法如下。

1.設置情境“目標”

課程揉合了機器人結構、傳感、控制、動力等知識點，設置了繽紛光電、美妙的聲音、神奇的傳感世界、控制和動力、綜合實踐五個教學單元，如第二單元“美妙的聲音”聯(lián)系生活情境設置四個學時，分別為：《我的小車會唱歌》主要是蜂鳴器、音樂常識及基礎幾何結構的學習;《智能旗桿》主要是學習揚聲器、滑輪的使用及音樂截取的方法;《仿真小車》主要是模擬生活中小車發(fā)動、轉彎、剎車等來學習音樂下載、馬達的使用和多程序調用;《課外閱讀》補充音樂下載、截取、合并的方法。

2.情境中“合作”

教學中，筆者要求學生采用小組合作形式，四人一組，分別擔任項目經(jīng)理、工程師、程序員、演說家的角色。項目經(jīng)理負責整個項目工作的協(xié)調，靈活配置有效資源;工程師負責外觀和結構的設計，需要與程序員保持有效溝通;程序員需要明確項目任務的目標，完成電路的構建和程序的調試，配合工程師完成整個項目的制作;演說家主要搜集過程性圖片、拍照、錄制視頻、制作PPT，用文字稿或者視頻形式，闡明本次項目的設計意圖、實施過程和解決方案。

當然，在實際教學中小組成員不是固定不變的，基礎知識的學習多采用兩人小組制，目的是讓每個學生親身體驗各個角色的工作職責，掌握傳統(tǒng)的基本技能。在單元的項目任務和后期活動中，采用四人小組合作。學生通過自我管理的方式，在有效的時間內完成項目的制作，這不僅能提高小組工作效率，還能彌補個人能力的不足。

3.情境中“試錯”

在探索學習前，教師需要明確教學目標，并給學生提供一些實際的操作建議和指導，讓學生知道“從哪兒來”“如何做”“到哪兒去”。探索中要允許學生“犯錯誤”，因為學習中的掙扎與糾結往往會帶給他們更多的回報，讓他們產(chǎn)生更多的觀察體會，領悟到更多領域的知識，同時還會有更強烈的成就感。作為教師，也要善于運用學生嘗試中的錯誤進行教學，并給他們提供適當?shù)膸椭苊鈱W生因為屢次失敗喪失探索的熱情。

比如在《我的遙控我做主》中，任務一是通過上、下、左、右四個按鍵，控制小車前進、后退、左拐、右拐;任務二是通過小隊PK過“S”彎。

學生根據(jù)生活體驗實現(xiàn)任務一時，首先想到的就是利用并列的“如果…那么…”語句，通常呈現(xiàn)以下兩種情況：

寫“程序1”（如圖1）的學生將程序上傳后小車紋絲不動，卻一直找不到錯誤的根源，寫“程序2”（如圖2）的小組上傳程序后發(fā)現(xiàn)可以執(zhí)行，但進入“S”彎后小車容易碰壁。為了幫助學生尋找問題的癥結，教師只需要提出相應的問題讓學生思考并嘗試，但在探索中多數(shù)小組用“程序3”（如下頁圖3）完成本次任務，極少小組能夠想到用“程序4”即嵌套的方法（如下頁圖4）來實現(xiàn)。

4.針對性分享評價

對學生來說，他們在探索發(fā)現(xiàn)并動手完成后往往有很多體會想表達，學生也愿意與他人分享自己創(chuàng)作的樂趣、過程的艱辛以及成功的喜悅。這個時候如果教師根據(jù)評價標準，如創(chuàng)意實用性、結構合理性、技術科學性、美觀程度、團隊協(xié)作、分享表達等，設計一個分享框架，學生就可以做到有的放矢，這樣不但增加可信度和科學性，還能收到事半功倍的效果。

反饋：課后拓展提升，實現(xiàn)學生“去哪里”

由于學生學習程度參差不齊，如果課堂目標要求單一，會影響學生的學習積極性。在課堂練習中，教師可以結合課堂知識及生活經(jīng)驗，設置開放性拓展任務，讓學生完成實踐經(jīng)驗的積累以及提升。比如第三單元“燈帶”的學習，在學生達成學習目標后，教師可以啟發(fā)學生改進燈帶的程序做出呼吸燈（全部燈亮度的漸亮漸暗）、流水燈（從左到右逐個亮起再逐個熄掉）、五彩燈（從左到右逐個亮起不同顏色再逐個熄掉），并根據(jù)燈帶效果的不同結合生活體驗制作相應作品（警示燈、幸運大轉盤、裝飾燈）。

這種在真實情境中依托學生基礎知識、結合學生生活體驗設計課程框架的學習方式是理性與情感并存的、鮮活而有溫度的。在真實情境中結合生活體驗開展學習可以充分激發(fā)學生的求知欲，讓學生主動“進入”知識，“親身”經(jīng)歷知識的“（再）形成”和“（再）發(fā)展”，在實踐中掌握機器人的系統(tǒng)知識和技能，形成自己的知識體系，并在實際生活場景中應用提高，從而加深對知識的掌握，完成知識的建構，同時培養(yǎng)學生自主學習、合作探究、分享表達和問題解決的能力。

基金項目：“河南省教育科學‘十三五規(guī)劃電化教育專項課題成果”“STEAM理念下小學高年級機器人課程開發(fā)與實踐 【2018】-JKGHDHZX-047”。