郭巍丹

【摘要】小學(xué)階段的機(jī)器人課程旨在讓學(xué)生在機(jī)器人項(xiàng)目的體驗(yàn)中了解機(jī)器人的組成、機(jī)器人的功能，激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)器人項(xiàng)目的創(chuàng)意與興趣，讓學(xué)生感受到機(jī)器人就在我們身邊，并為人類服務(wù)。要有效地開(kāi)展機(jī)器人教學(xué)，就必須從學(xué)生認(rèn)知與興趣點(diǎn)出發(fā)，聯(lián)系生活實(shí)際，充分開(kāi)展合作交流，并在教學(xué)中融合新興技術(shù)，提高教學(xué)效率。本文以《道閘機(jī)器人》一課為例，闡述了在教學(xué)實(shí)踐中的一些做法和思考。

【關(guān)鍵詞】道閘機(jī)器人? 智慧課堂? ?新樣態(tài)

《道閘機(jī)器人》是浙江攝影出版社出版的小學(xué)信息技術(shù)六年級(jí)下冊(cè)第三單元《與機(jī)器人零距離》的拓展課，同時(shí)也是我區(qū)機(jī)器人工作室區(qū)本課程中機(jī)器人項(xiàng)目之一。本課結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中常見(jiàn)的道閘設(shè)施，設(shè)計(jì)了一個(gè)道閘機(jī)器人的學(xué)習(xí)項(xiàng)目，從中引入超聲波傳感器的相關(guān)知識(shí)，每?jī)蓚€(gè)學(xué)生組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組，一起探究道閘機(jī)器人的工作原理。在此基礎(chǔ)上利用IPAD版EV3編程軟件編寫程序、調(diào)試運(yùn)行，讓道閘機(jī)器人實(shí)現(xiàn)一檢測(cè)到有車輛就自動(dòng)抬起欄桿放行，當(dāng)檢測(cè)到車輛離開(kāi)后自動(dòng)放下欄桿的功能。學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)到了機(jī)器人項(xiàng)目的樂(lè)趣，從而展現(xiàn)出更多創(chuàng)意。

一、內(nèi)容取材注重興趣

興趣是最好的老師。作為大部分學(xué)生的第一堂實(shí)體機(jī)器人課，課堂首先要讓學(xué)生對(duì)這樣的機(jī)器人項(xiàng)目產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，才能更好地去培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，激發(fā)學(xué)生的無(wú)限創(chuàng)意。雖然學(xué)生在之前的課堂中已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)Scratch，但是一些學(xué)校由于受到實(shí)體機(jī)器人投入的限制，一般都局限于通過(guò)虛擬蘿卜圈等虛擬機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。所以，實(shí)體的樂(lè)高機(jī)器人對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)還是比較陌生且好奇，充滿濃濃的學(xué)習(xí)興趣的。

課堂教學(xué)開(kāi)始前，教師與學(xué)生們一起觀看各種各樣的高大上的機(jī)器人，聊一聊他們認(rèn)識(shí)的機(jī)器人。在這一過(guò)程中，讓學(xué)生體會(huì)到機(jī)器人不再是跟現(xiàn)實(shí)生活有些脫節(jié)的高大上的東西，而是離我們的生活不遠(yuǎn)，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)機(jī)器人項(xiàng)目的必要性，同時(shí)也激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情。

在課堂上展示實(shí)體機(jī)器人，這立即引起了學(xué)生們的關(guān)注。我們到底可以用它來(lái)干什么呢？當(dāng)學(xué)生們學(xué)習(xí)了機(jī)器人項(xiàng)目的流程，能讓機(jī)器人動(dòng)起來(lái)時(shí)，激發(fā)的興趣讓他們的學(xué)習(xí)停不下來(lái)。帶著強(qiáng)烈的興趣，學(xué)生們就會(huì)主動(dòng)、深入地自主去摸索、探究，也才會(huì)更加主動(dòng)地去思考。

在教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，課堂上呈現(xiàn)了一組組學(xué)生自己改進(jìn)設(shè)計(jì)的作品，學(xué)生的成就感油然而生，他們對(duì)今后的學(xué)習(xí)充滿了期待。至此，機(jī)器人項(xiàng)目真正走進(jìn)了他們的內(nèi)心。

二、過(guò)程開(kāi)展突出合作

在備課過(guò)程中，筆者一直在思考，機(jī)器人的課堂要帶給學(xué)生什么感受？要讓他們?cè)鯓釉谡n堂上開(kāi)心地“玩”機(jī)器人，并學(xué)得知識(shí)呢？筆者認(rèn)為，應(yīng)該是盡可能給學(xué)生們搭建一個(gè)合作解決問(wèn)題的平臺(tái)。

課堂上由于使用了平板教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了編程軟件與實(shí)體機(jī)器人的無(wú)線藍(lán)牙傳輸，機(jī)器人項(xiàng)目不受普通電腦教室有線傳輸?shù)南拗?，為小組合作、組間合作提供了更強(qiáng)的可操作性。

首先，小組合作去實(shí)踐探索超聲波傳感器返回?cái)?shù)值的含義。學(xué)生經(jīng)過(guò)摸索探究后得出結(jié)論：在超聲波傳感器的檢測(cè)范圍內(nèi)，物體離得越遠(yuǎn)，超聲波傳感器的返回值越大;物體離得越近，超聲波傳感器的返回值越小。而這正是本課的難點(diǎn)和要解決問(wèn)題的要點(diǎn)，合作探索使學(xué)生對(duì)此理解和記憶深刻。

其次，小組合作商量機(jī)器人工作流程并根據(jù)流程編寫程序。由于學(xué)生對(duì)道閘機(jī)器人工作流程的認(rèn)知還是比較統(tǒng)一的，所以步驟上相差不大。但是不同的小組會(huì)采用不同的方式去實(shí)現(xiàn)，比如抬起和放下欄桿，有的小組用角度，有的用圈數(shù)。在程序下載運(yùn)行測(cè)試后發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，小組成員也會(huì)一起討論解決方案。

最后，在改進(jìn)與創(chuàng)意發(fā)揮階段，合作的氛圍更是達(dá)到了高潮，不再局限于本組合作。為了完成更完善的作品，小組之間也自然而然地產(chǎn)生了合作關(guān)系。同學(xué)們主動(dòng)開(kāi)展合作，小組與小組之間合作共享設(shè)備資源，優(yōu)化結(jié)構(gòu)和程序，實(shí)現(xiàn)自己的創(chuàng)意。有的小組還根據(jù)相同的目標(biāo)，重組在一起進(jìn)行創(chuàng)作。

【教學(xué)片段一】

1.小組討論，拓展思維

對(duì)這個(gè)道閘機(jī)器人，你們組覺(jué)得有什么可以改進(jìn)的地方？程序or結(jié)構(gòu)。

2.交流想法，提供方向

組織各小組交流想法，整理出來(lái)提供方向：

A.欄桿緩慢抬起放下：功率。

B.持續(xù)工作：循環(huán)。

C.手動(dòng)控制道閘：（組間合作）可以用什么傳感器實(shí)現(xiàn)？觸動(dòng)傳感器。

3.推送成果，案例分享

在已經(jīng)初步完成道閘機(jī)器人運(yùn)作的基礎(chǔ)上，學(xué)生已經(jīng)對(duì)實(shí)體機(jī)器人和編程環(huán)境不再陌生，通過(guò)團(tuán)隊(duì)的合作實(shí)現(xiàn)創(chuàng)意，并在這個(gè)過(guò)程中收獲滿滿的成就感。各小組將改進(jìn)后的程序截圖或新搭建的結(jié)構(gòu)推送給老師。

思想的碰撞、零件的共享、能力的搭配，合作成為課堂學(xué)習(xí)的主旋律。在小結(jié)過(guò)程中，筆者也充分肯定了小組合作的意義，鼓勵(lì)用這樣的學(xué)習(xí)方式。因?yàn)樗寣W(xué)生們?cè)跈C(jī)器人項(xiàng)目的學(xué)習(xí)過(guò)程中懂得：完善的項(xiàng)目都非一人所為，而是要依靠集體的智慧與力量。

三、技術(shù)運(yùn)用力求高效

本堂課區(qū)別于平時(shí)的信息技術(shù)課設(shè)計(jì)的用心之處在于技術(shù)的運(yùn)用。在技術(shù)輔助教學(xué)方面，信息技術(shù)課堂相比較于其他課堂有著特殊之處，因?yàn)榧夹g(shù)不僅是我們的教學(xué)工具，也是我們的教學(xué)內(nèi)容。技術(shù)的雙重性使我們要突破原始的教學(xué)，本課選擇和融合除了PC以外的終端和APP，架構(gòu)起強(qiáng)大的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，支撐教學(xué)。

（一）智慧教室，及時(shí)反饋

智慧教室環(huán)境下，主要利用 HI Teach 電子白板批注功能及時(shí)生成學(xué)生課堂資源，推送、拍照、飛遞、飛訊等機(jī)制，讓師生互動(dòng)與小組合作更高效進(jìn)行;助教中照片、視頻的拍攝與傳遞實(shí)現(xiàn)了教師實(shí)時(shí)抓取學(xué)生合作的畫面與成果。

【教學(xué)片段二】

1.分析機(jī)器人的組成部分

將機(jī)器人圖片推送給學(xué)生，學(xué)生用批注功能圈出機(jī)器人的三個(gè)組成部分并傳遞給教師。分析機(jī)器人三個(gè)部分的名稱與功能，引出大型電機(jī)和超聲波傳感器的知識(shí)學(xué)習(xí)。

2.深入學(xué)習(xí)超聲波傳感器

說(shuō)一說(shuō)對(duì)超聲波傳感器的認(rèn)識(shí)，并操作體驗(yàn)在道閘機(jī)器人項(xiàng)目中超聲波傳感器的用法（學(xué)生利用投票功能選擇自己的驗(yàn)證結(jié)果，教師通過(guò)投票結(jié)果了解學(xué)生實(shí)踐情況）。微課介紹蝙蝠的超聲波如何發(fā)現(xiàn)物體的原理。

（二）無(wú)線傳輸，無(wú)限創(chuàng)享

使用“樂(lè)高EV3”編程APP，實(shí)現(xiàn)了與實(shí)體機(jī)器人的無(wú)線藍(lán)牙傳輸，在IPAD和無(wú)線的支持下，沒(méi)有了普通電腦教室主機(jī)、顯示器、連線的限制，建立了移動(dòng)化的電腦教室，跨越時(shí)空，使小組合作、組間分享更加方便快捷。

（三）IBooks助手，助力自學(xué)

本課一改以往的紙質(zhì)導(dǎo)學(xué)單、word任務(wù)單或微視頻等學(xué)習(xí)材料的分散存放，利用IBooks將各種學(xué)習(xí)材料整合在一起，開(kāi)發(fā)了本課專屬的電子書(shū)，設(shè)計(jì)了目錄超鏈接，為學(xué)生自主選擇想學(xué)的內(nèi)容提供了方便。

（四）同屏分享，便捷展示

利用IPAD自帶的AirPlay、AirDrop功能，學(xué)生可以方便分享IPAD中的程序，實(shí)時(shí)展現(xiàn)程序指令中的參數(shù)設(shè)置與道閘機(jī)器人的工作狀態(tài)，為學(xué)生提供了便捷的展示平臺(tái)。

【教學(xué)片段三】

各組根據(jù)流程繼續(xù)完成程序的調(diào)試，遇到問(wèn)題求助學(xué)習(xí)助手IBooks，調(diào)試成功后用AirDrop分享程序給教師端。教師接收到程序后，利用AirPlay反饋：這個(gè)指令中你修改了哪些參數(shù)？為什么？

其中一臺(tái)平板同屏實(shí)物，另一臺(tái)同屏程序演示，這樣程序和實(shí)體機(jī)器人狀態(tài)就能一一對(duì)應(yīng)，提高反饋的效率。

IPAD、LEGO——兩種學(xué)生們非常喜愛(ài)的事物同時(shí)出現(xiàn)在學(xué)校的課堂中，那是一件讓他們興奮的事情，這些元素的加入，本身就激勵(lì)著學(xué)生們碰撞出無(wú)限的創(chuàng)意火花。而機(jī)器人教學(xué)更應(yīng)該立足于生活，著眼于時(shí)代，讓生活融入課程，讓知識(shí)不斷生長(zhǎng)，精彩地詮釋“信息技術(shù)”“機(jī)器人教學(xué)”的課程價(jià)值，引導(dǎo)學(xué)生們發(fā)揮想象、動(dòng)手實(shí)踐，從而讓智能走向生活，讓創(chuàng)意改變生活。