葉依薇

摘要：近幾年，機(jī)器人課程已經(jīng)在國外一些發(fā)達(dá)國家普及，并被納入教學(xué)大綱。相比之下，我國開展機(jī)器人教學(xué)的歷史并不長，目前正處于探索起步階段，機(jī)器人課程還面臨著各種問題。本文圍繞機(jī)器人課程展開深入研究與剖析，總結(jié)出了科學(xué)可行的、基于核心素養(yǎng)的教學(xué)方法與策略、創(chuàng)新評價方式，以期使機(jī)器人課程能夠更好地開展，更有利于學(xué)生的全面發(fā)展和個性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);機(jī)器人;教學(xué)模式

中圖分類號：G434 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?論文編號：1674-2117（2021）11-0054-03

隨著科技的創(chuàng)新與發(fā)展，教育改革正在有條不紊地進(jìn)行，在此背景下，不同類別的教育機(jī)器人普遍應(yīng)用于教學(xué)與科技創(chuàng)新活動等領(lǐng)域，機(jī)器人課程也應(yīng)運(yùn)而生。但當(dāng)前的機(jī)器人教學(xué)還面臨著諸多問題，經(jīng)費(fèi)投入不均導(dǎo)致普及程度不均、市場上提供的機(jī)器人教具以及軟件環(huán)境參差不齊、難以和傳統(tǒng)教材相適應(yīng)、教師經(jīng)驗(yàn)不足難以達(dá)到預(yù)期成效、學(xué)生能力參差不齊、場地課時的限制等。為了讓機(jī)器人課程的優(yōu)勢全面施展，筆者圍繞機(jī)器人課程進(jìn)行了深入剖析，針對問題提出相應(yīng)的建議，同時探索總結(jié)出有效的教學(xué)方法與策略、評價方式。

● 多樣化的教學(xué)方法

傳統(tǒng)的“滿堂灌”過于死板和單一，學(xué)生的積極性不高，教師應(yīng)合理利用數(shù)字化資源，借助現(xiàn)代教育技術(shù)，采用多樣化的教學(xué)方法促進(jìn)教學(xué)。

1.翻轉(zhuǎn)課堂

翻轉(zhuǎn)課堂簡單來說，就是將課堂內(nèi)與課堂外的時間進(jìn)行合理調(diào)整，同時讓學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的決定權(quán)。通過該教學(xué)方法，學(xué)生能夠最大化利用課堂時間來自主參與項(xiàng)目學(xué)習(xí)，從而加深對知識的理解和運(yùn)用。

例如，在粵教版信息技術(shù)必修一（2019年版）的“6.2人工智能的應(yīng)用”這節(jié)課中，教師首先明確項(xiàng)目主題為“剖析人工智能的應(yīng)用”，讓學(xué)生感受人工智能與社會發(fā)展之間的關(guān)系，分析人工智能對社會產(chǎn)生的不良影響，思考有效處理此類問題的方法。學(xué)生以小組為單位自主選題，根據(jù)教師提供的相關(guān)視頻、文本素材，通過網(wǎng)絡(luò)、媒體等來源搜集和整理相關(guān)材料并形成項(xiàng)目報(bào)告，最后進(jìn)行講解與展示。

整個活動，激發(fā)了學(xué)生的興趣，有助于其各方面能力的培養(yǎng)與強(qiáng)化，如對信息的敏感度、對信息價值的判斷力、信息的搜集與梳理能力、語言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等，而這些能力也正是信息核心素養(yǎng)當(dāng)中的信息意識。

2.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是通過教學(xué)設(shè)計(jì)解決真實(shí)世界的問題，促進(jìn)學(xué)生可用性知識的建構(gòu)，而不是解決假設(shè)性的、沒有意義的無用習(xí)題。在日常教學(xué)過程中，教師以“情境—主題—規(guī)劃—探究—實(shí)施—成果—評價”為主線，而學(xué)生則圍繞“項(xiàng)目選題—項(xiàng)目規(guī)劃—探究活動—項(xiàng)目實(shí)施—成果交流—活動評價”的項(xiàng)目學(xué)習(xí)主線開展學(xué)習(xí)活動。

在機(jī)器人課程的教學(xué)中，教師可以圍繞“項(xiàng)目背景—發(fā)現(xiàn)問題—分析問題—算法設(shè)計(jì)—搭建編程—成果展示—評價交流”的線索開展教學(xué)活動，通過教師提供的項(xiàng)目背景，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中的不同問題，要求學(xué)生以小組的形式對問題進(jìn)行研究討論和分析，進(jìn)而提出解決問題的方法，最后再通過設(shè)計(jì)算法、編寫程序來解決問題。這樣，通過學(xué)生的全過程參與，有助于學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題，培養(yǎng)問題意識與批判性思維，加深學(xué)生的認(rèn)知和理解，提高對問題的解決能力，并形成創(chuàng)新作品的能力，而這些能力也正是信息核心素養(yǎng)當(dāng)中的創(chuàng)新能力。

在項(xiàng)目式學(xué)習(xí)中，教師并不是完全放手，而要在教學(xué)設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)資源整合、課堂引導(dǎo)等方面多下功夫。例如，在設(shè)置項(xiàng)目時，應(yīng)根據(jù)學(xué)生個體差異和團(tuán)隊(duì)差異來確定任務(wù)的層次與難度，以便于實(shí)施分層教學(xué);給學(xué)生提供計(jì)劃書、任務(wù)書和足夠的輔助資源來幫助他們實(shí)施項(xiàng)目;在項(xiàng)目的推進(jìn)期間，在學(xué)生團(tuán)隊(duì)和機(jī)器人良性互動時，教師應(yīng)適時予以點(diǎn)撥和幫助，從而讓學(xué)生在愉悅的體驗(yàn)中掌握相關(guān)知識，提升自主思考、技能應(yīng)用的能力等，發(fā)揮創(chuàng)造才能。

● 課程內(nèi)容的設(shè)置

機(jī)器人課程沒有統(tǒng)一的課程標(biāo)準(zhǔn)，教材版本多，內(nèi)容豐富，教師可以相對自由地根據(jù)學(xué)情、軟硬件設(shè)施等情況開發(fā)校本課程。

1.注重課程內(nèi)容與學(xué)生日常生活中的真實(shí)問題相聯(lián)系

機(jī)器人課程鼓勵學(xué)生設(shè)計(jì)制作作品來解決生活中的真實(shí)問題，教師應(yīng)從真實(shí)生活情境入手，創(chuàng)設(shè)貼近生活的項(xiàng)目背景供學(xué)生探究，只有這樣，學(xué)生才能將日常生活中解決該類問題的思想遷移到采用計(jì)算機(jī)處理的方式，嘗試用計(jì)算機(jī)的視角去界定問題、抽象特征、建立模型、組織數(shù)據(jù)，最后形成解決問題的方案，而這些能力也正是信息核心素養(yǎng)當(dāng)中的計(jì)算思維。

例如，在機(jī)器人運(yùn)動控制模塊的學(xué)習(xí)中，可與現(xiàn)實(shí)生活中的職業(yè)相聯(lián)系，學(xué)生通過編寫程序讓機(jī)器人模擬人類的職業(yè)動作，完成人類的工作，如交通指揮、運(yùn)動裁判、商場迎賓等。與現(xiàn)實(shí)生活建立聯(lián)系，一方面能夠讓學(xué)生準(zhǔn)確掌握作品的應(yīng)用場景，認(rèn)清作品的應(yīng)用價值，另一方面能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，使其主動發(fā)現(xiàn)身邊的問題。

2.注重多學(xué)科知識的融合運(yùn)用

由于機(jī)器人課程涉及的學(xué)科知識比較廣泛，需要相關(guān)學(xué)科知識來支撐，所以對于教師來說，應(yīng)當(dāng)以機(jī)器人課程為基礎(chǔ)，有效搜集和利用其他相關(guān)學(xué)科知識，并在此基礎(chǔ)上完成知識重構(gòu)，進(jìn)而確保相關(guān)學(xué)科的知識能夠有效貫穿整個機(jī)器人課程。教師可設(shè)計(jì)一些涉及多個學(xué)科分析、具有一定難度的問題，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生跨學(xué)科知識的整合與應(yīng)用能力。

例如，在機(jī)器人語音交互模塊的學(xué)習(xí)中，由于自然語言處理是一項(xiàng)融語言學(xué)、心理學(xué)、邏輯學(xué)、聲學(xué)、數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)于一體的技術(shù)，所該技術(shù)就涉及了語文、數(shù)學(xué)、心理、信息技術(shù)學(xué)科的融合，教師可以提取相關(guān)的學(xué)科知識點(diǎn)，如語法語義、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等來進(jìn)行講解。

3.注重課程內(nèi)容與學(xué)生的已有知識相聯(lián)系

教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，教師應(yīng)確保新知識的講授是建立在學(xué)生已有知識的基礎(chǔ)之上，為學(xué)生提供帶有難度的內(nèi)容，循序漸進(jìn)地強(qiáng)化學(xué)生的能力，使其能向下一個最近發(fā)展區(qū)前進(jìn)。作為教師，應(yīng)充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，把新知識與已學(xué)知識有效聯(lián)系起來，以新舊知識的“共同點(diǎn)”作為突破口實(shí)現(xiàn)知識的拓展教學(xué)。

例如，在機(jī)器人課程的初學(xué)階段，編程多以圖形化的方式呈現(xiàn)，學(xué)生僅需用鼠標(biāo)拖動就能夠輕松完成編程，不需要知道底層代碼的編寫規(guī)則。到了進(jìn)階階段，通常會引入某種程序設(shè)計(jì)語言，難記的英語單詞和枯燥的語法規(guī)則會讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒。教師如果能夠利用已學(xué)的圖形化編程，將兩者的異同點(diǎn)進(jìn)行對比講解和遷移，則能較為順利地完成圖形化到代碼的過渡。

4.注重課程基礎(chǔ)知識的講解

機(jī)器人課程強(qiáng)調(diào)創(chuàng)意性作品的產(chǎn)生，所以，教師在設(shè)計(jì)課程項(xiàng)目時，往往重點(diǎn)考慮項(xiàng)目的復(fù)雜程度、目標(biāo)的難易程度等。這導(dǎo)致部分教師過于重視項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)，而忽略了講解基本知識的重要性。

例如，Micro：bit理念的“開源”讓教師能夠通過網(wǎng)絡(luò)媒介（如論壇等）來搜集和整理有用的技術(shù)資源與課程資源，大量的Micro：bit愛好者對共享理念非常認(rèn)同，把自己的創(chuàng)意作品與源代碼上傳至相關(guān)論壇，與其他創(chuàng)客產(chǎn)生思想上的交流與碰撞。這打開了教師的思路，有助于尋找更加適用的機(jī)器人教學(xué)內(nèi)容與方法。值得強(qiáng)調(diào)的是，如果在教學(xué)設(shè)計(jì)和課堂教學(xué)中過多關(guān)注項(xiàng)目探究，而忽略Micro：bit中基本元器件的工作原理與操作，那么學(xué)生的基礎(chǔ)知識將不足以支撐項(xiàng)目的完成。

又如，在Micro：bit電路搭建中，雖然課程中有關(guān)的諸如物理電路等的硬件知識非常簡單，學(xué)生能夠輕松畫出電路圖，但因?yàn)閷W(xué)生缺乏實(shí)踐能力，致使電路在搭建期間容易發(fā)生問題，因此，教師在進(jìn)行基礎(chǔ)知識講解時，可以有針對性地選擇與硬件搭建有關(guān)的知識進(jìn)行重點(diǎn)講解。

● 設(shè)計(jì)多樣化的課程評價指標(biāo)，及時給予學(xué)生反饋

機(jī)器人課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，倘若沿用以往的評價方式，一方面會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面也不利于教學(xué)活動的開展，進(jìn)而影響教學(xué)成效與學(xué)習(xí)質(zhì)量。教師可以項(xiàng)目式教學(xué)為重要載體，將項(xiàng)目的完成過程、總結(jié)報(bào)告等作為評價指標(biāo)，充分激發(fā)學(xué)生的主觀能動性。

1.注重過程性評價

教師不能只從物化作品的角度來考查學(xué)生，倘若過程性評價不足，則無法將評價及時地向?qū)W生反饋，學(xué)生也會因此失去改進(jìn)作品的動力和熱情。由此可見，設(shè)計(jì)適用、有效的評價指標(biāo)有助于考查學(xué)生的過程性表現(xiàn)，便于教師全面掌握學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)水平。

例如，在整個項(xiàng)目活動期間，加強(qiáng)學(xué)生之間的溝通。好的項(xiàng)目可以生成具有分享價值的成果，為學(xué)生提供作品展示的機(jī)會，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，發(fā)表獨(dú)特的見解。所以，作為教師，應(yīng)當(dāng)在保證教學(xué)進(jìn)度的前提下，為學(xué)生預(yù)留足夠的、用于作品展示的時間，要求學(xué)生以小組的形式進(jìn)行分享與交流，取長補(bǔ)短。

2.設(shè)計(jì)多樣化的課程評價指標(biāo)

評價指標(biāo)的建立應(yīng)因項(xiàng)目而異，不可一概而論。例如，在Micro：bit相關(guān)的課程中，Micro：bit的兼容性較強(qiáng)，能夠與不同外接設(shè)備連接，這就使得項(xiàng)目具有多樣化特征。不同的項(xiàng)目，教師的側(cè)重點(diǎn)會存在一定差異。例如，普通項(xiàng)目考查的是學(xué)生的實(shí)踐能力與程序編寫能力，而創(chuàng)意項(xiàng)目除了考察上述能力以外，還比較重視學(xué)生的問題解決與創(chuàng)新能力。

因此，課程評價指標(biāo)應(yīng)結(jié)合不同的項(xiàng)目類別進(jìn)行調(diào)整：在基本知識層面，考查內(nèi)容包括跨學(xué)科知識的掌握情況等;在動手能力層面，圍繞學(xué)生的程序編寫能力、電路搭建的科學(xué)性等方面進(jìn)行考查;在最終作品層面，考查作品的完成情況、創(chuàng)新情況等。

基于核心素養(yǎng)的機(jī)器人課程從多學(xué)科多領(lǐng)域出發(fā)，與學(xué)生日常學(xué)習(xí)、生活經(jīng)驗(yàn)的相互滲透，有助于培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生的問題發(fā)現(xiàn)與解決能力、動手實(shí)踐能力。也有助于鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力。因此，教師要繼續(xù)探究機(jī)器人課程的教學(xué)方法與策略，創(chuàng)新評價方式，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。