觀察·探究·合作·體驗(yàn)

宋鮮桔

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)有兩個(gè)單元，分別是“學(xué)習(xí)好幫手”和“與機(jī)器人零距離”，表明機(jī)器人課程已走進(jìn)小學(xué)信息技術(shù)教材。然而，由于機(jī)器人教學(xué)受到硬件、場(chǎng)地等條件的制約，大多數(shù)學(xué)校難以開設(shè)機(jī)器人課程。對(duì)于六年級(jí)的學(xué)生而言，大多數(shù)對(duì)機(jī)器人沒(méi)有深入的了解，在生活中也不會(huì)有太多的接觸，對(duì)機(jī)器人的了解與認(rèn)識(shí)更多來(lái)自于影視作品和書籍等。然而他們對(duì)機(jī)器人卻有著濃厚的興趣。如何抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)，在日常教學(xué)中有效地展開機(jī)器人教學(xué)？是單純的教師講授，看相關(guān)機(jī)器人視頻，直接學(xué)看不透摸不著的虛擬機(jī)器人，還是考慮學(xué)生的認(rèn)知水平，真正以生為本，通過(guò)看得見摸得著的實(shí)體機(jī)器人讓學(xué)生自己動(dòng)手嘗試實(shí)驗(yàn)獲得真知呢？這就需要我們信息技術(shù)教師開動(dòng)腦筋，多元設(shè)計(jì)，讓學(xué)生在真實(shí)的體驗(yàn)中學(xué)習(xí)機(jī)器人，走進(jìn)機(jī)器人。

籌措設(shè)備，增強(qiáng)機(jī)器人教學(xué)的真實(shí)體驗(yàn)

機(jī)器人單元的第二課是“走進(jìn)機(jī)器人”，主要內(nèi)容包括了解機(jī)器人的三大組成模塊——控制模塊、傳感模塊和執(zhí)行模塊，知道各部分的主要功能，認(rèn)知機(jī)器人、指揮機(jī)器人、了解機(jī)器人是通過(guò)程序控制來(lái)完成指定任務(wù)的。

我校目前還沒(méi)有機(jī)器人設(shè)備，為了讓學(xué)生在學(xué)習(xí)之初就能見識(shí)到真正的機(jī)器人，筆者向其他學(xué)校借來(lái)了各種品牌、不同形狀、能完成不同任務(wù)的實(shí)體機(jī)器人（如圖1）。以4位學(xué)生為一個(gè)學(xué)習(xí)小組，每組分配一臺(tái)機(jī)器人。組織學(xué)生們仔細(xì)觀察該組的機(jī)器人，探究機(jī)器人的組成部分，執(zhí)行程序觀察機(jī)器人在完成什么任務(wù)，了解相關(guān)部件的主要功能。為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的學(xué)習(xí)，筆者還針對(duì)不同的實(shí)體機(jī)器人設(shè)計(jì)了傳感器知識(shí)小卡片和小組活動(dòng)體驗(yàn)表，組織學(xué)生細(xì)心觀察、大膽猜測(cè)，認(rèn)真完成小組探究的任務(wù)，讓學(xué)生在真實(shí)的經(jīng)歷和探究體驗(yàn)中零距離接觸機(jī)器人，并了解其三大組成部分及功能。

多樣化教學(xué)，增強(qiáng)機(jī)器人教學(xué)的內(nèi)涵和厚度

學(xué)生一聽說(shuō)機(jī)器人就興趣十足、興奮不已，對(duì)機(jī)器人學(xué)習(xí)充滿了好奇、期待，但也因覺得機(jī)器人很神秘，所以不敢動(dòng)手、不敢操作、不知所然。在教學(xué)中，教師應(yīng)分析學(xué)生的心理需要和年齡特點(diǎn)，注重多方引導(dǎo)，設(shè)計(jì)情境任務(wù)，利用各種輔助手段，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人的厚度感。

1.對(duì)比分析引出問(wèn)題

在學(xué)習(xí)過(guò)程中，每當(dāng)我們遇到新事物，都會(huì)本能地對(duì)腦海中的認(rèn)知進(jìn)行掃描，尋求相似的已知事物與其進(jìn)行對(duì)比分析。學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候也是如此，這也類似于我們熟知的舉一反三，舊知引入新知。在導(dǎo)入環(huán)節(jié)，筆者利用這一點(diǎn)，讓學(xué)生自主分析，并引出問(wèn)題。

片段一：

師生共同觀看電影《機(jī)器人總動(dòng)員》片段，結(jié)束后教師出示瓦力機(jī)器人圖片（如圖2），并提問(wèn)：請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)瓦力機(jī)器人由哪些部分組成，分別用來(lái)做什么（教師邊點(diǎn)擊瓦力機(jī)器人對(duì)應(yīng)的各個(gè)組成部分邊讓學(xué)生回答，如圖3）？緊接著抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)，用瓦力機(jī)器人順勢(shì)引出實(shí)體機(jī)器人。先大膽猜想，課件出示要求：①看看機(jī)器人的樣子，猜猜它能干什么？②將猜想記錄在體驗(yàn)表上。接著交流猜想，簡(jiǎn)述理由。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)觀看熟知的《機(jī)器人總動(dòng)員》視頻片段，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣，并抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)趁熱打鐵，出示瓦力機(jī)器人的圖片，讓學(xué)生說(shuō)說(shuō)瓦力各組成部分及其用途。學(xué)生能說(shuō)出手、履帶（腳），望遠(yuǎn)鏡似的眼睛，最大塊的身體可能是用來(lái)存一些信息的，這說(shuō)明此時(shí)學(xué)生們對(duì)機(jī)器人結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了初步的感知。

教師讓學(xué)生觀察本小組的實(shí)體機(jī)器人，通過(guò)觀察機(jī)器人的樣子，猜想它能干什么。利用與瓦力機(jī)器人進(jìn)行對(duì)比分析得到猜想答案。而大膽猜想的環(huán)節(jié)是為了體會(huì)機(jī)器人能完成的動(dòng)作可能和外形有關(guān)，也從側(cè)面體現(xiàn)機(jī)器人其實(shí)是根據(jù)它要執(zhí)行的任務(wù)設(shè)計(jì)的。

2.嘗試探究得真知

解決問(wèn)題的最好辦法就是不斷嘗試，當(dāng)有目的地進(jìn)行探索時(shí)，學(xué)習(xí)將會(huì)更加高效。我們拿到一個(gè)新事物，要測(cè)試它的性能，最直接有效的辦法就是去嘗試。在機(jī)器人學(xué)習(xí)中，要想知道這個(gè)機(jī)器人能干什么，最直接的辦法就是通過(guò)接觸機(jī)器人一探究竟。因此，筆者利用這一點(diǎn)，讓學(xué)生“玩”機(jī)器人。

片段二：

開啟機(jī)器人，引出控制模塊。教師出示任務(wù)要求，組織學(xué)生體驗(yàn)并進(jìn)行交流反饋。教師抓住時(shí)機(jī)提問(wèn)：機(jī)器人能完成不同的動(dòng)作是和什么有關(guān)呢？本組的機(jī)器人是不是真的只能完成這個(gè)動(dòng)作呢？通過(guò)這樣的問(wèn)題，引出傳感器。

抓住學(xué)生的興趣點(diǎn)，用瓦力機(jī)器人順勢(shì)引出實(shí)體機(jī)器人，學(xué)生通過(guò)與機(jī)器人的零距離接觸，完成初步體驗(yàn)，并且知道機(jī)器人是通過(guò)控制模塊開啟的。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)第一次體驗(yàn)，學(xué)生對(duì)本組的機(jī)器人有了初步認(rèn)識(shí)，而交流反饋則是為下個(gè)環(huán)節(jié)的驗(yàn)證作鋪墊。機(jī)器人是不是真的只能完成這個(gè)動(dòng)作？讓學(xué)生們帶著問(wèn)題進(jìn)一步學(xué)習(xí)和再次體驗(yàn)。

3.學(xué)習(xí)卡片增深度

在教學(xué)中，為了讓學(xué)生能有效地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，教師應(yīng)考慮實(shí)際情況，讓所有的學(xué)生都學(xué)有所依，讓不同層次的學(xué)生都能真正發(fā)揮自己的主體性。只有針對(duì)性地學(xué)習(xí)，有目標(biāo)、有方向地學(xué)習(xí)才會(huì)是高效的，所以在機(jī)器人教學(xué)中，筆者設(shè)計(jì)了一些幫助學(xué)習(xí)的資料，每個(gè)小組都有一份機(jī)器人啟動(dòng)方法的資料，一份傳感器學(xué)習(xí)資料，每位學(xué)生都有一張機(jī)器人探究活動(dòng)體驗(yàn)表（如表1）。通過(guò)對(duì)這些材料的學(xué)習(xí)和運(yùn)用，學(xué)生可以控制自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，學(xué)會(huì)感應(yīng)器的一些專業(yè)知識(shí)與術(shù)語(yǔ)。

片段三：

教師組織學(xué)生學(xué)習(xí)和體驗(yàn)，巡視指導(dǎo)，幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)傳感器。

師：你能說(shuō)說(shuō)看嗎，這個(gè)是什么東西（指著傳感器的某部分）？（學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和體驗(yàn)對(duì)應(yīng)傳感器并回答其名稱，如光電傳感器、聲音傳感器等）

小結(jié)：傳感模塊。

師：是不是外形一樣的機(jī)器人，就一定能做一樣的動(dòng)作呢？

教師出示外形相同的機(jī)器人，引導(dǎo)學(xué)生觀察對(duì)比，引出程序。

小結(jié)：機(jī)器人能完成程序設(shè)定的動(dòng)作。

師：是不是有了控制模塊和傳感模塊，機(jī)器人就能完成一定的動(dòng)作呢？看書學(xué)習(xí)執(zhí)行模塊，并進(jìn)行小組交流反饋。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)資料學(xué)習(xí)，再次有針對(duì)性地進(jìn)行體驗(yàn)，認(rèn)識(shí)傳感模塊，體會(huì)不同傳感器的共同作用——接收外界信息，并把信息反饋給控制模塊。通過(guò)觀察對(duì)比環(huán)節(jié)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)外形相同的機(jī)器人所做的動(dòng)作不一樣，教師可以順勢(shì)引發(fā)思考，并引出程序。學(xué)生通過(guò)看書自主學(xué)習(xí)，能明白什么是執(zhí)行模塊；通過(guò)完成體驗(yàn)表，能更清楚地理解機(jī)器人三大模塊是如何相互合作完成某一動(dòng)作的。

4.有效引導(dǎo)得方法

只有學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)中的課堂才會(huì)是有效課堂。然而，學(xué)生的想法畢竟是零散的、簡(jiǎn)單的，目的性不是很強(qiáng)，因此需要教師在教學(xué)過(guò)程中充當(dāng)引導(dǎo)者。機(jī)器人這個(gè)概念無(wú)論對(duì)于學(xué)生還是大部分教師來(lái)說(shuō)可能都比較陌生，教師講得再多，都不如給學(xué)生一個(gè)實(shí)體機(jī)器人，讓他們自己動(dòng)手操作，切實(shí)摸到機(jī)器人再去探索更加有效。在小組探究過(guò)程中，筆者邊巡視邊走進(jìn)各個(gè)小組，或靜立觀察，或偶爾提出問(wèn)題，幫學(xué)生梳理思路，引導(dǎo)學(xué)生把想法表達(dá)出來(lái)。教師只有給更多的時(shí)間讓學(xué)生探究，學(xué)生的思維才能有效地打開，才能更充分的驗(yàn)證問(wèn)題。

學(xué)為中心，增強(qiáng)機(jī)器人教學(xué)的主體意識(shí)

機(jī)器人教學(xué)因其具有趣味性、實(shí)踐性等特點(diǎn)，教師應(yīng)該放手讓學(xué)生自己去探索，在實(shí)踐中尋找答案。

1.問(wèn)題源自好奇

在實(shí)際教學(xué)中，筆者先組織學(xué)生一起觀看視頻，讓學(xué)生自己去觀察機(jī)器人，并拋出問(wèn)題：猜猜這個(gè)機(jī)器人能干什么？問(wèn)題激起了學(xué)生對(duì)新事物的好奇心。在課堂上，學(xué)生對(duì)機(jī)器人的觀察可謂細(xì)致，有的把機(jī)器人拿起來(lái)360度旋轉(zhuǎn)看，有的趴在桌面上看……不管怎么看，都有一個(gè)特點(diǎn)，很認(rèn)真。學(xué)生通過(guò)觀察引起思考，每人都有自己的猜想，并希望能夠進(jìn)行驗(yàn)證。

2.答案出自體驗(yàn)

有了問(wèn)題，就需要回答。在這節(jié)課中，筆者設(shè)計(jì)了讓學(xué)生“玩”機(jī)器人的活動(dòng)。在玩機(jī)器人時(shí)，他們的興趣濃厚，學(xué)習(xí)熱情高漲。從學(xué)生爭(zhēng)先恐后地“搶奪”機(jī)器人和觀察機(jī)器人的動(dòng)作和表情中，可以感受到他們的快樂(lè)、興奮與專注。當(dāng)然，這兩次玩機(jī)器人不是為了玩而玩。第一次玩，學(xué)生了解了不同的機(jī)器人能完成不同的任務(wù)，了解到機(jī)器人的開啟和關(guān)閉方法；第二次玩，他們則更多地了解到各種不同的傳感器在機(jī)器人完成任務(wù)時(shí)發(fā)揮的作用。兩次玩的活動(dòng)層次分明，學(xué)生從不知到了解，從提出問(wèn)題到在探索中得到解答。最可貴的是，筆者看到的不僅僅是興奮、滿足，還有學(xué)生喜歡自己動(dòng)手、自己思考、自己驗(yàn)證的學(xué)習(xí)方式。

3.思考驗(yàn)證充分

本著以學(xué)為主的理念，本課自始至終都是以學(xué)生為中心，讓學(xué)生充分地接觸機(jī)器人、感受機(jī)器人。學(xué)生在本節(jié)課中觀察機(jī)器人、猜測(cè)其作用以及兩次動(dòng)手驗(yàn)證，用了大約30分鐘的時(shí)間。每一次在玩機(jī)器人的時(shí)候，學(xué)生思考的問(wèn)題都不同，驗(yàn)證的方法也不盡相同，學(xué)生活動(dòng)得到了充分的保障。用充裕的時(shí)間讓學(xué)生自己去觀察探究、動(dòng)手嘗試、相互交流，在這節(jié)課中，學(xué)生對(duì)眼前的機(jī)器人可以說(shuō)是“玩透了”，對(duì)本課的知識(shí)內(nèi)容也了解了。

4.多種方式幫助學(xué)生

本節(jié)課，筆者做了大量的課前準(zhǔn)備工作以及課中的輔導(dǎo)：六個(gè)不同的機(jī)器人的組裝搭建，每個(gè)機(jī)器人不同操作步驟的學(xué)習(xí)資料，每個(gè)傳感器不同工作原理的學(xué)習(xí)資料，課堂中不間斷的巡視與交流指導(dǎo)……這些在課堂上以不同的形式支撐著學(xué)生的學(xué)習(xí)，當(dāng)他們遇到困難時(shí)，教師總能及時(shí)出現(xiàn)幫助他們解決問(wèn)題。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生得到的支撐是多元的，他們可以選擇自己研究、看資料或者問(wèn)教師。

5.課堂真正回歸于學(xué)生

課堂是動(dòng)態(tài)的，回顧嘗試實(shí)驗(yàn)法在本節(jié)課中的應(yīng)用，筆者在教學(xué)的過(guò)程中真正把學(xué)生放到了課堂的核心位置。如果在平時(shí)能有更多這樣的讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的課堂，那將會(huì)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，筆者會(huì)一如既往地努力著。

結(jié)束語(yǔ)

每一次上課都是一種學(xué)習(xí)，筆者也把這種經(jīng)歷看作是教師的幸福，嘗試實(shí)驗(yàn)法在機(jī)器人教學(xué)中的運(yùn)用，確實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)的能力。但筆者還是不能在常規(guī)教學(xué)中普遍運(yùn)用，最主要的原因是硬件條件不允許，我校甚至我區(qū)很多學(xué)校都沒(méi)有配備實(shí)體機(jī)器人?？紤]到這一點(diǎn)，在常態(tài)教學(xué)中，可以嘗試讓學(xué)生先用一到兩節(jié)課的時(shí)間接觸實(shí)體機(jī)器人，在他們對(duì)機(jī)器人有一些了解以后，再進(jìn)行虛擬機(jī)器人的學(xué)習(xí)，這樣的效果可能會(huì)更好。

在帶有科技探究性質(zhì)的信息技術(shù)課堂教學(xué)實(shí)踐中，教師應(yīng)善于捕捉學(xué)生的興趣，積極給學(xué)生創(chuàng)造條件，多給學(xué)生實(shí)際體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生多進(jìn)行嘗試、摸索、實(shí)驗(yàn)，真正在“玩”中學(xué)。教師應(yīng)讓學(xué)生更加直觀地加深對(duì)信息新技術(shù)、新領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)和感知，真正學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，使信息技術(shù)成為他們學(xué)習(xí)與生活的工具。讓學(xué)生經(jīng)歷提出問(wèn)題、不斷嘗試、反復(fù)實(shí)驗(yàn)，最終解決問(wèn)題的較為完整的探究過(guò)程，給學(xué)生們一個(gè)屬于自己的課堂，是我們努力的目標(biāo)。