機器人教學讓學習快樂

張小杰

機器人教學是學生學習程序設(shè)計的基石，對培育學生創(chuàng)新精神、實踐能力具有重要作用。機器人教學能讓學生的信息技術(shù)學習快樂發(fā)生。

一、搭建學習平臺，引導(dǎo)學生“快樂挑戰(zhàn)”

當前，很多學校囿于條件，沒有專業(yè)機器人實驗室。通常情況下，學校都是用信息技術(shù)教室作為機器人實驗室。為此，教師要善于在信息技術(shù)教室中搭建學生機器人學習的平臺，助推學生的機器人學習。當前，機器人教學運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)學生搭建，以“樂高機器人”為代表;“集件類”則是將大部分組件固化，形成完整的機器人小車，引導(dǎo)學生進行簡單拓展，以“紫光三角機器人”為代表。兩種機器人類型相互補充、相得益彰。

在蘇科版信息技術(shù)教材中，“機器人”這一部分內(nèi)容主要安排在六年級。教學中，教師首先要讓學生認識“機器人”，認識“學生機器人平臺”。學生機器人平臺主要包括“菜單欄”“工具欄”“控件庫”“編程區(qū)”“代碼區(qū)”等。平臺通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將機器人教育和設(shè)計的各個應(yīng)用細節(jié)進行高度的三維仿真，實現(xiàn)三維世界里任務(wù)場景的設(shè)計，學習機器人行走、機器人循光、機器人沿線行走、機器人機械手、掃地機器人、滅火機器人、聲控機器人等。這是一項富有挑戰(zhàn)性的學習任務(wù)，能表現(xiàn)出逼真的學習情境、類似游戲的操作界面，能激發(fā)學生的學習興趣。借助“學生機器人平臺”中圖像化的流程圖，能降低學生的編程門檻。引導(dǎo)學生循序漸進，讓學生自主編寫程序。通過“傳感器”“控制器”“驅(qū)動器”等，模擬不同物理參數(shù)，形成機器人運動狀態(tài)，

機器人教學由易到難、由簡到繁。一個個多變且充滿創(chuàng)意的開放式任務(wù)，能激發(fā)學生不斷展開快樂挑戰(zhàn)，實現(xiàn)自己的預(yù)設(shè)目標。為了助推學生的學習挑戰(zhàn)，教師可以架構(gòu)一個金字塔型的機器人學習任務(wù)，幫助學生在有限時間內(nèi)完成機器人學習。

二、引領(lǐng)學習實踐，引導(dǎo)學生“快樂體驗”

當今信息技術(shù)教學的改革趨勢是從“知識中心”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)中心”。知識不再是信息技術(shù)學習目標，而是達成信息技術(shù)素養(yǎng)的載體。機器人學習正是培育學生信息素養(yǎng)的重要方式之一。學生的機器人學習，既需要編寫程序，又需要硬件搭建。在這個過程中，學生既要動手，更要動腦。作為教師，要引導(dǎo)學生進行創(chuàng)編實踐。比如將“機器人行走”設(shè)置為“可愛的小兔”，將“屏幕報數(shù)”設(shè)置為“快樂計數(shù)器”，將“機器人循光”設(shè)置為“乖巧的小白”（機器人循光），將“機器人發(fā)聲”設(shè)置為“愛唱歌的學生”等。通過這樣的學習設(shè)置，讓學生獲得快樂的學習體驗。

比如教學《機器人機械手》一課，教師可以給學生提供機械手的構(gòu)件，引導(dǎo)學生搭建機器人機械手。學生根據(jù)教師提供的不同材料，進行活動分析，搭建機械手。進行機械手程序的編寫，包括設(shè)置第一個舵機、第二個舵機、第三個舵機，設(shè)置機械手搬運東西的程序。當學生完成程序編寫后，就可以保存、下載，并進行調(diào)試實驗。在這個過程中，由于教師賦予了學生重組搭建機械手、編寫程序、調(diào)試等的時機，學生都能積極主動參與。通過小組合作，共同完成機械人機械手的搭建、編程、調(diào)試等學習項目。在合作中，學生體驗到效率的提升，增進了團隊意識。當學生完成一個個項目時，能感受到成功的喜悅，生成良好的信息素養(yǎng)。

在學生學習實踐中，教師要樹立“為創(chuàng)造而教”的理念，引導(dǎo)學生創(chuàng)建“機器人項目”，讓學生不斷嘗試、思考、交流，解決問題。引導(dǎo)學生將作品進行分享交流，讓思維得到碰撞，形成創(chuàng)新靈感，不斷獲得成功體驗。

三、組建學習團隊，引導(dǎo)學生“快樂合作”

在機器人教學中，涌現(xiàn)了一些機器人迷。這些學生不滿足于課內(nèi)的有限時空，常常聚首討論，形成了一個個顯眼的“非正式群體”。基于此，在教學中組建了一個機器人學研團隊，引導(dǎo)學生快樂合作。一些機器人競賽項目，尤其需要群策群力、眾籌眾謀。許多機器人活動項目、比賽項目，就凝聚著群體的實踐智慧。

比如教學《機器人沿線行走》，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)。在編寫程序過程中，開始對機器人小車轉(zhuǎn)彎速度取固定值，導(dǎo)致了機器人小車不能高速行駛，從而影響了機器人小車到達終點。經(jīng)過小組合作，有學生建議分段賦予機器人小車不同的速度值，但是結(jié)果仍不理想。基于此，有學生認為，應(yīng)當分不同路線進行研究，最終通過計算，將機器人小車的控制轉(zhuǎn)彎改成動態(tài)轉(zhuǎn)彎，提高了機器人行走的效果。在合作中，學生深度思考問題，通過思維碰撞、頭腦風暴解決問題。這樣，學生就在快樂合作中體驗靈感、體驗創(chuàng)新，這正是機器人課程的魅力所在。

（作者單位：江蘇省海門市東洲小學）

責任編輯：鄧鈺