基于計(jì)算思維的RC編程教學(xué)設(shè)計(jì)

王欣

本文選擇了廣東省小學(xué)信息技術(shù)第三冊(cè)上《忠實(shí)的巡邏兵》一課為例，通過分析、研究，如何將計(jì)算思維的培養(yǎng)融合到RC編程軟件的學(xué)習(xí)中。

一、RC編程教學(xué)設(shè)計(jì)

RC編程一般會(huì)設(shè)置生活中的情景，如在生活中需要設(shè)計(jì)控溫機(jī)器人，為動(dòng)物園的北極熊降溫;如設(shè)計(jì)巡邏機(jī)器人，替邊防官兵巡邏等。小學(xué)生有通過直觀感知事物規(guī)律的認(rèn)知特點(diǎn)，因此基于現(xiàn)實(shí)模擬的情境進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能很快融入學(xué)習(xí)中。引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用編程知識(shí)解決學(xué)習(xí)、生活中的真實(shí)問題，培養(yǎng)其解決問題的能力。

筆者選取了《忠實(shí)的巡邏兵》一課為案例，來了解如何在課上培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。這節(jié)課是小學(xué)五年級(jí)信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容，旨在讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)RC編程軟件并能簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)機(jī)器人程序。

本課通過設(shè)計(jì)送餐這個(gè)學(xué)生熟知的生活化場(chǎng)景，最后再把具體的問題抽象化建模，通過算法思想，制定出的解決方案。

具體如下：上課伊始，老師先詢問學(xué)生，是否點(diǎn)過外賣送餐？向?qū)W生展示外賣送餐的現(xiàn)狀。然后設(shè)置了一個(gè)好玩的送餐游戲，請(qǐng)兩位同學(xué)模擬送餐過程，一位是訂餐同學(xué)，一位是送餐同學(xué)，送餐同學(xué)根據(jù)老師的指令進(jìn)行前進(jìn)、左轉(zhuǎn)、后轉(zhuǎn)、后退等操作，在這個(gè)過程中學(xué)生初步了解RC編程軟件中的機(jī)器人是如何根據(jù)人類的命令行進(jìn)的，逐步把具體的問題抽象化。

課上，讓學(xué)生充分體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、利用學(xué)科思維方式解決問題的過程。這就需要打破現(xiàn)有的以一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)為主線，將學(xué)習(xí)內(nèi)容分塊的教學(xué)組織方式，打破目前流行的講一點(diǎn)練一點(diǎn)的幾段式課堂教學(xué)模式。

本節(jié)課設(shè)置了兩個(gè)任務(wù)。第一個(gè)為初級(jí)任務(wù)，機(jī)器人為小明同學(xué)送餐。當(dāng)我們提出給小明送餐的任務(wù)時(shí)需要對(duì)問題進(jìn)行分析。

（1）先觀察小明家到餐館的位置，思考機(jī)器人的行走路線;

（2）進(jìn)而分析整個(gè)送餐過程：先直行再右轉(zhuǎn)90°再直行的過程，這里就涉及到了直行與右轉(zhuǎn)兩個(gè)模塊;

（3）最后如何在RC編程軟件中得以實(shí)現(xiàn)，學(xué)生通過編程——模塊的選取——測(cè)試形成了編程思維。

第二個(gè)任務(wù)為晉級(jí)任務(wù)，機(jī)器人為小紅同學(xué)送餐。涉及到后退與左轉(zhuǎn)，就在書上知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上增加了難度和靈活度。當(dāng)然在這一環(huán)節(jié)還需要學(xué)生多思考一個(gè)數(shù)學(xué)概念：距離=速度×?xí)r間，提升學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。

通過這兩個(gè)任務(wù)，原本分散的知識(shí)點(diǎn)被綜合到了一起，培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力。

最后，通過歸納總結(jié)，理順學(xué)生的邏輯思維，當(dāng)遇到送餐這個(gè)問題，是如何思考的，如何解決的。在生活中遇到相似的問題，需要怎么做。學(xué)生通過老師一連串的提問，去梳理自己發(fā)現(xiàn)問題，提出問題、解決問題的思維流程。

二、如何設(shè)計(jì)課例才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維

通過這一課例，不難發(fā)現(xiàn)計(jì)算思維并不是新的東西，只是從思維方式的角度去設(shè)計(jì)課例。當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)一節(jié)課時(shí)，請(qǐng)先問自己幾個(gè)問題：

教學(xué)內(nèi)容是什么？這節(jié)課在課程中的地位是怎樣的，是否需要對(duì)內(nèi)容進(jìn)行加工、重組、調(diào)整順序等處理，書上的情景是否符合學(xué)生的生活實(shí)際。弄清這個(gè)問題，可以為后面的設(shè)計(jì)奠定良好的基礎(chǔ)。

學(xué)情是怎樣的？學(xué)生的認(rèn)知水平如何，在學(xué)習(xí)過程中可能存在哪些問題。有些老師為了省事，喜歡主觀臆想或者干脆省略了學(xué)情分析的步驟，其實(shí)學(xué)情分析非常關(guān)鍵，它決定了你將采用什么樣的教學(xué)方法、設(shè)定什么樣的教學(xué)目標(biāo)來設(shè)計(jì)課例。

教學(xué)目標(biāo)是什么？這個(gè)目標(biāo)既是老師設(shè)計(jì)整節(jié)課的指導(dǎo)方向，又是教學(xué)是否成功的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)要準(zhǔn)確，如果設(shè)置過高，學(xué)生達(dá)不到完不成任務(wù);如果設(shè)置的過低，學(xué)生的思維也將得不到足夠的發(fā)展。

弄清楚這幾個(gè)問題后，就可以開始設(shè)計(jì)課例了。老師還應(yīng)盡量采用開放式的主題或項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)、技能來分析問題，設(shè)計(jì)解決問題方案。這種開放式的設(shè)計(jì)，也是對(duì)學(xué)生計(jì)算思維的訓(xùn)練。

三、關(guān)注思維過程與創(chuàng)造性結(jié)果

培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維，不是要把學(xué)生培養(yǎng)的像計(jì)算機(jī)一樣機(jī)械運(yùn)作，而是培養(yǎng)學(xué)生具嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S和解決問題的能力。在人工智能時(shí)代，關(guān)注思維過程與創(chuàng)造性結(jié)果，運(yùn)用計(jì)算思維來認(rèn)識(shí)世界、改造世界，將是未來小學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)的努力方向。

責(zé)任編輯 韋英哲