小學(xué)高年級(jí)開(kāi)展機(jī)器人編程教學(xué)的實(shí)踐研究

王向紅

摘? 要：在信息化環(huán)境下，針對(duì)小學(xué)高年級(jí)學(xué)生開(kāi)展機(jī)器人編程教學(xué)是大勢(shì)所趨。在明確其開(kāi)展必要性的基礎(chǔ)上，教師要具備專業(yè)的知識(shí)和設(shè)計(jì)、開(kāi)展教學(xué)的能力。在此基礎(chǔ)上，教師通過(guò)對(duì)教學(xué)內(nèi)容、形式、手段等方面的創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人編程的興趣，強(qiáng)化其實(shí)踐應(yīng)用的意識(shí)和能力，使學(xué)生逐漸了解和掌握機(jī)器人編程的相關(guān)知識(shí)，更好地適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的需求。

關(guān)鍵詞：人工智能;機(jī)器人編程;教學(xué)實(shí)踐

機(jī)器人編程不僅是培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，提升學(xué)生的創(chuàng)造力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自信，更是學(xué)生了解和適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的一種重要方式。因此，需要在小學(xué)高年級(jí)積極開(kāi)展機(jī)器人編程教學(xué)，探究有效的教學(xué)策略。

一、小學(xué)高年級(jí)開(kāi)展機(jī)器人編程教學(xué)的必要性

在課程改革背景下，機(jī)器人編程開(kāi)始由素質(zhì)拓展性質(zhì)的選修課轉(zhuǎn)為必修課。機(jī)器人編程教學(xué)之所以在當(dāng)前的教育教學(xué)環(huán)境下受到高度重視，主要基于以下兩個(gè)方面的因素：其一，機(jī)器人編程的課程對(duì)于學(xué)生個(gè)人成長(zhǎng)和發(fā)展的重要作用;其二，目前人工智能社會(huì)大環(huán)境的現(xiàn)實(shí)要求。

首先，針對(duì)小學(xué)高年級(jí)的學(xué)生開(kāi)展機(jī)器人編程教學(xué)可以拓展思維。編寫程序，最重要的是如何把關(guān)鍵性難題分割成一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的小問(wèn)題，并逐個(gè)擊破，化繁為簡(jiǎn)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生必須學(xué)會(huì)思考：如何將代碼合理地安排在整個(gè)程序中，進(jìn)而使程序更加流暢地輸入、演算、輸出，整個(gè)過(guò)程鍛煉和提升了學(xué)生的邏輯思維能力。

其次，從當(dāng)前社會(huì)的現(xiàn)實(shí)需求出發(fā)，信息技術(shù)已經(jīng)融入人們生活的方方面面，人工智能成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。無(wú)論是從學(xué)生未來(lái)的發(fā)展出發(fā)，還是從當(dāng)前日常生活出發(fā)，都需要對(duì)機(jī)器人、人工智能等領(lǐng)域有一定的了解?；谶@樣的社會(huì)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，在小學(xué)階段開(kāi)展機(jī)器人編程教學(xué)，并且逐漸使其成為一門必修課程自然有其必要性。

二、小學(xué)高年級(jí)開(kāi)展機(jī)器人編程教學(xué)的策略

1. 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人編程學(xué)習(xí)的興趣

學(xué)習(xí)興趣是主動(dòng)學(xué)習(xí)、高效學(xué)習(xí)的前提。尤其對(duì)于小學(xué)生而言，其學(xué)習(xí)活動(dòng)更多地受到興趣、環(huán)境等非理性因素的影響，而不是自我約束意識(shí)、自我提升目標(biāo)等理性因素。因此，興趣培養(yǎng)對(duì)于這一年齡段的學(xué)生而言更為關(guān)鍵。即便是對(duì)于小學(xué)高年級(jí)學(xué)生而言，學(xué)習(xí)興趣也主要受其內(nèi)容的趣味性和學(xué)生對(duì)內(nèi)容的熟悉程度這兩個(gè)因素的影響。教師要充分利用這一特點(diǎn)，在培養(yǎng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人編程相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣時(shí)，既要增加學(xué)生對(duì)于這一部分知識(shí)內(nèi)容的了解程度，又要?jiǎng)?chuàng)新教學(xué)的方法和形式，保證其趣味性。而要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)方面的教學(xué)目標(biāo)，教師要更加重視教學(xué)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)。教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)是教師能夠順利開(kāi)展教學(xué)，并取得良好教學(xué)成果的基礎(chǔ)和前提。

在保證自身專業(yè)性的前提下，教師要將目光更多地放在具體的教學(xué)方式、內(nèi)容和手段上。一方面，在機(jī)器人編程教學(xué)的內(nèi)容上，教師可以結(jié)合當(dāng)?shù)剡@一領(lǐng)域的發(fā)展特點(diǎn)和學(xué)校特色化的發(fā)展目標(biāo)，與高年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)偏好，以及對(duì)于機(jī)器人編程的了解程度、興趣點(diǎn)等基本情況相結(jié)合，編寫、制定特色化校本課程，開(kāi)展更具針對(duì)性的教學(xué);另一方面，在課程開(kāi)展的方式上，教師可以選擇多媒體技術(shù)等信息化教學(xué)手段，更加直觀、更有科技感地為學(xué)生展示機(jī)器人的世界，使學(xué)生對(duì)智能科技，尤其是人工智能的世界產(chǎn)生好奇和驚嘆，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2. 開(kāi)展主題體驗(yàn)式機(jī)器人編程教學(xué)

從機(jī)器人編程這門課程本身來(lái)說(shuō)，包含著龐大的信息數(shù)據(jù)和復(fù)雜的邏輯思維，而小學(xué)階段涉及和接觸的部分則是最為淺顯、表層的部分，主要目的是為學(xué)生之后接觸、了解及進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)打好基礎(chǔ)。而從長(zhǎng)遠(yuǎn)的學(xué)習(xí)規(guī)劃來(lái)看，小學(xué)階段是關(guān)鍵性的基礎(chǔ)階段，高年級(jí)學(xué)生如果在缺少專業(yè)指導(dǎo)的情況下接觸和學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，反而容易陷入茫然。正因?yàn)槿绱?，在進(jìn)行機(jī)器人編程教學(xué)時(shí)，教師要對(duì)課堂教學(xué)的模式、手段等做進(jìn)一步的探究，重視方法和習(xí)慣的培養(yǎng)，真正對(duì)學(xué)生的未來(lái)學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)發(fā)揮積極作用。

具體來(lái)說(shuō)，開(kāi)展小學(xué)高年級(jí)的機(jī)器人編程教學(xué)，要將各個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)通過(guò)綜合的課程結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)學(xué)科之間的相互配合，發(fā)揮綜合育人功能，讓學(xué)生在綜合的環(huán)境中學(xué)習(xí)，在項(xiàng)目活動(dòng)中應(yīng)用綜合性的知識(shí)解決問(wèn)題。正是因?yàn)闄C(jī)器人編程這一課程有別于傳統(tǒng)的單學(xué)科理論教學(xué)為主的情況，所以更適用于這種以主題案例為導(dǎo)向的探究體驗(yàn)性的課堂教學(xué)模式。教師可以將生活中遇到的問(wèn)題場(chǎng)景作為例子，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論和探究的過(guò)程中，引入機(jī)器人編程中的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，讓學(xué)生在逐步探索解決方案的同時(shí)，理解和掌握專業(yè)性的知識(shí)。而這樣的課堂教學(xué)方式，既能使枯燥復(fù)雜的知識(shí)更易于學(xué)生理解，又能讓學(xué)生的思維和能力得到鍛煉和提升。

3. 設(shè)計(jì)實(shí)踐應(yīng)用導(dǎo)向的機(jī)器人編程活動(dòng)

在當(dāng)前的教育教學(xué)背景下，學(xué)科教學(xué)的目標(biāo)不再局限于理論知識(shí)的理解與掌握，課堂教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)也不再只是為了應(yīng)對(duì)各個(gè)階段的升學(xué)考試。學(xué)生本身的學(xué)習(xí)習(xí)慣、思維及運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，逐漸成為當(dāng)前課堂教學(xué)設(shè)計(jì)與開(kāi)展的核心目標(biāo)。而對(duì)于機(jī)器人編程而言，其出現(xiàn)本身也更多的是基于現(xiàn)實(shí)生活的應(yīng)用需求。因此，教師要以實(shí)踐應(yīng)用為導(dǎo)向設(shè)計(jì)課上、課下的教學(xué)活動(dòng)，著力鍛煉學(xué)生的邏輯思維、創(chuàng)新意識(shí)和解決問(wèn)題等能力。具體來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師可以從兩個(gè)方向展開(kāi)探究：一是基于現(xiàn)實(shí)生活場(chǎng)景和問(wèn)題的研究活動(dòng);二是基于機(jī)器人競(jìng)賽的研究活動(dòng)。

機(jī)器人編程的應(yīng)用與當(dāng)前的社會(huì)生活息息相關(guān)。教師要應(yīng)用生活化的教學(xué)理念，在組織學(xué)生參與機(jī)器人編程活動(dòng)時(shí)，從學(xué)生現(xiàn)實(shí)生活中常見(jiàn)的機(jī)器人，或者是利用機(jī)器人解決問(wèn)題的生活情境出發(fā)，設(shè)計(jì)參與性的活動(dòng)方案。在觀察、分析機(jī)器人現(xiàn)實(shí)案例的過(guò)程中，使學(xué)生了解其中所應(yīng)用的邏輯思維和相關(guān)知識(shí)。同時(shí)，教師還可以將這一生活應(yīng)用情境作為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)學(xué)生能夠模仿完成的實(shí)踐操作活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生在觀察實(shí)踐的過(guò)程中更好地掌握相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容和方法技巧。

除此之外，當(dāng)前環(huán)境下機(jī)器人比賽已成為熱門，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)途徑受到了廣泛關(guān)注，而這種比賽本身就是機(jī)器人編程的一種現(xiàn)實(shí)應(yīng)用途徑。因此，教師可以通過(guò)組織高年級(jí)學(xué)生以小組或者班級(jí)為單位，參與對(duì)應(yīng)年齡段的機(jī)器人比賽，作為綜合性、拓展性實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)的一種方式。

作為未來(lái)人工智能時(shí)代的主人，學(xué)生有必要從當(dāng)前階段開(kāi)始接觸、了解機(jī)器人編程的相關(guān)知識(shí)，更有必要在掌握知識(shí)內(nèi)容的基礎(chǔ)上形成應(yīng)用的理念，強(qiáng)化自身的動(dòng)手操作能力。只有具備這樣的意識(shí)，全面提升自己的素質(zhì)和能力，才能在未來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳麗香. 中小學(xué)開(kāi)展簡(jiǎn)易機(jī)器人編程教育的實(shí)踐研究[J]. 科技資訊，2020（4）.

[2]張策. 小學(xué)機(jī)器人編程教學(xué)策略與實(shí)踐應(yīng)用研究[D]. 濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2020.

[3]李家萬(wàn). 論小學(xué)機(jī)器人編程社團(tuán)對(duì)學(xué)生幾種能力的培養(yǎng)[J]. 安徽教育科研（下半月刊），2019（10）.