中小學機器人教學法的探究

內(nèi)容提要：

隨著信息技術的發(fā)展，學生僅僅靠吸收課本上的知識是不夠的。機器人融合了機械制造、電子技術、信息技術、自動控制、傳感器、網(wǎng)絡通訊、聲音識別、圖像處理和人工智能等先進技術。開展機器人教學一方面為了讓學生接觸到科學的前沿，體會科學給我們生活帶來的好處，另一方面是為了提高學生的實踐動手能力、創(chuàng)新思維能力和科學探究能力。本文對機器人教學的教學理念和教學模式，總結和形成實用性強、操作性強的能夠更加有效提高學生整體素質的新思路、新方法、新技術。

機器人課程教學內(nèi)容融合了中小學的多門課程和課外科技活動，具有創(chuàng)新性、綜合性、開放性、發(fā)展性、實踐性和探究性的特點。任務驅動教學法能夠構建良好的教學情境，營造良好的學習氛圍，激發(fā)學生的學習興趣，有利于充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性，有利于充分發(fā)揮團隊力量，激發(fā)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

一、任務驅動教學法設計原則

任務驅動教學法，顧名思義，就是設置合理而明確的實踐學習任務，盡最大可能調(diào)動學生內(nèi)需，驅動課堂教學順利高效地推進，從而全面完成教學目標的教學方法。該方法注重學生創(chuàng)新意識和獨立分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。課堂教學中，教師采取多元的教學手段，使任務驅動變?yōu)閷W生內(nèi)在的動力驅動，使學生不斷地獲得成功感、幸福感，激發(fā)學生學習欲望，驅動學生獨立探索，樂于實踐。

1、任務的合理性和實踐性原則

教師設計教學任務時，應充分關注學生實際，嚴格按照教學規(guī)劃，提出合理的教學要求，制定明確的目標任務，并設計富有操作性和實踐性的教學活動，鼓勵學生在實踐中出真知，在實踐中提升自己的創(chuàng)作能力。

2、能力優(yōu)先發(fā)展原則

任務驅動教學法始終堅持能力優(yōu)先發(fā)展原則。在設計任務時，要充分考慮學生的現(xiàn)有文化知識、認知能力及差異等。在設計的過程中，根據(jù)學生的實際水平來設計每一個模塊，針對不同程度的學生來設計不同層次的練習。既注重學習任務的設計與布置，也要注重學習的主動性與思維能力的培養(yǎng)。既要重視學習結果，也要重視學習過程。既要追求知識與技能的掌握，也要追求學生創(chuàng)新意識等心理素質的培養(yǎng)。

3、實戰(zhàn)體驗與網(wǎng)絡虛擬相結合原則

在機器人教學中要積極利用多媒體與網(wǎng)絡學習環(huán)境進行虛擬教學，拓展教學情境。發(fā)揮人工智能技術的作用，通過卡通動畫教學，提高學生學習興趣。同時，也要重視教師面授、學生間的直接討論與綜合實踐等現(xiàn)實的教學，加強直接交流與即時反饋。教學中，要將課堂上學生的實踐演練和教師組織的網(wǎng)絡虛擬教學整合推進。

4、強化團隊意識原則

任務驅動教學法強調(diào)個別學習和協(xié)作學習的和諧統(tǒng)一。教師進行任務設計時，要根據(jù)教學目標和教學內(nèi)容設計出適合個別學習和協(xié)作學習的任務，協(xié)作學習要求多個學生共同合作完成，使學生在相互交流中不斷增長知識技能，加強團結合作的意識，進一步培養(yǎng)學生的協(xié)作精神。

二、任務驅動教學課堂的有效構建

機器人教學與其他學科教學的最大不同之處在于它不是以講授為主，而是一種師生平等的合作關系，教師起著指導者、組織者、幫助者、合作者的作用。學生以小組合作形式，通過任務驅動進行創(chuàng)新設計、編寫程序、組裝部件、演習實驗、研究反思等。課題組探究出了“任務布點——團隊探索——自主攻關——交流評價”的四步課堂模式。

1、任務布點：設置合理任務，激發(fā)學習興趣

機器人教學的目的是為了使學生了解智能機器人這個信息技術前沿領域的發(fā)展和應用狀況，了解智能機器人的概念和工作方法，破除中小學生對智能機器人的神秘感，為進一步學習智能機器人技術的有關知識打下基礎。教師根據(jù)教學目標、內(nèi)容及學生學習狀況，精心設計與當前主題相關且與學生實際生活經(jīng)驗密切聯(lián)系的盡可能真實的情境，使學生帶著真實的任務進入學習情境，使學習直觀化、形象化，激發(fā)學生強烈的好奇心和解決問題的欲望。例如，在《認識機器人》課堂教學中，可通過播放有關機器人的視頻短片來吸引學生的注意力和好奇心，激發(fā)學生的學習興趣。

2、團隊探秘：合作探究學習，培養(yǎng)探索精神

根據(jù)提出的任務，以及學生的興趣、愛好，分為不同的項目小組，每個項目小組內(nèi)部根據(jù)研究的具體任務進行具體分工，教師根據(jù)學生需要，幫助學生選擇明確的研究課題，并做宏觀指導，具體設計探究過程則由項目小組自己完成。在這個過程中，教師起到指導者、組織者、幫助者的作用。在設計任務時，教師應首先分析課程教學的總目標，在總目標的框架內(nèi)設計出一個個的小目標，并把每一個學習模塊分解為一個個可以完成的任務，通過這些具體的任務來體現(xiàn)教學內(nèi)容和教學目標。教師在給出任務后，不要急于講解，要讓學生帶著任務自主探究、自主發(fā)現(xiàn)。學生在教師的指導下，分組合作探究。

3、自主攻關：自選任務主題，注重個性發(fā)展

任務驅動教學目的是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，同時也注重學生的個性發(fā)展，不要讓學生的思維局限在教師所創(chuàng)設的既定的任務中。鼓勵學生從不同的角度去考慮問題，站在一個新的角度去發(fā)現(xiàn)問題和解決問題，從而促進學生思維的發(fā)展和多方面考慮實際問題的能力。以寓教于樂的方式，在傳播知識的同時提高學生的創(chuàng)新力，激發(fā)學生創(chuàng)造發(fā)明的天性和能力。

4、評價交流：交流學習感悟，評價學習效果。

學生在課堂上，通過教師的組織、引導、幫助，在任務的驅動下完成課堂內(nèi)容，因此，對學生完成任務的情況進行合理的評價是非常重要的。在注重總結性評價的同時，也要注重過程性評價。對學生在完成任務過程中有創(chuàng)意的想法給予肯定。引導學生進行自我評價，找出自己的缺點和不足，在以后的學習中逐步改進。

結論：任務驅動教學模式，在機器人教學中的應用不僅能激發(fā)學生的學習興趣，提高學生創(chuàng)新能力和動手操作能力的積極性，也提高了學生團結協(xié)作的精神和積極探索的能力。通過機器人教學的有效開展，使得學生信息素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力有了更大的提高。