探尋優(yōu)化機(jī)器人課堂任務(wù)設(shè)計(jì)的有效策略

☆李海

（鎮(zhèn)江市實(shí)驗(yàn)學(xué)校魅力之城分校，江蘇鎮(zhèn)江212000）

探尋優(yōu)化機(jī)器人課堂任務(wù)設(shè)計(jì)的有效策略

☆李海

（鎮(zhèn)江市實(shí)驗(yàn)學(xué)校魅力之城分校，江蘇鎮(zhèn)江212000）

機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)是信息技術(shù)發(fā)展的前沿，蘊(yùn)涵著極其豐富的教育資源。我校在教授江蘇省初中《信息技術(shù)》教材紫光三角機(jī)器的基礎(chǔ)上，又把3D虛擬機(jī)器人等項(xiàng)目引入社團(tuán)活動(dòng)和研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)中，積極探索機(jī)器人教學(xué)的方法。在機(jī)器人教學(xué)中我們感受到籌劃好課堂任務(wù)設(shè)計(jì)的重要性，課堂任務(wù)設(shè)計(jì)會(huì)直接影響著整節(jié)課的教學(xué)效果。本文試從機(jī)器人課堂實(shí)例闡述優(yōu)化課堂任務(wù)設(shè)計(jì)的對(duì)策。

機(jī)器人；虛擬機(jī)器人；任務(wù)設(shè)計(jì)

機(jī)器人實(shí)踐活動(dòng)蘊(yùn)涵著極其豐富的教育資源，機(jī)器人課程具有創(chuàng)新性、實(shí)踐性、應(yīng)用性等特點(diǎn)。在實(shí)際教學(xué)中機(jī)器人課程存在更新快、課時(shí)少等實(shí)際問題，因此，提高課堂教學(xué)效益是每位教師必須面對(duì)的現(xiàn)實(shí)。效益的好壞、目標(biāo)的達(dá)成度等往往需以課堂中的一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)來承載。教師應(yīng)努力使課堂任務(wù)精致化，通過課堂中一系列精彩的任務(wù)設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，提升學(xué)生掌握知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)、創(chuàng)造性解決問題的能力?？傊玫娜蝿?wù)設(shè)計(jì)可以使教學(xué)相輔相成，事半功倍；反之，則可能使教學(xué)表面歡鬧而效益低下。

在初中機(jī)器人教學(xué)中，“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”這一教學(xué)法運(yùn)用很普遍，“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”是教師和學(xué)生圍繞一系列的“任務(wù)”來進(jìn)行，所以，如何設(shè)計(jì)有效的“任務(wù)”是開展教學(xué)的關(guān)鍵。下面筆者結(jié)合3D虛擬機(jī)器人課堂教學(xué)實(shí)例談一談?wù)n堂任務(wù)設(shè)計(jì)的策略。

一、注重任務(wù)設(shè)計(jì)的趣味性

任務(wù)的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平，避免由于軟硬件的限制、任務(wù)過于簡(jiǎn)單或復(fù)雜而導(dǎo)致學(xué)生的消極怠工。設(shè)計(jì)有趣味性的任務(wù)，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，使其從被動(dòng)完成變?yōu)橹鲃?dòng)探究，通過任務(wù)的完成，也能促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)能力的提高。

如：教授《灰度傳感器》一課時(shí)，由于學(xué)生在七年級(jí)上學(xué)期已接觸實(shí)體普及機(jī)器人，對(duì)用灰度光感巡線有了比較全面的認(rèn)識(shí)，因此，一般會(huì)布置一個(gè)鞏固性任務(wù)：模擬走黑白線圖形。

師：今天我們來學(xué)習(xí)3D虛擬機(jī)器人中灰度傳感器的使用方法。首先請(qǐng)同學(xué)們回憶普及機(jī)器人是如何巡線的？

生：利用灰度傳感器，分情況來判斷……

師用PPT小結(jié)展示，走黑線時(shí)檢測(cè)與判斷的幾種情況。

師出示任務(wù)（各種黑白線圖案）。

生嘗試完成任務(wù)。

師：灰度傳感器在實(shí)體機(jī)器人和3D虛擬機(jī)器人上的原理是一樣的，哪位同學(xué)愿意上來試一下。

學(xué)生演示。

仔細(xì)品味任務(wù)，會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)任務(wù)的導(dǎo)入很枯燥，教師完全是為了任務(wù)而機(jī)械地提出任務(wù)，沒有為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一定的學(xué)習(xí)氛圍和情景，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中處于一個(gè)復(fù)習(xí)回顧的狀態(tài)中，學(xué)習(xí)的積極性、學(xué)習(xí)的效果可想而知。教師在任務(wù)設(shè)計(jì)的過程中只注重了技能目標(biāo)的達(dá)成，而忽略了其本身所應(yīng)具有的人文素養(yǎng)和情感目標(biāo)的落實(shí)。所以，筆者認(rèn)為這堂課如果任務(wù)設(shè)計(jì)的過程中為任務(wù)的載入加入情景元素，用所提供的素材對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感熏陶，課堂應(yīng)該會(huì)更加形象生動(dòng)。

實(shí)踐改進(jìn)方案：結(jié)合教師提供給學(xué)生的黑白線素材，可以將科幻電影中無人駕駛的汽車沿著道路前進(jìn)的故事貫穿于整堂課，設(shè)計(jì)機(jī)器人檢測(cè)公路的范圍，沿著彎曲的公路能夠從起始點(diǎn)一直行進(jìn)到終點(diǎn)，公路中間為黑線兩邊是白線（如圖1），以此來創(chuàng)設(shè)任務(wù)情景，從而把任務(wù)與生動(dòng)的圖、景、情相結(jié)合。這樣不僅能激發(fā)學(xué)生的興趣，也能使學(xué)生在潛移默化中得到鍛煉和熏陶，提高學(xué)生對(duì)待生活的態(tài)度，陶冶情操，進(jìn)而使情感目標(biāo)得以升華。

圖1 任務(wù)場(chǎng)景

二、講究任務(wù)設(shè)計(jì)主題的生活化

在講解《障礙傳感器》一課時(shí)可采用如下情景來設(shè)置任務(wù)：讓學(xué)生先觀看汽車倒車入庫的視頻，在學(xué)生欣賞的時(shí)候，汽車“不小心”尾部撞墻了……緊接著，請(qǐng)學(xué)生帶著問題思考，自己家人停車時(shí)一般采用什么方法，原理是什么？圍繞生活中汽車后面的倒車?yán)走_(dá)展開教學(xué)活動(dòng)中的任務(wù)：給汽車裝上眼睛，障礙傳感器的使用（障礙傳感器，能夠檢測(cè)一定距離內(nèi)是否有物體存在）。

從上述任務(wù)情景的設(shè)置中我們可以看出：教師的任務(wù)情景不是虛構(gòu)的，而是來自于現(xiàn)實(shí)的生活：汽車停車找人引導(dǎo)或使用倒車?yán)走_(dá)是客觀存在的，在平時(shí)的生活中倒車出現(xiàn)問題是可能發(fā)生的。這樣不僅僅是單純地給任務(wù)一個(gè)情景，它在引導(dǎo)學(xué)生切入學(xué)習(xí)主題、激發(fā)學(xué)生興趣方面起到了激勵(lì)作用，任務(wù)情景生活化，并不是為了情景而情景。

機(jī)器人課堂是實(shí)踐性很強(qiáng)的項(xiàng)目，通過學(xué)生熟知的生活情境和感興趣的事情為其提供思考和操作的機(jī)會(huì)，能讓學(xué)生感受到機(jī)器人應(yīng)用就在身邊。因此，教師在設(shè)計(jì)任務(wù)情景時(shí)應(yīng)注意從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，與教學(xué)本質(zhì)相聯(lián)系，既要為激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提供動(dòng)力，又要為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供認(rèn)知?？奎c(diǎn)。

三、注意任務(wù)設(shè)計(jì)的開放性

進(jìn)行任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮涵蓋學(xué)習(xí)的知識(shí)技能，但也要給學(xué)生一個(gè)創(chuàng)造的空間，如完成方式可以多種多樣、任務(wù)結(jié)果不唯一等。任務(wù)具有開放性，學(xué)生可以通過網(wǎng)站、小組合作等多種途徑，去多角度思考完成。僅僅只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)，難以激發(fā)學(xué)生的探索欲望，不可能培養(yǎng)出創(chuàng)造性的人才。

如：講授《十字路口》一課時(shí)，任務(wù)設(shè)計(jì)情景是車輛通過十字路口，這是一個(gè)開放性的問題，如要考慮交通法規(guī)（車輛遇紅燈停，綠燈行），如果沒有紅綠燈是否可以直接通過等問題。實(shí)踐時(shí)學(xué)生發(fā)現(xiàn)利用灰度傳感器編寫程序控制汽車，在行駛時(shí)能夠檢測(cè)紅綠燈，遇紅燈停止前進(jìn)，綠燈繼續(xù)前進(jìn)。但任務(wù)卻有的顯示成功，有的顯示失敗。學(xué)生通過小組討論、實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)車輛通過十字路口的情況其實(shí)是多種多樣的，如現(xiàn)實(shí)生活中，除了考慮紅綠燈，有時(shí)很難避免有個(gè)別車輛違法闖紅燈的現(xiàn)象，因此十字路口的情況就復(fù)雜了，為了保證安全，可能僅考慮紅綠燈還不夠，最好還應(yīng)考慮前方有沒有違法橫穿的車輛，當(dāng)然還可以考慮遇到物體突然剎車，避免汽車追尾事故等問題。上述任務(wù)的設(shè)計(jì)，沒有硬性規(guī)定使用什么傳感器，學(xué)生可以自由發(fā)揮，在探究和實(shí)踐時(shí)發(fā)揮創(chuàng)意。

任務(wù)設(shè)計(jì)要有開放性，給學(xué)生適當(dāng)?shù)目臻g，讓他們自己去選取；給學(xué)生創(chuàng)造條件，讓他們自己去磨煉；給學(xué)生一個(gè)問題，讓他們自己去尋找答案；給學(xué)生一點(diǎn)困難，讓他們自己想辦法去解決。

四、利用教學(xué)資源，學(xué)生參與任務(wù)開發(fā)與設(shè)計(jì)

任務(wù)應(yīng)當(dāng)與學(xué)習(xí)知識(shí)結(jié)合，通過任務(wù)的完成過程，學(xué)習(xí)新的技能與方法，從而達(dá)到機(jī)器人課程一節(jié)課或者一個(gè)主題的教學(xué)目標(biāo)。目前，我們使用的3D蘿卜圈虛擬機(jī)器人軟件，可以繪制任務(wù)場(chǎng)景、設(shè)置任務(wù)要求，如得分、起始位置、任務(wù)模型等。因此，任務(wù)設(shè)計(jì)時(shí)可以給學(xué)生提出要求，讓學(xué)生通過實(shí)踐去開發(fā)、設(shè)計(jì)相關(guān)的任務(wù)，從中選擇優(yōu)秀或合理的設(shè)計(jì)作為教學(xué)資料。在學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的把握、對(duì)情感的體驗(yàn)和綜合能力的提升都是圍繞知識(shí)點(diǎn)而展開的。例如：在講解《光線傳感器》一課時(shí)讓學(xué)生參與任務(wù)的設(shè)計(jì)，學(xué)生有的設(shè)計(jì)了檢測(cè)光源；有的設(shè)計(jì)了檢測(cè)火焰；有的設(shè)計(jì)了滅火等。最后選擇合理的任務(wù)，讓學(xué)生分組競(jìng)賽完成，效果良好。

讓學(xué)生在通過自身探求、獲得實(shí)際操作技能的同時(shí)，體驗(yàn)到探索、發(fā)現(xiàn)、解決問題的樂趣，這正是自主學(xué)習(xí)、愉快學(xué)習(xí)的最好體現(xiàn)。

巧妙的任務(wù)設(shè)計(jì)，在課堂教學(xué)中可起到凝聚和激勵(lì)的作用，學(xué)習(xí)效果在任務(wù)中顯現(xiàn)，學(xué)習(xí)能力在任務(wù)中形成。展示以人為本的教學(xué)理念，任務(wù)完成的過程不僅僅是在接受知識(shí)，更是通過自己的經(jīng)驗(yàn)構(gòu)造自己對(duì)認(rèn)識(shí)客體的理解，不僅是用“腦”去學(xué)習(xí)，更是用“心”去學(xué)習(xí)，用心靈去體會(huì)，用整個(gè)身心去感受、理解。只要我們適當(dāng)?shù)刂笇?dǎo)，學(xué)生就會(huì)在任務(wù)中健康和諧地成長，演繹精彩的課堂。

[1]高丹陽.信息技術(shù)課堂教學(xué)的任務(wù)設(shè)計(jì)原則[J].中小學(xué)電教, 2011,(03)：49-51.

[2]李躍輝,唐戈.智能機(jī)器人在小學(xué)創(chuàng)新教育中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)教學(xué)與儀器,2009,(02)：57.

[3]張豐,魏雄鷹.走進(jìn)信息技術(shù)課堂，我們應(yīng)關(guān)注什么[J].中國信息技術(shù)教育,2010,(05)：50-53.

[編輯：閆長松]

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