淺談小學(xué)信息技術(shù)機(jī)器人教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)

葉碧釵

【內(nèi)容摘要】科技改變未來，小學(xué)信息技術(shù)也將走出傳統(tǒng)模式，進(jìn)入未來科技。隨著智能手機(jī)、智能機(jī)器人等新一輪的人工智能浪潮的掀起，我們應(yīng)該把人工智能教學(xué)思維的培養(yǎng)實(shí)踐到課堂中去。本文以小學(xué)信息技術(shù)機(jī)器人教學(xué)中計(jì)算機(jī)思維的培養(yǎng)為介紹對象，進(jìn)行詳細(xì)分析。

【關(guān)鍵詞】信息技術(shù)?機(jī)器人教學(xué)?計(jì)算思維

近些年來，機(jī)器人逐漸出現(xiàn)在我們的視野，機(jī)器人比賽也蓬勃發(fā)展，機(jī)器人的教學(xué)方式也從技術(shù)教學(xué)改變成思維教學(xué)，形成了一個(gè)新的平臺，這能讓學(xué)生們更好的培養(yǎng)計(jì)算思維能力。本文將以廣東教育出版社第三冊（上）諾寶機(jī)器人這一項(xiàng)目進(jìn)行論述，淺析如何在信息技術(shù)課堂中培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

一、激發(fā)學(xué)生的計(jì)算思維主動(dòng)意識

要培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)器人教學(xué)思維，就先要讓學(xué)生有計(jì)算思維的主動(dòng)意識。那么如何激發(fā)他們的主動(dòng)意識呢？作為教師，我們要有意引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算思維求解問題，讓他們體會到計(jì)算思維的妙處，從而就不難激發(fā)他們形成計(jì)算思維的主動(dòng)意識了。學(xué)生在學(xué)習(xí)諾寶機(jī)器人階段，將會接觸到順序結(jié)構(gòu)、循環(huán)結(jié)構(gòu)和條件結(jié)構(gòu)。所以，我在學(xué)習(xí)機(jī)器人課程的第一課，就將整個(gè)機(jī)器人的框架體系分析給學(xué)生，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)運(yùn)用流程圖分析問題和解決。

二、學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)策略

1.設(shè)計(jì)問題

問題的設(shè)計(jì)要講究策略，既要有一定難度，又要有一定層次性和啟發(fā)性，要做到循序漸進(jìn)，要逐步訓(xùn)練學(xué)生求解問題的能力，最終達(dá)到讓他們通過自己的知識可以獨(dú)立自主的解決問題的目的。

例如，在《聰明的巡邏兵》一課中，學(xué)生第一次接觸使用“多次循環(huán)”模塊，對循環(huán)的概念比較模糊。所以，教師緊密聯(lián)系前課設(shè)計(jì)問題，機(jī)器人巡邏兵走正四邊形要添加4次“直行”和“轉(zhuǎn)向”，如果走正八邊形要添加8次，那么如果要走正100邊形呢？也要添加100次“直行”和“轉(zhuǎn)向”嗎？從而引導(dǎo)學(xué)生思考用更簡單的方法簡化機(jī)器人編寫程序。在引出多次循環(huán)的概念后，教師再次提出問題，機(jī)器人走正多邊形過程中，循環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)轉(zhuǎn)向的度數(shù)與重復(fù)次數(shù)有什么關(guān)系？從而引導(dǎo)學(xué)生思考機(jī)器人走正多邊形的轉(zhuǎn)向規(guī)律，啟發(fā)學(xué)生的思維，有助于形成計(jì)算思維。

2.分析問題

在機(jī)器人教學(xué)中以及實(shí)踐過程中會遇到很多問題，這時(shí)候一定要鼓勵(lì)學(xué)生利用好計(jì)算思維去分析問題，找到最佳解決方案。

例如，在《自動(dòng)避障機(jī)器人》一課中，機(jī)器人已經(jīng)裝上了紅外避障傳感器，為什么還是不會遇到障礙物時(shí)避開？教師通過生活實(shí)例問題引導(dǎo)學(xué)生分析：假如你的眼睛閉上了走路，能躲開障礙物嗎？如果睜一會閉一會眼呢？學(xué)生聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)識到要一直睜開眼睛才能成功。將其遷移到機(jī)器人中也一樣。紅外避障傳感器需要一直在工作狀態(tài)中，才能確保機(jī)器人能識別障礙物，學(xué)生因此認(rèn)識到“永久循環(huán)”模塊在避障機(jī)器人程序中的重要性。但是，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)，機(jī)器人識別到障礙物后，還需要指令明確下一步行動(dòng)。就像眼睛看到障礙物后需要判斷，是繼續(xù)直行？還是閃開？往哪里閃？此時(shí)，學(xué)生需要分析“條件判斷”結(jié)構(gòu)在程序中的運(yùn)用，從而解決紅外避障機(jī)器人程序的編寫。

只有通過這樣在實(shí)踐中聯(lián)系生活實(shí)際發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題，才可以讓學(xué)生的計(jì)算思維的培養(yǎng)更有實(shí)際意義。

3.拓展問題

學(xué)生在分析解決問題后，教師還要鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散思維，拓展延伸問題，促進(jìn)學(xué)生計(jì)算思維的進(jìn)一步養(yǎng)成。

例如，在學(xué)習(xí)完《尋光機(jī)器人》、《會聽聲音的機(jī)器人》后，教師引導(dǎo)學(xué)生思考，如果把這兩種機(jī)器人聯(lián)系一起，你還能想到生活中的什么機(jī)器人？在學(xué)生提出“樓道感應(yīng)燈”后，教師鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合光感傳感器和聲音傳感器，聯(lián)系所學(xué)，設(shè)計(jì)樓道感應(yīng)機(jī)器人。在問題延伸、思考、解決過程中，真正將所學(xué)知

識與生活融會貫通，有效結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科思維的養(yǎng)成，培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算思維。

需要注意的是，在每次的課程結(jié)束后都要求學(xué)生作總結(jié)分析，因?yàn)槊看握n程結(jié)束后學(xué)生總會有些問題疑惑以及解決思路等，我們要求學(xué)生記錄下這些，以便在今后的實(shí)踐應(yīng)用中起到很好的經(jīng)驗(yàn)的作用。這個(gè)方法不僅可以讓學(xué)生們理清思路、加深印象，更可以發(fā)現(xiàn)自己的問題，有助于他們提高自己利用計(jì)算思維解決問題的能力。

結(jié)語

通過對小學(xué)信息技術(shù)機(jī)器人教學(xué)中計(jì)算思維的培養(yǎng)，學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提高、邏輯思維能力得到提高、計(jì)算思維能力得到提高，實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)都在提高。但是學(xué)生的計(jì)算思維的培養(yǎng)是作為教師的我們一項(xiàng)長期的工作，教師要堅(jiān)持做好引導(dǎo)工作，不斷促進(jìn)學(xué)生提升他們的計(jì)算思維，能夠更好的應(yīng)用到實(shí)踐中去，才能實(shí)現(xiàn)科技改變未來的偉大工程。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 吳南中. 建設(shè)性后現(xiàn)代視角下的MOOC資源特質(zhì)及其生成策略[J]. 中國遠(yuǎn)程教育，

2015（1）：24-29.

[2] 王耀華. 基于計(jì)算思維的游戲化學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究與開發(fā)[D]. 深圳大學(xué)， 2015.

[3]

趙繼珍. 以計(jì)算思維為導(dǎo)向的高職高專計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程研究[D]. 河北師范大學(xué)， 2014.

（作者單位：深圳市龍華區(qū)大浪實(shí)驗(yàn)學(xué)校）