機(jī)器人教學(xué)融入高中信息技術(shù)課

陳樹(shù)平

摘 要：作為一門(mén)以計(jì)算機(jī)為媒介，引領(lǐng)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的學(xué)科，信息技術(shù)課程具有很強(qiáng)的工具性和實(shí)踐性，如果在課程教學(xué)中引入和應(yīng)用機(jī)器人教學(xué)，可以激發(fā)高中生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果?；诟咧行畔⒓夹g(shù)課程教學(xué)，就如何融入機(jī)器人教學(xué)進(jìn)行了深入探討。

關(guān)鍵詞：高中信息技術(shù);機(jī)器人教學(xué);融入策略

在全球科技迅猛發(fā)展的今天，社會(huì)大眾的生活方式發(fā)生了巨大改變，機(jī)器人、VR等先進(jìn)的科技產(chǎn)品越來(lái)越多地走入人們的視線。信息技術(shù)課是一門(mén)引領(lǐng)科技發(fā)展的學(xué)科，需要持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展方可適應(yīng)當(dāng)下快節(jié)奏的時(shí)代進(jìn)步。而機(jī)器人教學(xué)具有豐富多彩的內(nèi)容，同時(shí)也涉及多樣化的競(jìng)賽活動(dòng)，引導(dǎo)機(jī)器人教學(xué)走入課堂，有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與探索精神，這是順應(yīng)素質(zhì)教育的一項(xiàng)重要舉措。

一、明確教學(xué)流程，奠定融入基礎(chǔ)

對(duì)于高中生而言，他們?cè)诮邮苄W(xué)階段和初中階段的信息技術(shù)課程教學(xué)后，已經(jīng)對(duì)電腦的基本操作以及一些應(yīng)用軟件的使用有了一定了解，初步具有了數(shù)學(xué)分析、計(jì)算機(jī)應(yīng)用以及邏輯思維的能力。與此同時(shí)，快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)促使國(guó)內(nèi)電子電器元件的價(jià)格持續(xù)降低，同時(shí)種類(lèi)也日趨豐富，這為機(jī)器人教學(xué)融入高中信息技術(shù)課程奠定了良好基礎(chǔ)。

在高中信息技術(shù)課教學(xué)中融入機(jī)器人元素的時(shí)候，首先要帶領(lǐng)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的基本知識(shí)和原理有個(gè)基本認(rèn)識(shí)。在該教學(xué)環(huán)節(jié)中，要向他們簡(jiǎn)要地講解機(jī)器人的一些功用以及局限性等，期間主要以自主性學(xué)習(xí)為主，引導(dǎo)他們借助互聯(lián)網(wǎng)來(lái)對(duì)機(jī)器人的工作方式和發(fā)展等進(jìn)行調(diào)查了解。其次，要引導(dǎo)高中生對(duì)計(jì)算機(jī)編程尤其是機(jī)器人編程進(jìn)行了解。通過(guò)使學(xué)生了解可視化編程法、C語(yǔ)言等軟件編程方法與語(yǔ)言，可以為學(xué)生開(kāi)展機(jī)器人軟件編程奠定良好基礎(chǔ)。再次，要引導(dǎo)高中生實(shí)際參與和體驗(yàn)仿真系統(tǒng)教學(xué)。通過(guò)教學(xué)問(wèn)題提出以及創(chuàng)設(shè)情境等教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)將我們現(xiàn)實(shí)生活中所需的機(jī)器人運(yùn)行機(jī)制以及動(dòng)作等抽象問(wèn)題轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的軟件程序，逐步使他們掌握程序編寫(xiě)的一些要點(diǎn)，這樣可以使高中生深刻地理解和認(rèn)識(shí)機(jī)器人是如何實(shí)現(xiàn)動(dòng)作控制的。然后，要借助實(shí)物機(jī)器人展示，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)相應(yīng)的機(jī)器人操作，期間要重點(diǎn)為他們講解各個(gè)擴(kuò)充卡、傳感器以及其他功能配件所對(duì)應(yīng)的功用和調(diào)試方式。比如，教師可以采用小組合作學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)各學(xué)習(xí)小組學(xué)生手腦并用，使他們可以共同完成拆卸、組裝與調(diào)試機(jī)器人的復(fù)雜任務(wù)。最后，要及時(shí)做好考核工作。結(jié)合高中生了解與掌握機(jī)器人知識(shí)的情況，為他們布置一些難度適宜的任務(wù)。比如，可以引導(dǎo)各個(gè)學(xué)習(xí)小組去設(shè)計(jì)機(jī)器人項(xiàng)目，比一比哪組最先完成，這樣可以夯實(shí)學(xué)生對(duì)于所學(xué)機(jī)器人知識(shí)的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也可以使他們?cè)诔绦蚓帉?xiě)、電路設(shè)計(jì)和機(jī)器人改裝的過(guò)程中提升自身的邏輯思維能力以及問(wèn)題發(fā)現(xiàn)和求解的能力。

二、依托社團(tuán)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

對(duì)于機(jī)器人教學(xué)而言，涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、電子技術(shù)、傳感器、力學(xué)以及編程技術(shù)等眾多門(mén)類(lèi)的學(xué)科知識(shí)，對(duì)學(xué)生的綜合知識(shí)掌握情況以及實(shí)際動(dòng)手操作能力提出了較高要求。為了培養(yǎng)高中生對(duì)于機(jī)器人教學(xué)的興趣，可以依托社團(tuán)活動(dòng)，通過(guò)電腦機(jī)器人社團(tuán)等的開(kāi)設(shè)來(lái)激發(fā)他們學(xué)習(xí)機(jī)器人方面知識(shí)的興趣。對(duì)于相應(yīng)的機(jī)器人社團(tuán)創(chuàng)設(shè)，可以由專(zhuān)門(mén)的信息技術(shù)教師為主導(dǎo)，確?？梢猿浞职l(fā)揮機(jī)器人社團(tuán)在激發(fā)高中生學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)興趣等方面的積極作用，從而促進(jìn)信息技術(shù)課程教學(xué)效果的提升。

例如，對(duì)于高一年級(jí)學(xué)生，在開(kāi)設(shè)信息技術(shù)必修課的同時(shí)，可以借助課下時(shí)間，引導(dǎo)一些對(duì)機(jī)器人感興趣且具有較強(qiáng)思維能力和動(dòng)手能力的高中生構(gòu)建一個(gè)由教師所引導(dǎo)的機(jī)器人社團(tuán)。在社團(tuán)中，推行以競(jìng)賽任務(wù)為驅(qū)動(dòng)的社團(tuán)活動(dòng)，借助競(jìng)賽項(xiàng)目主題的科學(xué)確定，由學(xué)校對(duì)機(jī)器人相關(guān)設(shè)備和編程平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一配備。然后將社團(tuán)內(nèi)成員進(jìn)行合理分組，由小組中成員進(jìn)行合理分工和合作，以便借助教師的指導(dǎo)和小組成員的共同參與來(lái)提升學(xué)生制作機(jī)器人的能力，強(qiáng)化他們對(duì)于機(jī)器人方面知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，這樣可以大大提升教學(xué)效果。

三、開(kāi)發(fā)校本課程，提升融入效果

為了進(jìn)一步提升機(jī)器人教學(xué)在高中信息技術(shù)課中融入的程度，還需要打破信息技術(shù)課教材的束縛，由教師和學(xué)生協(xié)作開(kāi)發(fā)機(jī)器人教學(xué)的相關(guān)校本課程，豐富相關(guān)的教學(xué)資料，確保高中生可以深入地了解機(jī)器人設(shè)計(jì)的基本原理、編程的基本規(guī)則以及常見(jiàn)機(jī)器人設(shè)計(jì)問(wèn)題的對(duì)應(yīng)解決方案，這樣可以提升高中生收集與處理信息的能力。在整個(gè)過(guò)程中，教師要注意帶領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)地反思和總結(jié)每個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)過(guò)程，構(gòu)建和完善機(jī)器人知識(shí)框架，確保機(jī)器人設(shè)計(jì)校本課程開(kāi)發(fā)的合理與高效。

比如，將機(jī)器人方面的校本課程劃分成基礎(chǔ)篇和系統(tǒng)篇兩個(gè)組成部分，其中基礎(chǔ)篇主要是簡(jiǎn)介各類(lèi)機(jī)器人的基本情況，使高中生初步接觸機(jī)器人;系統(tǒng)篇?jiǎng)t包括傳感器、控制器和動(dòng)力裝置等幾類(lèi)核心系統(tǒng)。通過(guò)校本課程的分層開(kāi)發(fā)，可以極大滿足各類(lèi)高中生的實(shí)際需求，也能充分提升學(xué)習(xí)機(jī)器人知識(shí)的效果。

總之，在高中信息技術(shù)課中引入和實(shí)踐機(jī)器人教學(xué)，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)知識(shí)的興趣，培養(yǎng)和提升學(xué)生的動(dòng)手操作能力和創(chuàng)新能力，促進(jìn)教學(xué)有效性的提升。但是為了順利地在高中信息技術(shù)課中融入機(jī)器人教學(xué)，要在明確教學(xué)流程的基礎(chǔ)上，依托社團(tuán)活動(dòng)和開(kāi)發(fā)校本課程來(lái)提升機(jī)器人教學(xué)的有效性。

編輯 魯翠紅