淺談初中信息技術(shù)機(jī)器人教學(xué)

周 駿

(江蘇省南京外國語學(xué)校仙林分校 江蘇南京 210000)

近10年，全球的信息化技術(shù)日新月異，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、人工智能等前沿科技層出不窮，大大拓寬了中學(xué)生的眼界。而現(xiàn)行初中信息技術(shù)教材與小學(xué)教材在內(nèi)容上存在一定的重疊，少部分基礎(chǔ)好的學(xué)生在常規(guī)課堂教學(xué)中能學(xué)到的新知識(shí)有限，傳統(tǒng)信息技術(shù)課堂開始不能滿足這部分學(xué)生的發(fā)展需要，急需初中信息技術(shù)老師對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行一定程度的擴(kuò)充，而機(jī)器人教學(xué)無論從國家對(duì)人才培養(yǎng)的角度，還是學(xué)生自身發(fā)展的角度都算是一個(gè)積極的方向。

一、傳統(tǒng)書本教學(xué)內(nèi)容之外機(jī)器人教學(xué)項(xiàng)目的選擇

現(xiàn)行的初中信息技術(shù)教材涵蓋范圍較廣，包括辦公軟件、多媒體學(xué)習(xí)、編程思維、機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。但課本內(nèi)容以理論知識(shí)為主，缺乏動(dòng)手實(shí)踐，這個(gè)現(xiàn)象在機(jī)器人模塊尤其突出，學(xué)生追求的是能真真正正從設(shè)計(jì)到動(dòng)手搭建再到編程讓機(jī)器人動(dòng)起來的過程，而現(xiàn)有的課本卻只能教授給學(xué)生籠統(tǒng)的機(jī)器人理論知識(shí)。選擇一款合適的機(jī)器人項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)物教學(xué)就成了迫在眉睫的需求。

現(xiàn)在市面上針對(duì)初中生機(jī)器人教學(xué)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目種類繁多，如樂高EV3、能力風(fēng)暴WER、VEXIQ等，教師在選擇機(jī)器人教學(xué)項(xiàng)目時(shí)要充分考慮是否滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。以樂高EV3機(jī)器人為例，它是一種積木機(jī)器人，具有完善的零件系統(tǒng)，易于拼搭。同時(shí)，它易于學(xué)習(xí)，編程軟件采用圖形化編程語言，易讀性強(qiáng)，方便孩子理解和學(xué)習(xí)。學(xué)生只需按順序拖動(dòng)模塊，即可完成一個(gè)簡(jiǎn)單的程序，與課本知識(shí)結(jié)合緊密且較為符合初中學(xué)段學(xué)生的學(xué)情。選定該型號(hào)機(jī)器人作為機(jī)器人教學(xué)的設(shè)備是比較合適的。

二、復(fù)雜學(xué)情下教學(xué)內(nèi)容和方法的選擇

信息技術(shù)學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容的連貫性較強(qiáng)。據(jù)筆者觀察，學(xué)生在信息技術(shù)課上學(xué)習(xí)課本知識(shí)的過程中分化比較明顯，課程越深入，部分學(xué)生越難跟上的問題很突出。在進(jìn)行機(jī)器人補(bǔ)充教學(xué)時(shí)，教師一定要注重規(guī)避這方面的問題，否則補(bǔ)充內(nèi)容就容易變成對(duì)少部分學(xué)生的“提優(yōu)”，與全面提升學(xué)生信息技術(shù)素養(yǎng)的初衷背道而馳。

為做到這一點(diǎn)，筆者首先以小組合作的模式進(jìn)行教學(xué)，機(jī)器人學(xué)習(xí)需要拼搭、編程、撰寫工程筆記，本就是一個(gè)典型的合作學(xué)習(xí)過程。筆者在學(xué)習(xí)的開始階段對(duì)學(xué)生進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將學(xué)生分為有過機(jī)器人基礎(chǔ)的、無基礎(chǔ)但動(dòng)手能力強(qiáng)的、交流文字能力強(qiáng)的進(jìn)行混合編組，不同基礎(chǔ)能力的學(xué)生能在一個(gè)組內(nèi)相互促進(jìn)、相互幫助，這不僅有助于教學(xué)效果的提升，還能培養(yǎng)學(xué)生的交流合作能力，提升學(xué)生的人格素養(yǎng)。

其次，在教學(xué)內(nèi)容的制定上要特別重視理論與實(shí)踐相結(jié)合，重視與書本相結(jié)合。機(jī)器人學(xué)習(xí)過程中，實(shí)踐非常重要，但如果在課堂教學(xué)過程中盲目進(jìn)行實(shí)踐操作而忽視理論指導(dǎo)，同樣會(huì)對(duì)初中生的學(xué)習(xí)效果產(chǎn)生負(fù)面影響。還是以EV3機(jī)器人項(xiàng)目為例，目前市面上并沒有統(tǒng)一的機(jī)器人教材，直接進(jìn)行實(shí)物教學(xué)難度較大，學(xué)生學(xué)習(xí)效率低下。筆者在EV3四種類型傳感器的教學(xué)過程中，直接引入實(shí)物教學(xué)，結(jié)果由于學(xué)生日常生活中很少接觸過傳感器的實(shí)物，并沒有概念，拿到實(shí)物后并沒有取得預(yù)想中的教學(xué)效果，反而導(dǎo)致部分同學(xué)出現(xiàn)注意力不集中游離課堂之外的情況。后來，筆者在對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行反思，再實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，以書本上關(guān)于機(jī)器人傳感器這一章的理論知識(shí)作為教學(xué)的切入點(diǎn)，很容易讓學(xué)生在實(shí)物教學(xué)環(huán)節(jié)產(chǎn)生聯(lián)想，書本理論知識(shí)此時(shí)能對(duì)實(shí)際操作起到很好的指導(dǎo)作用，教學(xué)效果事半功倍。

三、機(jī)器人零件設(shè)備的課堂課后管理

機(jī)器人教學(xué)過程中涉及的零件設(shè)備數(shù)量門類眾多，管理起來千頭萬緒，非?？简?yàn)教師的管理藝術(shù)。零件設(shè)備管理應(yīng)以學(xué)生為主，抓大放小。還是以EV3機(jī)器人為例，基礎(chǔ)教育包內(nèi)包含431件積木，如果老師事必躬親，每節(jié)課開始結(jié)束時(shí)都對(duì)零件進(jìn)行清點(diǎn)顯然是不現(xiàn)實(shí)的。這時(shí)候就應(yīng)引入學(xué)生負(fù)責(zé)制，每節(jié)課開始由每組的組長領(lǐng)走設(shè)備，課后清點(diǎn)無誤后由組長上交設(shè)備，這樣減輕教師的工作負(fù)擔(dān)之余也能培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任心。另外，如果對(duì)每一個(gè)零件的去向都要追本溯源，顯然也是不現(xiàn)實(shí)的，這時(shí)候就要能“抓大放小”一些常用易損件在一定范圍內(nèi)發(fā)生丟失順壞的情況完全是可以接受的，而一些稀缺的貴重的零件就需要老師學(xué)生有足夠的責(zé)任心去愛護(hù)。

教師在零件設(shè)備管理過程中要把握好火候。一個(gè)極端是一味追求零件設(shè)備的完整和整潔，不愿、不敢放手讓學(xué)生嘗試創(chuàng)新，會(huì)讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中束手束腳，長此以往，學(xué)生必然缺乏創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)熱情。而另一個(gè)極端是一味地大膽放手讓學(xué)生使用設(shè)備，卻沒有教會(huì)學(xué)生在使用設(shè)備時(shí)的基本注意事項(xiàng)，沒有培養(yǎng)學(xué)生使用設(shè)備的良好習(xí)慣，又極易造成設(shè)備的損壞和遺失。兩個(gè)極端都不可取，教師一定要在教學(xué)過程中多總結(jié)、多思考，制定符合實(shí)際情況的管理制度。

總而言之，隨著社會(huì)信息技術(shù)水平的不斷發(fā)展，作為一門能很好培養(yǎng)學(xué)生綜合信息素養(yǎng)的學(xué)習(xí)模塊，機(jī)器人教學(xué)會(huì)越來越重要。目前，機(jī)器人教學(xué)正處在萌芽階段，尚存在很多值得研究探索的領(lǐng)域，對(duì)此，信息技術(shù)教師要與時(shí)俱進(jìn)，充分發(fā)揮活到老學(xué)到老的精神，在日常教學(xué)過程中多思考，多與學(xué)生交流，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，從而讓整個(gè)機(jī)器人教學(xué)盡快走上正軌。