基于問題的學習教學研究

王勇

摘 要：教學研究針對的是教學活動中出現的問題，特定研究針對特定問題。在本文，筆者以初中信息技術智能機器人教學為例，闡述不同問題，展開相應的教學活動。科技知識普及范圍越來越廣，機器人與人類生活的聯系也越來越緊密。智能機器人已經進入學校的課堂教學。正確運用機器人教學可以活躍課堂氣氛，提高學生的創新能力、思考能力、團隊協作能力。

關鍵詞：信息技術 智能機器人 學生

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）06-0080-02

隨著教育信息化的不斷推進，機器人科技活動已經在多個省市學校得到普及。2010年，江蘇省教育廳決定在全省義務教育階段資助建設一批“江蘇省機器人教學實驗學?！?。這充分顯示了江蘇省教育廳對推動教育信息化發展的信心與支持。機器人作為信息技術課程的新鮮事物，在了解機器人教學的作用后，根據機器人特點，制定合適的教學策略，便可提高課堂效率。

1 在中學開展智能機器人教育的作用

1.1 機器人教學利于活躍信息技術課堂氛圍

初中生處于青春叛逆期。傳統信息技術課程較為枯燥，容易引發學生的抵觸。智能機器人融入課堂教學中，可以大大吸引學生注意力，一掃以往學生學習高級編程語言的枯燥無味。智能機器人可以將抽象的教學內容實體化，呈現鮮明的學習結果。讓學生全身心沉浸在信息技術教學中，掌握編程語言，激發學生的學習積極性，利于學生身心的進一步成長。

1.2 機器人教學利于提高學生團隊合作精神

機器人技術是信息社會中發展最為迅速的領域之一。學校的教育模式要與信息社會的發展趨勢相順應?？s短教育與信息社會之間的距離，促使教育信息化不斷推進，在實際教學活動中引入智能機器人，讓學生全面接觸計算機軟硬件、自動化控制等高科技知識，以激發學生對信息技術課程的熱愛，培養學生的綜合思考能力與實際操作能力、團隊合作精神，增強學生的集體榮譽感。

1.3 機器人教學利于培養學生創造力

機器人承載了人們美好的愿望，機器人走進人們的生活是信息社會發展的必然趨勢。從世界科技發展來看，機器人已經逐步成為工業、軍事領域中不可替代的角色。江蘇省也舉辦了多屆青少年機器人競賽。機器人也已經與人們的生活越來越貼近。尤其隨著近年來科技題材的電影數目激增，學生對未來科技世界充滿幻想與憧憬。將智能機器人引入到日常的教學活動中，讓學生及時牢牢地掌握機器人相關知識，培養學生的創造力。

2 基于機器人教學的教學策略

機器人教育是建立在硬件教育與軟件教育相結合的基礎上，對教師提出了較高的要求，不僅要求有編程方面的知識，還需要有過硬的軟件方面的知識，要求教師有較強的動手能力。教師應能夠帶領學生在編程的世界中遨游，將程序設計的知識與思想傳授給學生，擴展學生的知識面，便于培養學生的實際操作能力與創新思維。

2.1 初步了解機器人概況，拉近學生與機器人之間的距離

機器人融入信息技術課堂的首要前提是，讓學生了解機器人概況。引導學生認識機器人，了解掌握多種由計算機控制的機器人的作用。教師在引入機器人的時候，可以先賣個關子，讓學生搜集各種機器人的圖片、比賽、錄像或小說等資料。引導學生討論機器人的作用、功能局限性、發展方向以及對人類生活產生的影響。為學生介紹機器人原理、機器人歷史等內容，讓學生充分接觸機器人世界，從感性上了解機器人的性能與概況，了解機器人的發展技術，熟悉其工作方式與應用狀況。為學生進行進一步的學習打下良好的基礎。

2.2 創設良好的學習氛圍，促進機器人教學活動

機器人依賴的是人們通過計算機所編的程序，可以說機器人是非常恪守規則的。機器人是學生學習編程設計的理想載體。機器人是計算機程序的執行者，具體化無形的編程思想。教師在運用智能機器人開展教學時，可以采用擬人的方法進行循序漸進的教學，讓學生通過觀察機器人的運行情況差異來掌握程序特點，或者根據運行情況盡心驗證、改進程序。為促進學生與機器人之間的交流，可以把機器人的硬件系統看作一只可愛的寵物，學生學習的編程則是交給機器人行走、避碰、聽話、觀察、跳舞等行為功能。教師需要為學生創設學習環境，讓學生在課堂上認真聽講知識，根據教師的講解，進行相關操作。學生在學習過程自主享受成功的喜悅、感受失敗的遺憾。讓所有的情緒都成為學習的動力。

2.3 建立自主探究學習氣氛，不斷深入機器人教學活動

教師引導學生從學校已有的機器人入手，引導學生了解機器人的硬件體系構成，掌握基本的維護與控制方法，使學生在腦海里可以形成機器人結構立體圖。掌握機器人的各個模塊。學習過程更像任務驅動，需要學生自己動手操作、加強學生之間的合作。教師需要建立自主探究的學習氣氛，為學生提供足夠多參與學習的機會。例如，蘇教版初中信息技術課程中機器人教學的第三節，學習內容是，教師引導學生掌握機器人轉彎的原理后，通過學習為機器人設計走正方形路線的編程。讓學生掌握For～Next的指令后，為了促進學生進一步探索機器人編程，教師可以讓學生自主研究設計讓機器人走長方形路線。并提供一定的獎勵，如一件機器人簡易模型。讓學生在學習過程中不斷思考，發現問題，在解決問題的過程中積極學習，轉變傳統學習方式，促使學生積極主動學習，豐富學生的學習生活與教師的教學生活。

2.4 尊重學生的主體地位

新課改強調，教師在教學活動中要尊重學生的主體地位。主體性與創新思維是密不可分的?！疤铠喪健钡慕逃绞街荒苁祵W生的思維。在課堂教學活動中，發揮學生的學習主體地位，可以鼓勵學生積極主動學習，利于培養其創新精神。教師要為學生創設多種融洽的學習氛圍，鼓勵學生積極探索。課堂上，利用有限時間，傾向于讓學生掌握基本知識，課堂外，鼓勵學生自由發揮，將課堂知識延伸到課堂外。增強學生的學習興趣，通過課堂外的知識鞏固，促進課堂教學進入一個良性循環，實現課堂教學目標。endprint

2.5 掌握機器人編程，并應用于相關項目，提高學生實踐能力

學生掌握編程語言并能將其運用到實際操作中。蘇教版信息技術課堂關于機器人認識的初級課程就是簡單程序的編寫，可以根據實際簡單問題進行相關編程，如讓機器人走直線、正方形等。學習目標是，學生能開發出實用的機器人程序。讓學生了解智能機器人的各種傳感器和驅動裝置的作用下進行各種活動，理解程序是機器人的大腦?，F實生活中的機器人，并不像美國電影《機械公敵》的機器人一樣，擁有自己的感情，能夠獨立思考。學生在掌握基礎知識后，可以根據實際場地編寫合適的程序，應用到多種項目中。例如，走迷宮、掃地、通過連續障礙等。為了進一步鞏固知識，教師可以在班級范圍或者年級范圍內，組織機器人競賽，鼓勵學生大膽創新，綜合運用課堂所學到的知識，提高分析與解決問題的能力。學生在為機器人編寫程序的過程中，還可以開闊自己的思維方式，提高自身的邏輯能力。在組裝機器人、編寫程序的過程中，可以提高學生的實際操作能力，增強學生的理性思維與創造能力。對于組隊參加競賽的學生，還可以提高他們的合作能力，提升集體榮譽感。機器人教學內容是逐層遞進的，教師要根據教學內容的難易變化，設定相應教學情境，分層遞進，督促學生牢牢地掌握更多的知識。

2.6 激發學生對信息技術的熱愛，實現信息技術教學目標

興趣與熱愛是學生主動學習的動力之一。首先需要教師在教學伊始為學生創設良好的學習氛圍，讓學生接觸到神秘的機器人。然后在不斷探索學習中，當學生掌握一種編程語言，看到自己親手設計、制作的作品正常運行起來后，內心肯定是充滿喜悅的，可進一步激發學生的創造力與想象力。每一次編程、每一次團隊合作都可以促進學生的成長，每一次的成功或者失敗都是他們寶貴的精神財富。教師激發學生對科學技術感興趣的同時，要仔細觀察學生，及時發現問題，解決問題，充分尊重每一位學生，多方位地觀察每一位學生，發現他們的優點與缺點，鼓勵所有學生真正參與到每一項教學活動與自主設計、創作中。

3 總結

對于一些使用智能機器人系統教學的學校，其在信息技術教育方面取得了較多的成就。例如，海門市海門中學、海南中學、東洲小學等學校都很早就開始了智能機器人系統教學，培養了一批有潛力的科技特長生。學生們從最初的空白期，成長到可以把一堆零散的零件器件搭建在一起，并可以根據實際場地與需求編寫程序，甚至制作出有特定功能的機器人。很多學生還參加了省級、國家級和國際級的相關競賽活動，獲得了較好的名次，取得了驕人的成績。

我們可以看出，針對不同的教學研究，采用相應的策略，可以大大提高教學效果。正確運用智能機器人于信息技術教學活動中，可以發揮非常大的作用。這一項新式教學方法，不僅要求教師改變傳統的教學方法，樹立新的教學理念，提高自身專業知識素養，針對教學中出現的問題，設定相應的教學方法消除問題，還需要學校的大力支持，為學校機器人硬件設備方面投入較大的財力支持，完善學校的硬件設施，為培養學生科研能力打好基礎。

（江蘇省海門市教育裝備站，江蘇 海門 226100）

參考文獻：

[1]袁健.初中智能機器人教學活動研究[J].實驗教學與儀器，2012（06）.

[2]鄭桐.掌握綜合知識，提高動手能力——智能機器人創新設計競賽指導[J].中國信息技術教育，2009（07）.endprint