探尋優化機器人課堂任務設計的有效策略

☆李海

（鎮江市實驗學校魅力之城分校，江蘇鎮江212000）

探尋優化機器人課堂任務設計的有效策略

☆李海

（鎮江市實驗學校魅力之城分校，江蘇鎮江212000）

機器人實踐活動是信息技術發展的前沿，蘊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》教材紫光三角機器的基礎上，又把3D虛擬機器人等項目引入社團活動和研究性學習的教學中，積極探索機器人教學的方法。在機器人教學中我們感受到籌劃好課堂任務設計的重要性，課堂任務設計會直接影響著整節課的教學效果。本文試從機器人課堂實例闡述優化課堂任務設計的對策。

機器人；虛擬機器人；任務設計

機器人實踐活動蘊涵著極其豐富的教育資源，機器人課程具有創新性、實踐性、應用性等特點。在實際教學中機器人課程存在更新快、課時少等實際問題，因此，提高課堂教學效益是每位教師必須面對的現實。效益的好壞、目標的達成度等往往需以課堂中的一個個具體的任務來承載。教師應努力使課堂任務精致化，通過課堂中一系列精彩的任務設計，充分調動學生的積極性，提升學生掌握知識、運用知識、創造性解決問題的能力。總之，好的任務設計可以使教學相輔相成，事半功倍；反之，則可能使教學表面歡鬧而效益低下。

在初中機器人教學中，“任務驅動”這一教學法運用很普遍，“任務驅動法”是教師和學生圍繞一系列的“任務”來進行，所以，如何設計有效的“任務”是開展教學的關鍵。下面筆者結合3D虛擬機器人課堂教學實例談一談課堂任務設計的策略。

一、注重任務設計的趣味性

任務的設計應結合學生現有的知識水平，避免由于軟硬件的限制、任務過于簡單或復雜而導致學生的消極怠工。設計有趣味性的任務，能調動學生的積極性，使其從被動完成變為主動探究，通過任務的完成，也能促進學生自主學習和協作學習能力的提高。

如：教授《灰度傳感器》一課時，由于學生在七年級上學期已接觸實體普及機器人，對用灰度光感巡線有了比較全面的認識，因此，一般會布置一個鞏固性任務：模擬走黑白線圖形。

師：今天我們來學習3D虛擬機器人中灰度傳感器的使用方法。首先請同學們回憶普及機器人是如何巡線的？

生：利用灰度傳感器，分情況來判斷……

師用PPT小結展示，走黑線時檢測與判斷的幾種情況。

師出示任務（各種黑白線圖案）。

生嘗試完成任務。

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

學生演示。

仔細品味任務，會發現這個任務的導入很枯燥，教師完全是為了任務而機械地提出任務，沒有為學生創設一定的學習氛圍和情景，學生在學習過程中處于一個復習回顧的狀態中，學習的積極性、學習的效果可想而知。教師在任務設計的過程中只注重了技能目標的達成，而忽略了其本身所應具有的人文素養和情感目標的落實。所以，筆者認為這堂課如果任務設計的過程中為任務的載入加入情景元素，用所提供的素材對學生進行情感熏陶，課堂應該會更加形象生動。

實踐改進方案：結合教師提供給學生的黑白線素材，可以將科幻電影中無人駕駛的汽車沿著道路前進的故事貫穿于整堂課，設計機器人檢測公路的范圍，沿著彎曲的公路能夠從起始點一直行進到終點，公路中間為黑線兩邊是白線（如圖1），以此來創設任務情景，從而把任務與生動的圖、景、情相結合。這樣不僅能激發學生的興趣，也能使學生在潛移默化中得到鍛煉和熏陶，提高學生對待生活的態度，陶冶情操，進而使情感目標得以升華。

圖1 任務場景

二、講究任務設計主題的生活化

在講解《障礙傳感器》一課時可采用如下情景來設置任務：讓學生先觀看汽車倒車入庫的視頻，在學生欣賞的時候，汽車“不小心”尾部撞墻了……緊接著，請學生帶著問題思考，自己家人停車時一般采用什么方法，原理是什么？圍繞生活中汽車后面的倒車雷達展開教學活動中的任務：給汽車裝上眼睛，障礙傳感器的使用（障礙傳感器，能夠檢測一定距離內是否有物體存在）。

從上述任務情景的設置中我們可以看出：教師的任務情景不是虛構的，而是來自于現實的生活：汽車停車找人引導或使用倒車雷達是客觀存在的，在平時的生活中倒車出現問題是可能發生的。這樣不僅僅是單純地給任務一個情景，它在引導學生切入學習主題、激發學生興趣方面起到了激勵作用，任務情景生活化，并不是為了情景而情景。

機器人課堂是實踐性很強的項目，通過學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會，能讓學生感受到機器人應用就在身邊。因此，教師在設計任務情景時應注意從學生實際出發，與教學本質相聯系，既要為激發學生的學習興趣提供動力，又要為學生的學習提供認知停靠點。

三、注意任務設計的開放性

進行任務設計時要考慮涵蓋學習的知識技能，但也要給學生一個創造的空間，如完成方式可以多種多樣、任務結果不唯一等。任務具有開放性，學生可以通過網站、小組合作等多種途徑，去多角度思考完成。僅僅只有一個標準的任務，難以激發學生的探索欲望，不可能培養出創造性的人才。

如：講授《十字路口》一課時，任務設計情景是車輛通過十字路口，這是一個開放性的問題，如要考慮交通法規（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。實踐時學生發現利用灰度傳感器編寫程序控制汽車，在行駛時能夠檢測紅綠燈，遇紅燈停止前進，綠燈繼續前進。但任務卻有的顯示成功，有的顯示失敗。學生通過小組討論、實踐，發現車輛通過十字路口的情況其實是多種多樣的，如現實生活中，除了考慮紅綠燈，有時很難避免有個別車輛違法闖紅燈的現象，因此十字路口的情況就復雜了，為了保證安全，可能僅考慮紅綠燈還不夠，最好還應考慮前方有沒有違法橫穿的車輛，當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。上述任務的設計，沒有硬性規定使用什么傳感器，學生可以自由發揮，在探究和實踐時發揮創意。

任務設計要有開放性，給學生適當的空間，讓他們自己去選取；給學生創造條件，讓他們自己去磨煉；給學生一個問題，讓他們自己去尋找答案；給學生一點困難，讓他們自己想辦法去解決。

四、利用教學資源，學生參與任務開發與設計

任務應當與學習知識結合，通過任務的完成過程，學習新的技能與方法，從而達到機器人課程一節課或者一個主題的教學目標。目前，我們使用的3D蘿卜圈虛擬機器人軟件，可以繪制任務場景、設置任務要求，如得分、起始位置、任務模型等。因此，任務設計時可以給學生提出要求，讓學生通過實踐去開發、設計相關的任務，從中選擇優秀或合理的設計作為教學資料。在學習中，學生對知識點的把握、對情感的體驗和綜合能力的提升都是圍繞知識點而展開的。例如：在講解《光線傳感器》一課時讓學生參與任務的設計，學生有的設計了檢測光源；有的設計了檢測火焰；有的設計了滅火等。最后選擇合理的任務，讓學生分組競賽完成，效果良好。

讓學生在通過自身探求、獲得實際操作技能的同時，體驗到探索、發現、解決問題的樂趣，這正是自主學習、愉快學習的最好體現。

巧妙的任務設計，在課堂教學中可起到凝聚和激勵的作用，學習效果在任務中顯現，學習能力在任務中形成。展示以人為本的教學理念，任務完成的過程不僅僅是在接受知識，更是通過自己的經驗構造自己對認識客體的理解，不僅是用“腦”去學習，更是用“心”去學習，用心靈去體會，用整個身心去感受、理解。只要我們適當地指導，學生就會在任務中健康和諧地成長，演繹精彩的課堂。

[1]高丹陽.信息技術課堂教學的任務設計原則[J].中小學電教, 2011,(03)：49-51.

[2]李躍輝,唐戈.智能機器人在小學創新教育中的應用[J].實驗教學與儀器,2009,(02)：57.

[3]張豐,魏雄鷹.走進信息技術課堂，我們應關注什么[J].中國信息技術教育,2010,(05)：50-53.

[編輯：閆長松]

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1671-7503（2017）05-0052-02