基于问题的学习教学研究

王勇

摘 要：教学研究针对的是教学活动中出现的问题，特定研究针对特定问题。在本文，笔者以初中信息技术智能机器人教学为例，阐述不同问题，展开相应的教学活动。科技知识普及范围越来越广，机器人与人类生活的联系也越来越紧密。智能机器人已经进入学校的课堂教学。正确运用机器人教学可以活跃课堂气氛，提高学生的创新能力、思考能力、团队协作能力。

关键词：信息技术 智能机器人 学生

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）06-0080-02

随着教育信息化的不断推进，机器人科技活动已经在多个省市学校得到普及。2010年，江苏省教育厅决定在全省义务教育阶段资助建设一批“江苏省机器人教学实验学校”。这充分显示了江苏省教育厅对推动教育信息化发展的信心与支持。机器人作为信息技术课程的新鲜事物，在了解机器人教学的作用后，根据机器人特点，制定合适的教学策略，便可提高课堂效率。

1 在中学开展智能机器人教育的作用

1.1 机器人教学利于活跃信息技术课堂氛围

初中生处于青春叛逆期。传统信息技术课程较为枯燥，容易引发学生的抵触。智能机器人融入课堂教学中，可以大大吸引学生注意力，一扫以往学生学习高级编程语言的枯燥无味。智能机器人可以将抽象的教学内容实体化，呈现鲜明的学习结果。让学生全身心沉浸在信息技术教学中，掌握编程语言，激发学生的学习积极性，利于学生身心的进一步成长。

1.2 机器人教学利于提高学生团队合作精神

机器人技术是信息社会中发展最为迅速的领域之一。学校的教育模式要与信息社会的发展趋势相顺应。缩短教育与信息社会之间的距离，促使教育信息化不断推进，在实际教学活动中引入智能机器人，让学生全面接触计算机软硬件、自动化控制等高科技知识，以激发学生对信息技术课程的热爱，培养学生的综合思考能力与实际操作能力、团队合作精神，增强学生的集体荣誉感。

1.3 机器人教学利于培养学生创造力

机器人承载了人们美好的愿望，机器人走进人们的生活是信息社会发展的必然趋势。从世界科技发展来看，机器人已经逐步成为工业、军事领域中不可替代的角色。江苏省也举办了多届青少年机器人竞赛。机器人也已经与人们的生活越来越贴近。尤其随着近年来科技题材的电影数目激增，学生对未来科技世界充满幻想与憧憬。将智能机器人引入到日常的教学活动中，让学生及时牢牢地掌握机器人相关知识，培养学生的创造力。

2 基于机器人教学的教学策略

机器人教育是建立在硬件教育与软件教育相结合的基础上，对教师提出了较高的要求，不仅要求有编程方面的知识，还需要有过硬的软件方面的知识，要求教师有较强的动手能力。教师应能够带领学生在编程的世界中遨游，将程序设计的知识与思想传授给学生，扩展学生的知识面，便于培养学生的实际操作能力与创新思维。

2.1 初步了解机器人概况，拉近学生与机器人之间的距离

机器人融入信息技术课堂的首要前提是，让学生了解机器人概况。引导学生认识机器人，了解掌握多种由计算机控制的机器人的作用。教师在引入机器人的时候，可以先卖个关子，让学生搜集各种机器人的图片、比赛、录像或小说等资料。引导学生讨论机器人的作用、功能局限性、发展方向以及对人类生活产生的影响。为学生介绍机器人原理、机器人历史等内容，让学生充分接触机器人世界，从感性上了解机器人的性能与概况，了解机器人的发展技术，熟悉其工作方式与应用状况。为学生进行进一步的学习打下良好的基础。

2.2 创设良好的学习氛围，促进机器人教学活动

机器人依赖的是人们通过计算机所编的程序，可以说机器人是非常恪守规则的。机器人是学生学习编程设计的理想载体。机器人是计算机程序的执行者，具体化无形的编程思想。教师在运用智能机器人开展教学时，可以采用拟人的方法进行循序渐进的教学，让学生通过观察机器人的运行情况差异来掌握程序特点，或者根据运行情况尽心验证、改进程序。为促进学生与机器人之间的交流，可以把机器人的硬件系统看作一只可爱的宠物，学生学习的编程则是交给机器人行走、避碰、听话、观察、跳舞等行为功能。教师需要为学生创设学习环境，让学生在课堂上认真听讲知识，根据教师的讲解，进行相关操作。学生在学习过程自主享受成功的喜悦、感受失败的遗憾。让所有的情绪都成为学习的动力。

2.3 建立自主探究学习气氛，不断深入机器人教学活动

教师引导学生从学校已有的机器人入手，引导学生了解机器人的硬件体系构成，掌握基本的维护与控制方法，使学生在脑海里可以形成机器人结构立体图。掌握机器人的各个模块。学习过程更像任务驱动，需要学生自己动手操作、加强学生之间的合作。教师需要建立自主探究的学习气氛，为学生提供足够多参与学习的机会。例如，苏教版初中信息技术课程中机器人教学的第三节，学习内容是，教师引导学生掌握机器人转弯的原理后，通过学习为机器人设计走正方形路线的编程。让学生掌握For～Next的指令后，为了促进学生进一步探索机器人编程，教师可以让学生自主研究设计让机器人走长方形路线。并提供一定的奖励，如一件机器人简易模型。让学生在学习过程中不断思考，发现问题，在解决问题的过程中积极学习，转变传统学习方式，促使学生积极主动学习，丰富学生的学习生活与教师的教学生活。

2.4 尊重学生的主体地位

新课改强调，教师在教学活动中要尊重学生的主体地位。主体性与创新思维是密不可分的。“填鸭式”的教育方式只能束傅学生的思维。在课堂教学活动中，发挥学生的学习主体地位，可以鼓励学生积极主动学习，利于培养其创新精神。教师要为学生创设多种融洽的学习氛围，鼓励学生积极探索。课堂上，利用有限时间，倾向于让学生掌握基本知识，课堂外，鼓励学生自由发挥，将课堂知识延伸到课堂外。增强学生的学习兴趣，通过课堂外的知识巩固，促进课堂教学进入一个良性循环，实现课堂教学目标。endprint

2.5 掌握机器人编程，并应用于相关项目，提高学生实践能力

学生掌握编程语言并能将其运用到实际操作中。苏教版信息技术课堂关于机器人认识的初级课程就是简单程序的编写，可以根据实际简单问题进行相关编程，如让机器人走直线、正方形等。学习目标是，学生能开发出实用的机器人程序。让学生了解智能机器人的各种传感器和驱动装置的作用下进行各种活动，理解程序是机器人的大脑。现实生活中的机器人，并不像美国电影《机械公敌》的机器人一样，拥有自己的感情，能够独立思考。学生在掌握基础知识后，可以根据实际场地编写合适的程序，应用到多种项目中。例如，走迷宫、扫地、通过连续障碍等。为了进一步巩固知识，教师可以在班级范围或者年级范围内，组织机器人竞赛，鼓励学生大胆创新，综合运用课堂所学到的知识，提高分析与解决问题的能力。学生在为机器人编写程序的过程中，还可以开阔自己的思维方式，提高自身的逻辑能力。在组装机器人、编写程序的过程中，可以提高学生的实际操作能力，增强学生的理性思维与创造能力。对于组队参加竞赛的学生，还可以提高他们的合作能力，提升集体荣誉感。机器人教学内容是逐层递进的，教师要根据教学内容的难易变化，设定相应教学情境，分层递进，督促学生牢牢地掌握更多的知识。

2.6 激发学生对信息技术的热爱，实现信息技术教学目标

兴趣与热爱是学生主动学习的动力之一。首先需要教师在教学伊始为学生创设良好的学习氛围，让学生接触到神秘的机器人。然后在不断探索学习中，当学生掌握一种编程语言，看到自己亲手设计、制作的作品正常运行起来后，内心肯定是充满喜悦的，可进一步激发学生的创造力与想象力。每一次编程、每一次团队合作都可以促进学生的成长，每一次的成功或者失败都是他们宝贵的精神财富。教师激发学生对科学技术感兴趣的同时，要仔细观察学生，及时发现问题，解决问题，充分尊重每一位学生，多方位地观察每一位学生，发现他们的优点与缺点，鼓励所有学生真正参与到每一项教学活动与自主设计、创作中。

3 总结

对于一些使用智能机器人系统教学的学校，其在信息技术教育方面取得了较多的成就。例如，海门市海门中学、海南中学、东洲小学等学校都很早就开始了智能机器人系统教学，培养了一批有潜力的科技特长生。学生们从最初的空白期，成长到可以把一堆零散的零件器件搭建在一起，并可以根据实际场地与需求编写程序，甚至制作出有特定功能的机器人。很多学生还参加了省级、国家级和国际级的相关竞赛活动，获得了较好的名次，取得了骄人的成绩。

我们可以看出，针对不同的教学研究，采用相应的策略，可以大大提高教学效果。正确运用智能机器人于信息技术教学活动中，可以发挥非常大的作用。这一项新式教学方法，不仅要求教师改变传统的教学方法，树立新的教学理念，提高自身专业知识素养，针对教学中出现的问题，设定相应的教学方法消除问题，还需要学校的大力支持，为学校机器人硬件设备方面投入较大的财力支持，完善学校的硬件设施，为培养学生科研能力打好基础。

（江苏省海门市教育装备站，江苏 海门 226100）

参考文献：

[1]袁健.初中智能机器人教学活动研究[J].实验教学与仪器，2012（06）.

[2]郑桐.掌握综合知识，提高动手能力——智能机器人创新设计竞赛指导[J].中国信息技术教育，2009（07）.endprint