探寻优化机器人课堂任务设计的有效策略

☆李海

（镇江市实验学校魅力之城分校，江苏镇江212000）

探寻优化机器人课堂任务设计的有效策略

☆李海

（镇江市实验学校魅力之城分校，江苏镇江212000）

机器人实践活动是信息技术发展的前沿，蕴涵着极其丰富的教育资源。我校在教授江苏省初中《信息技术》教材紫光三角机器的基础上，又把3D虚拟机器人等项目引入社团活动和研究性学习的教学中，积极探索机器人教学的方法。在机器人教学中我们感受到筹划好课堂任务设计的重要性，课堂任务设计会直接影响着整节课的教学效果。本文试从机器人课堂实例阐述优化课堂任务设计的对策。

机器人；虚拟机器人；任务设计

机器人实践活动蕴涵着极其丰富的教育资源，机器人课程具有创新性、实践性、应用性等特点。在实际教学中机器人课程存在更新快、课时少等实际问题，因此，提高课堂教学效益是每位教师必须面对的现实。效益的好坏、目标的达成度等往往需以课堂中的一个个具体的任务来承载。教师应努力使课堂任务精致化，通过课堂中一系列精彩的任务设计，充分调动学生的积极性，提升学生掌握知识、运用知识、创造性解决问题的能力。总之，好的任务设计可以使教学相辅相成，事半功倍；反之，则可能使教学表面欢闹而效益低下。

在初中机器人教学中，“任务驱动”这一教学法运用很普遍，“任务驱动法”是教师和学生围绕一系列的“任务”来进行，所以，如何设计有效的“任务”是开展教学的关键。下面笔者结合3D虚拟机器人课堂教学实例谈一谈课堂任务设计的策略。

一、注重任务设计的趣味性

任务的设计应结合学生现有的知识水平，避免由于软硬件的限制、任务过于简单或复杂而导致学生的消极怠工。设计有趣味性的任务，能调动学生的积极性，使其从被动完成变为主动探究，通过任务的完成，也能促进学生自主学习和协作学习能力的提高。

如：教授《灰度传感器》一课时，由于学生在七年级上学期已接触实体普及机器人，对用灰度光感巡线有了比较全面的认识，因此，一般会布置一个巩固性任务：模拟走黑白线图形。

师：今天我们来学习3D虚拟机器人中灰度传感器的使用方法。首先请同学们回忆普及机器人是如何巡线的？

生：利用灰度传感器，分情况来判断……

师用PPT小结展示，走黑线时检测与判断的几种情况。

师出示任务（各种黑白线图案）。

生尝试完成任务。

师：灰度传感器在实体机器人和3D虚拟机器人上的原理是一样的，哪位同学愿意上来试一下。

学生演示。

仔细品味任务，会发现这个任务的导入很枯燥，教师完全是为了任务而机械地提出任务，没有为学生创设一定的学习氛围和情景，学生在学习过程中处于一个复习回顾的状态中，学习的积极性、学习的效果可想而知。教师在任务设计的过程中只注重了技能目标的达成，而忽略了其本身所应具有的人文素养和情感目标的落实。所以，笔者认为这堂课如果任务设计的过程中为任务的载入加入情景元素，用所提供的素材对学生进行情感熏陶，课堂应该会更加形象生动。

实践改进方案：结合教师提供给学生的黑白线素材，可以将科幻电影中无人驾驶的汽车沿着道路前进的故事贯穿于整堂课，设计机器人检测公路的范围，沿着弯曲的公路能够从起始点一直行进到终点，公路中间为黑线两边是白线（如图1），以此来创设任务情景，从而把任务与生动的图、景、情相结合。这样不仅能激发学生的兴趣，也能使学生在潜移默化中得到锻炼和熏陶，提高学生对待生活的态度，陶冶情操，进而使情感目标得以升华。

图1 任务场景

二、讲究任务设计主题的生活化

在讲解《障碍传感器》一课时可采用如下情景来设置任务：让学生先观看汽车倒车入库的视频，在学生欣赏的时候，汽车“不小心”尾部撞墙了……紧接着，请学生带着问题思考，自己家人停车时一般采用什么方法，原理是什么？围绕生活中汽车后面的倒车雷达展开教学活动中的任务：给汽车装上眼睛，障碍传感器的使用（障碍传感器，能够检测一定距离内是否有物体存在）。

从上述任务情景的设置中我们可以看出：教师的任务情景不是虚构的，而是来自于现实的生活：汽车停车找人引导或使用倒车雷达是客观存在的，在平时的生活中倒车出现问题是可能发生的。这样不仅仅是单纯地给任务一个情景，它在引导学生切入学习主题、激发学生兴趣方面起到了激励作用，任务情景生活化，并不是为了情景而情景。

机器人课堂是实践性很强的项目，通过学生熟知的生活情境和感兴趣的事情为其提供思考和操作的机会，能让学生感受到机器人应用就在身边。因此，教师在设计任务情景时应注意从学生实际出发，与教学本质相联系，既要为激发学生的学习兴趣提供动力，又要为学生的学习提供认知停靠点。

三、注意任务设计的开放性

进行任务设计时要考虑涵盖学习的知识技能，但也要给学生一个创造的空间，如完成方式可以多种多样、任务结果不唯一等。任务具有开放性，学生可以通过网站、小组合作等多种途径，去多角度思考完成。仅仅只有一个标准的任务，难以激发学生的探索欲望，不可能培养出创造性的人才。

如：讲授《十字路口》一课时，任务设计情景是车辆通过十字路口，这是一个开放性的问题，如要考虑交通法规（车辆遇红灯停，绿灯行），如果没有红绿灯是否可以直接通过等问题。实践时学生发现利用灰度传感器编写程序控制汽车，在行驶时能够检测红绿灯，遇红灯停止前进，绿灯继续前进。但任务却有的显示成功，有的显示失败。学生通过小组讨论、实践，发现车辆通过十字路口的情况其实是多种多样的，如现实生活中，除了考虑红绿灯，有时很难避免有个别车辆违法闯红灯的现象，因此十字路口的情况就复杂了，为了保证安全，可能仅考虑红绿灯还不够，最好还应考虑前方有没有违法横穿的车辆，当然还可以考虑遇到物体突然刹车，避免汽车追尾事故等问题。上述任务的设计，没有硬性规定使用什么传感器，学生可以自由发挥，在探究和实践时发挥创意。

任务设计要有开放性，给学生适当的空间，让他们自己去选取；给学生创造条件，让他们自己去磨炼；给学生一个问题，让他们自己去寻找答案；给学生一点困难，让他们自己想办法去解决。

四、利用教学资源，学生参与任务开发与设计

任务应当与学习知识结合，通过任务的完成过程，学习新的技能与方法，从而达到机器人课程一节课或者一个主题的教学目标。目前，我们使用的3D萝卜圈虚拟机器人软件，可以绘制任务场景、设置任务要求，如得分、起始位置、任务模型等。因此，任务设计时可以给学生提出要求，让学生通过实践去开发、设计相关的任务，从中选择优秀或合理的设计作为教学资料。在学习中，学生对知识点的把握、对情感的体验和综合能力的提升都是围绕知识点而展开的。例如：在讲解《光线传感器》一课时让学生参与任务的设计，学生有的设计了检测光源；有的设计了检测火焰；有的设计了灭火等。最后选择合理的任务，让学生分组竞赛完成，效果良好。

让学生在通过自身探求、获得实际操作技能的同时，体验到探索、发现、解决问题的乐趣，这正是自主学习、愉快学习的最好体现。

巧妙的任务设计，在课堂教学中可起到凝聚和激励的作用，学习效果在任务中显现，学习能力在任务中形成。展示以人为本的教学理念，任务完成的过程不仅仅是在接受知识，更是通过自己的经验构造自己对认识客体的理解，不仅是用“脑”去学习，更是用“心”去学习，用心灵去体会，用整个身心去感受、理解。只要我们适当地指导，学生就会在任务中健康和谐地成长，演绎精彩的课堂。

[1]高丹阳.信息技术课堂教学的任务设计原则[J].中小学电教, 2011,(03)：49-51.

[2]李跃辉,唐戈.智能机器人在小学创新教育中的应用[J].实验教学与仪器,2009,(02)：57.

[3]张丰,魏雄鹰.走进信息技术课堂，我们应关注什么[J].中国信息技术教育,2010,(05)：50-53.

[编辑：闫长松]

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1671-7503（2017）05-0052-02