基于“任务驱动”模式下小学机器人教育校本课程的开发

李士龙 俞秋明

摘 要：随着人工智能的发展，机器人教育已成为众多学校开展创客教育的重要内容，现行课程下小学机器人教育缺乏行之有效的课程支撑，校外培训中各种课程良莠不齐。从小学阶段的教育实践出发，以“任务驱动”模式为主要教学方法，探讨小学机器人教育校本课程开发的基本思路和开发策略。

关键词：任务驱动;机器人;校本课程

科技飞速发展的今天，人工智能已越来越紧密地融入生活，在STEAM思潮影响下，各地的创客教育成雨后春笋之势。在现阶段的小学创客教育活动中，机器人教育有极为重要的地位和作用，一方面其能够依靠自身的实践性、开放性特点培养学生的创新精神、创新意识;另一方面其会随着教学活动的逐步深入而表现出较强的前瞻性，帮助学生实现思维、能力的同步发展。将机器人教育提上日程，已成为教育发展的必然需求。南陵县许镇镇中心小学结合农村学校实际，开展了机器人创客教育，成立了课程开发课题组，对农村小学机器人教学校本课程的开发进行了探索和研究，取得了较好的效果。

一、开发小学机器人教育校本课程的基本思路

相较于传统的教学方式，机器人教育依靠其与生俱来的创新性、实践性引导学生，能够帮助学生在学习活动中逐步培养自身的创新精神、创新意识。但在当前的课程建设中，机器人教育并没有作为独立的板块纳入当前的中小学课程体系当中，在现有的小学信息技术课程中仅有少量涉及，兴趣教育的占比较高，能力教育的应用价值不大。但是，随着社会上机器人兴趣培训、竞赛活动等逐步兴起，机器人教育活动的娱乐性正在逐步上涨，教育活动的实践意义并未得到充分的体现，这与缺乏科学、系统的机器人教育课程有莫大的关系。

机器人校本课程的开发则为机器人教育的发展带来了新的灵感。一方面校本课程的开展形式符合机器人教育的相关要求，学校可利用既有的教学资源实现教学活动的个性化、开放化发展;另一方面学校与教师可将学生归纳为一个有机发展的整体，依靠教学理论对学生进行引导，在展现机器人教育应用价值的同时，完成智慧启蒙和能力培养任务。

机器人教育校本课程的开发思路应围绕学生的信息技术核心素养，从知识、技能、情感态度三个维度展开，在“任务驱动”理念指导下，技能、知识、情感态度三方面所包含的教学内容都应得到创新：技能的教育目标不仅要以硬件知识、软件知识的学习为主，更要糅合编程、原理、实践等综合知识，使学生获得知识与技能的同步发展;知识教育应包含较大的时空跨度，包含机器人的发展历史、应用方向、基本原理等内容，破除学生对机器人的神秘感，为后续的学习和应用打下基础;在情感态度教学环节，教师应引导学生将机器人教育定义为

“现代科技、生活与学习相结合的产物”，正确认知科技、人工智能在生活中所發挥的作用，以及当下机器人课程学习的意义。

值得一提的是，小学生的知识积累水平与技能学习能力的发展速度比较缓慢，机器人、智能化等抽象概念并不利于小学生的知识理解。在机器人教育校本课程开发中，教学计划应适当偏向技能、情感两大维度，充分调动小学生探究未知世界的积极性，以“任务驱动”模式开展教学，将抽象的机器人原理、结构、思维具体化为各种实践性任务，与诸如WER机器人大赛项目任务相结合，尽可能提升学生学习的兴趣，调动学生的想象力和创造力，培养学生的实践能力和创新精神。

二、基于“任务驱动”的小学机器人教育校本课程开发策略

1.任务驱动教学法与协作学习

在机器人教育课程设立环节，应积极探究校本课程与国家课程的有机融合，全面培养学生的能力、思维与意识。在校本课程开发环节，教师可积极利用机器人教育的创新性和实践性培养学生的创新意识，进而全面提升学生的综合实践能力，为后续教材的引入、教学活动的引入打下良好的基础。基于机器人教育的基本特征，教学活动中需要根据教学任务的相关要求合理应用任务驱动法，要大胆提高学习任务、教学互动在教学活动中的出现频率，以任务目标、任务分析、任务完成为核心，要求学生利用小组协作、头脑风暴等方式完成对应的活动任务，并通过对活动目标、活动过程、活动结果的分析培养学生的知识获取能力、创新能力以及协作意识，

使信息素养与技能教育融入教学实践中。

在建立了完备的教学体系之后，教师可遵循“举一反三”的教学理念，激发学生的主观能动性：教师给出教学问题，由学生进行分析、模仿、讨论、探究，进而提升机器人教育的实效性。在分析环节，教师引导学生分析活动任务的特点、解决思路，并搜索解决问题需要用到的知识和技能，了解哪些是已经掌握的、哪些是需要探究的。在模仿环节，教师向学生演示机器人的运作特点，由学生对相关内容进行整理记录，并将协作学习导入教学板块中，为后续的交流活动提供支持。在讨论环节，学生应积极主动地发起互动，对当前的展示活动进行讨论、假设，并根据小组成员的演示进行评价。在任务的拓展环节，全体成员共同发挥，掌握教学板块中的理论知识与实践技能。任务驱动教学法帮助学生掌握“要做什么”“应该怎么做”的学习目标，教师应帮助学生打破自我封闭的学习环境，为其能力发展、技能发展提供更多支持。

2.校本教材的设计

校本教材的设计应从知识学习、技能培训、能力拓展等角度出发，建立完备的机器人教育课程体系，展现校本教材的应用与教育价值。机器人教育校本教材应包含机器人的基本组成结构、机器人的运行原理、机器人的编程、活动任务的机器人实现方法等内容。在引导学生解决活动任务的同时，从知识、技能、思维、情感等多个角度培养学生的能力。

教材设计的重点，不仅要求学生认知，更要求学生应用。为了将教学理论融入教学实践中，在教学工作中，可将教材内容分割为硬件、软件、能力培养三大板块，并将相应的教学知识融入对应的教学理念中，依靠任务驱动教学法培养学生的思维意识。硬件技能的训练应以机器人的组装、功能机械的装配设计为主，旨在锻炼学生的实际操作能力;软件技能模块中，应加入程序设计、传感器的应用、活动任务的编程解决等教学内容，帮助学生更全面地了解机器人的运行原理;在能力培养环节，教师可围绕创意设计、创新能力等内容培养学生的思维意识。

教材的设计应遵循由浅入深、循序渐进的教育原

则，在引入教材的初级阶段，应结合生活中人工智能的应用实际，帮助学生掌握机器人的发展历史、应用价值等内容，培养学生的学习兴趣。随着教学活动的逐步深入，教材則可导入机器人的组装、功能机械的装配以及编程命令应用等板块，为后续的编程研发、技能训练活动打下基础。整个课程体系的设计，遵照认识机器人、使用机器人、研发机器人三大板块相互配合，落实校本教材设计活动，使教材内容真正成为学生发展的平台。

3.课程资源的建设

机器人教育的合理推行能够培养学生良好的信息素养和创新实践能力，并使学生在开放的环境中不断获得新的技能知识。但在当前的教学活动中，依靠演示、讲授等方法展开的教学方式的应用价值较低，学生的参与意识较差，而在导入操作性较强的“任务驱动”教学模式之后，学生能够在探究、互动的过程中反复锤炼个人技能，进而实现能力与水平的同步提升。

在“头脑风暴”与“任务驱动教学法”的同步推动下，教师可利用教学目标与教学任务明确约束学生，使其在“做”的背景下完成“学”的构建，同步落实知识与技能的双向表达，依靠教师引导、学生探究的教学方式完成早期的教学工作，从而逐步激发学生的求知欲望，使其养成勇于探索、开拓进取的创新精神。

在当前的机器人教育教学环节，课程资源的建设与应用至关重要，除利用校本教材、教案等内容外，还应开发建设教学网站、学习空间、微视频等教学资源，开展展示及竞赛活动，拓展学生学习的时间和空间，还可依靠学生与家长的意见对相关教学资源进行修正。在课程资源建设及应用的过程中，应根据任务驱动教学法优化教学效果，丰富课程资源，完善课程体系。

三、结语

从当前的教学活动来看，小学机器人教育校本课程开展所面临的挑战比较复杂，当务之急是要在“任务驱动”模式下开发出切实可行的校本课程内容和教学方

法，在课程的实践中从能力、思维等角度入手，发展学生的能力。课程开发的任务比较繁重，不仅要关注教材的开发，更要注意教学资源的建设和应用。作为人工智能发展的重要方向，机器人教育校本课程是学校课程体系的重要内容，是学生未来发展的基石。

参考文献：

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