觀察·探究·合作·體驗

宋鮮桔

浙江攝影出版社出版的《小學信息技術》六年級下冊有兩個單元，分別是“學習好幫手”和“與機器人零距離”，表明機器人課程已走進小學信息技術教材。然而，由于機器人教學受到硬件、場地等條件的制約，大多數學校難以開設機器人課程。對于六年級的學生而言，大多數對機器人沒有深入的了解，在生活中也不會有太多的接觸，對機器人的了解與認識更多來自于影視作品和書籍等。然而他們對機器人卻有著濃厚的興趣。如何抓住學生的興趣點，在日常教學中有效地展開機器人教學？是單純的教師講授，看相關機器人視頻，直接學看不透摸不著的虛擬機器人，還是考慮學生的認知水平，真正以生為本，通過看得見摸得著的實體機器人讓學生自己動手嘗試實驗獲得真知呢？這就需要我們信息技術教師開動腦筋，多元設計，讓學生在真實的體驗中學習機器人，走進機器人。

籌措設備，增強機器人教學的真實體驗

機器人單元的第二課是“走進機器人”，主要內容包括了解機器人的三大組成模塊——控制模塊、傳感模塊和執行模塊，知道各部分的主要功能，認知機器人、指揮機器人、了解機器人是通過程序控制來完成指定任務的。

我校目前還沒有機器人設備，為了讓學生在學習之初就能見識到真正的機器人，筆者向其他學校借來了各種品牌、不同形狀、能完成不同任務的實體機器人（如圖1）。以4位學生為一個學習小組，每組分配一臺機器人。組織學生們仔細觀察該組的機器人，探究機器人的組成部分，執行程序觀察機器人在完成什么任務，了解相關部件的主要功能。為了引導學生進行有針對性的學習，筆者還針對不同的實體機器人設計了傳感器知識小卡片和小組活動體驗表，組織學生細心觀察、大膽猜測，認真完成小組探究的任務，讓學生在真實的經歷和探究體驗中零距離接觸機器人，并了解其三大組成部分及功能。

多樣化教學，增強機器人教學的內涵和厚度

學生一聽說機器人就興趣十足、興奮不已，對機器人學習充滿了好奇、期待，但也因覺得機器人很神秘，所以不敢動手、不敢操作、不知所然。在教學中，教師應分析學生的心理需要和年齡特點，注重多方引導，設計情境任務，利用各種輔助手段，增強學生學習機器人的厚度感。

1.對比分析引出問題

在學習過程中，每當我們遇到新事物，都會本能地對腦海中的認知進行掃描，尋求相似的已知事物與其進行對比分析。學生在學習的時候也是如此，這也類似于我們熟知的舉一反三，舊知引入新知。在導入環節，筆者利用這一點，讓學生自主分析，并引出問題。

片段一：

師生共同觀看電影《機器人總動員》片段，結束后教師出示瓦力機器人圖片（如圖2），并提問：請你說說瓦力機器人由哪些部分組成，分別用來做什么（教師邊點擊瓦力機器人對應的各個組成部分邊讓學生回答，如圖3）？緊接著抓住學生的興趣點，用瓦力機器人順勢引出實體機器人。先大膽猜想，課件出示要求：①看看機器人的樣子，猜猜它能干什么？②將猜想記錄在體驗表上。接著交流猜想，簡述理由。

設計意圖：通過觀看熟知的《機器人總動員》視頻片段，調動學生的學習熱情和興趣，并抓住學生的興趣點趁熱打鐵，出示瓦力機器人的圖片，讓學生說說瓦力各組成部分及其用途。學生能說出手、履帶（腳），望遠鏡似的眼睛，最大塊的身體可能是用來存一些信息的，這說明此時學生們對機器人結構已經有了初步的感知。

教師讓學生觀察本小組的實體機器人，通過觀察機器人的樣子，猜想它能干什么。利用與瓦力機器人進行對比分析得到猜想答案。而大膽猜想的環節是為了體會機器人能完成的動作可能和外形有關，也從側面體現機器人其實是根據它要執行的任務設計的。

2.嘗試探究得真知

解決問題的最好辦法就是不斷嘗試，當有目的地進行探索時，學習將會更加高效。我們拿到一個新事物，要測試它的性能，最直接有效的辦法就是去嘗試。在機器人學習中，要想知道這個機器人能干什么，最直接的辦法就是通過接觸機器人一探究竟。因此，筆者利用這一點，讓學生“玩”機器人。

片段二：

開啟機器人，引出控制模塊。教師出示任務要求，組織學生體驗并進行交流反饋。教師抓住時機提問：機器人能完成不同的動作是和什么有關呢？本組的機器人是不是真的只能完成這個動作呢？通過這樣的問題，引出傳感器。

抓住學生的興趣點，用瓦力機器人順勢引出實體機器人，學生通過與機器人的零距離接觸，完成初步體驗，并且知道機器人是通過控制模塊開啟的。

設計意圖：通過第一次體驗，學生對本組的機器人有了初步認識，而交流反饋則是為下個環節的驗證作鋪墊。機器人是不是真的只能完成這個動作？讓學生們帶著問題進一步學習和再次體驗。

3.學習卡片增深度

在教學中，為了讓學生能有效地進行自主學習，教師應考慮實際情況，讓所有的學生都學有所依，讓不同層次的學生都能真正發揮自己的主體性。只有針對性地學習，有目標、有方向地學習才會是高效的，所以在機器人教學中，筆者設計了一些幫助學習的資料，每個小組都有一份機器人啟動方法的資料，一份傳感器學習資料，每位學生都有一張機器人探究活動體驗表（如表1）。通過對這些材料的學習和運用，學生可以控制自己的學習進度，學會感應器的一些專業知識與術語。

片段三：

教師組織學生學習和體驗，巡視指導，幫助學生認識傳感器。

師：你能說說看嗎，這個是什么東西（指著傳感器的某部分）？（學生通過學習和體驗對應傳感器并回答其名稱，如光電傳感器、聲音傳感器等）

小結：傳感模塊。

師：是不是外形一樣的機器人，就一定能做一樣的動作呢？

教師出示外形相同的機器人，引導學生觀察對比，引出程序。

小結：機器人能完成程序設定的動作。

師：是不是有了控制模塊和傳感模塊，機器人就能完成一定的動作呢？看書學習執行模塊，并進行小組交流反饋。

設計意圖：學生通過資料學習，再次有針對性地進行體驗，認識傳感模塊，體會不同傳感器的共同作用——接收外界信息，并把信息反饋給控制模塊。通過觀察對比環節，學生會發現外形相同的機器人所做的動作不一樣，教師可以順勢引發思考，并引出程序。學生通過看書自主學習，能明白什么是執行模塊；通過完成體驗表，能更清楚地理解機器人三大模塊是如何相互合作完成某一動作的。

4.有效引導得方法

只有學生真正參與到學習中的課堂才會是有效課堂。然而，學生的想法畢竟是零散的、簡單的，目的性不是很強，因此需要教師在教學過程中充當引導者。機器人這個概念無論對于學生還是大部分教師來說可能都比較陌生，教師講得再多，都不如給學生一個實體機器人，讓他們自己動手操作，切實摸到機器人再去探索更加有效。在小組探究過程中，筆者邊巡視邊走進各個小組，或靜立觀察，或偶爾提出問題，幫學生梳理思路，引導學生把想法表達出來。教師只有給更多的時間讓學生探究，學生的思維才能有效地打開，才能更充分的驗證問題。

學為中心，增強機器人教學的主體意識

機器人教學因其具有趣味性、實踐性等特點，教師應該放手讓學生自己去探索，在實踐中尋找答案。

1.問題源自好奇

在實際教學中，筆者先組織學生一起觀看視頻，讓學生自己去觀察機器人，并拋出問題：猜猜這個機器人能干什么？問題激起了學生對新事物的好奇心。在課堂上，學生對機器人的觀察可謂細致，有的把機器人拿起來360度旋轉看，有的趴在桌面上看……不管怎么看，都有一個特點，很認真。學生通過觀察引起思考，每人都有自己的猜想，并希望能夠進行驗證。

2.答案出自體驗

有了問題，就需要回答。在這節課中，筆者設計了讓學生“玩”機器人的活動。在玩機器人時，他們的興趣濃厚，學習熱情高漲。從學生爭先恐后地“搶奪”機器人和觀察機器人的動作和表情中，可以感受到他們的快樂、興奮與專注。當然，這兩次玩機器人不是為了玩而玩。第一次玩，學生了解了不同的機器人能完成不同的任務，了解到機器人的開啟和關閉方法；第二次玩，他們則更多地了解到各種不同的傳感器在機器人完成任務時發揮的作用。兩次玩的活動層次分明，學生從不知到了解，從提出問題到在探索中得到解答。最可貴的是，筆者看到的不僅僅是興奮、滿足，還有學生喜歡自己動手、自己思考、自己驗證的學習方式。

3.思考驗證充分

本著以學為主的理念，本課自始至終都是以學生為中心，讓學生充分地接觸機器人、感受機器人。學生在本節課中觀察機器人、猜測其作用以及兩次動手驗證，用了大約30分鐘的時間。每一次在玩機器人的時候，學生思考的問題都不同，驗證的方法也不盡相同，學生活動得到了充分的保障。用充裕的時間讓學生自己去觀察探究、動手嘗試、相互交流，在這節課中，學生對眼前的機器人可以說是“玩透了”，對本課的知識內容也了解了。

4.多種方式幫助學生

本節課，筆者做了大量的課前準備工作以及課中的輔導：六個不同的機器人的組裝搭建，每個機器人不同操作步驟的學習資料，每個傳感器不同工作原理的學習資料，課堂中不間斷的巡視與交流指導……這些在課堂上以不同的形式支撐著學生的學習，當他們遇到困難時，教師總能及時出現幫助他們解決問題。在這個過程中，學生得到的支撐是多元的，他們可以選擇自己研究、看資料或者問教師。

5.課堂真正回歸于學生

課堂是動態的，回顧嘗試實驗法在本節課中的應用，筆者在教學的過程中真正把學生放到了課堂的核心位置。如果在平時能有更多這樣的讓學生主動學習的課堂，那將會對學生的學習產生深遠的影響。為了實現這個目標，筆者會一如既往地努力著。

結束語

每一次上課都是一種學習，筆者也把這種經歷看作是教師的幸福，嘗試實驗法在機器人教學中的運用，確實提高了學生的學習積極性，培養了學生自主學習和探究學習的能力。但筆者還是不能在常規教學中普遍運用，最主要的原因是硬件條件不允許，我校甚至我區很多學校都沒有配備實體機器人。考慮到這一點，在常態教學中，可以嘗試讓學生先用一到兩節課的時間接觸實體機器人，在他們對機器人有一些了解以后，再進行虛擬機器人的學習，這樣的效果可能會更好。

在帶有科技探究性質的信息技術課堂教學實踐中，教師應善于捕捉學生的興趣，積極給學生創造條件，多給學生實際體驗的機會，讓學生多進行嘗試、摸索、實驗，真正在“玩”中學。教師應讓學生更加直觀地加深對信息新技術、新領域的認識和感知，真正學會自主學習，使信息技術成為他們學習與生活的工具。讓學生經歷提出問題、不斷嘗試、反復實驗，最終解決問題的較為完整的探究過程，給學生們一個屬于自己的課堂，是我們努力的目標。