基于計(jì)算思維培養(yǎng)的高中機(jī)器人教學(xué)研究

王雙軍

摘 要：計(jì)算思維的培養(yǎng)是信息技術(shù)學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)之一，在教育行業(yè)也扮演著非常重要的角色。在高中信息技術(shù)課程教學(xué)中加入機(jī)器人教學(xué)，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)于知識(shí)的探索，提高學(xué)生協(xié)作和創(chuàng)新等方面的能力，能夠幫助學(xué)生提高在多學(xué)科上的綜合能力，在教學(xué)中將娛樂(lè)與教學(xué)相結(jié)合，寓教于樂(lè)。以機(jī)器人教學(xué)入手探究了如何培養(yǎng)學(xué)生在信息技術(shù)課程中的計(jì)算思維，以期能夠?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的課堂教學(xué)提供借鑒。

關(guān)鍵詞：計(jì)算思維;機(jī)器人教學(xué);學(xué)習(xí)興趣

一、計(jì)算思維的重要性

計(jì)算思維是在信息技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)上建立的，并不受到計(jì)算機(jī)的限制，通過(guò)計(jì)算機(jī)促進(jìn)人們?cè)谒伎挤绞缴系陌l(fā)展，通過(guò)計(jì)算思維的培養(yǎng)，我們可以解決生活中存在的許多問(wèn)題。例如將大的問(wèn)題分解成很多的小問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)，或者在遇到難題時(shí)，可以跳出問(wèn)題來(lái)看到整件事情，從而梳理思路，將這些思維方式運(yùn)用到生活當(dāng)中，不僅可以更好地研究科學(xué)問(wèn)題，還可以讓生活變得更加有序。

二、機(jī)器人教學(xué)

培養(yǎng)計(jì)算思維的方式有很多種，本文主要從高中生機(jī)器人教學(xué)的方向進(jìn)行探究，針對(duì)機(jī)器人教學(xué)過(guò)程進(jìn)行分析。

（一）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情

學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)充滿熱情，有助于學(xué)生更積極地投入到學(xué)習(xí)當(dāng)中，所以在進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)過(guò)程中，老師要營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍，注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)學(xué)生的思考不進(jìn)行否定，而采取鼓勵(lì)的教學(xué)模式，有利于提高學(xué)生的協(xié)作意識(shí)和能力。

1.興趣是最好的老師

對(duì)學(xué)生而言，能夠?qū)嶋H操作的學(xué)科是最能吸引注意力的，而學(xué)生對(duì)于玩具的興趣更是與生俱來(lái)的，尤其是對(duì)一個(gè)新面孔的“玩具”，所以在此學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，可以加入機(jī)器人的實(shí)操過(guò)程，不僅吸引了學(xué)生的注意力，還有助于提高學(xué)生的綜合能力。根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況進(jìn)行分組，制訂相應(yīng)的任務(wù)和比賽，通過(guò)一個(gè)團(tuán)體內(nèi)部的學(xué)習(xí)和團(tuán)體與團(tuán)體之間的競(jìng)爭(zhēng)，讓學(xué)生明白與同伴團(tuán)結(jié)協(xié)作的重要性，彌補(bǔ)自己在學(xué)習(xí)和實(shí)操過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足。例如，在進(jìn)行機(jī)器人教學(xué)時(shí)，給學(xué)生展示未來(lái)機(jī)器人的樣子，如下圖所示。能夠進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對(duì)機(jī)器人的興趣。

2.溝通是最好的課本

機(jī)器人的相關(guān)知識(shí)涵蓋非常廣泛，對(duì)于一個(gè)普通的高中來(lái)說(shuō)，只能以團(tuán)隊(duì)的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)和競(jìng)賽，在協(xié)作過(guò)程中互相補(bǔ)充和互相分享。例如選擇不同類(lèi)型的機(jī)器人，包括服務(wù)類(lèi)、娛樂(lè)類(lèi)、工業(yè)類(lèi)等，分別進(jìn)行探究，針對(duì)不同類(lèi)型的機(jī)器人可以制作對(duì)應(yīng)的機(jī)器人模型，輸入如下圖所示的編程代碼，先讓機(jī)器人動(dòng)起來(lái)，這個(gè)過(guò)程當(dāng)中會(huì)遇到有關(guān)制作機(jī)器人的問(wèn)題，讓學(xué)生與老師互相溝通，從而找到正確的解決辦法。

在對(duì)不同的機(jī)器人進(jìn)行研究和操作時(shí)，因?yàn)椴煌臋C(jī)器人其基本性能會(huì)有所區(qū)別，所以在針對(duì)不同的機(jī)器人時(shí)也可以選擇性地更換分組，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程當(dāng)中溝通和交流，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生在社交方面的能力。通過(guò)共同討論的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生對(duì)各自不同的想法進(jìn)行實(shí)踐和論證，得出正確結(jié)果，這個(gè)過(guò)程比單純地學(xué)習(xí)課本知識(shí)要更有用。

（二）克服學(xué)習(xí)中的困難

對(duì)于學(xué)生和老師來(lái)說(shuō)，機(jī)器人都不是他們平時(shí)經(jīng)常接觸的東西，對(duì)它的結(jié)構(gòu)認(rèn)知都不會(huì)很全面，在教材的選擇和材料的選擇兩方面都存在著一定的難題需要克服，所以老師和學(xué)生都需要努力克服學(xué)習(xí)過(guò)程中的重重困難。

1.根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況選擇教學(xué)對(duì)象

關(guān)于機(jī)器人的研究十分考驗(yàn)學(xué)生的綜合能力，過(guò)于困難的任務(wù)可能會(huì)導(dǎo)致學(xué)生在操作過(guò)程中產(chǎn)生厭學(xué)情緒，過(guò)于簡(jiǎn)單的任務(wù)可能會(huì)讓學(xué)生對(duì)這門(mén)學(xué)科失去興趣，所以老師在選擇研究對(duì)象時(shí)，一定要從學(xué)生的腦力、靈活度等方面共同考查后再確定，確保學(xué)生對(duì)科目保持興趣的同時(shí)獲取更多的相關(guān)知識(shí)，并且在綜合能力上有所提升。

2.克服軟件程序帶來(lái)的教學(xué)壓力

老師和學(xué)生對(duì)于機(jī)器人都相對(duì)陌生，而機(jī)器人主要是受編程程序的控制，在機(jī)器人的研究過(guò)程中，對(duì)編程程序也要有一定的接觸和了解，可能會(huì)給老師帶來(lái)一定的壓力，所以老師需要克服這方面的壓力，在機(jī)器人教學(xué)中只需要運(yùn)用簡(jiǎn)單的編程程序，在保證教學(xué)正常進(jìn)行的同時(shí)，選擇最適合學(xué)生和老師的機(jī)器人教學(xué)。

（三）積極參加機(jī)器人競(jìng)賽

機(jī)器人競(jìng)賽是針對(duì)學(xué)生在這方面學(xué)習(xí)成果的一個(gè)綜合考查，也是檢測(cè)學(xué)生在機(jī)器人創(chuàng)新方面的手段之一，能夠在比賽中反映出老師和學(xué)生的辛勤付出。機(jī)器人競(jìng)賽需要在賽前進(jìn)行準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，在創(chuàng)意與性能上發(fā)揮自己的智慧，朝著比賽的方向進(jìn)行突破。通過(guò)這類(lèi)比賽，從思維方式、智力等方面培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生在生活中遇到問(wèn)題時(shí)解決問(wèn)題的能力。

本文通過(guò)機(jī)器人培養(yǎng)信息技術(shù)學(xué)科中的計(jì)算思維，從各個(gè)方面進(jìn)行了具體的操作分析，意在給學(xué)生傳授理論知識(shí)和技術(shù)的同時(shí)，能夠培養(yǎng)學(xué)生在生活中應(yīng)對(duì)問(wèn)題的能力，有助于在復(fù)雜的信息中找到重點(diǎn)，在困難的問(wèn)題上理清思路，從中找到突破點(diǎn)。

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編輯 郭小琴