“任務鏈”在小學信息技術機器人部分的探索

黃超

摘 要：小學信息技術機器人部分是蘇科版小學信息技術的重要組成部分，也是學生在小學階段第一次接觸機器人，其主要目的是培養學生的信息素養，而小學信息技術課堂中創設“任務鏈”，對于實現提升學生的學習效率，進而培養學生的信息素養，有著獨特的優勢。以蘇科版小學信息技術六年級上冊《尋寶攻略——機器人巡線》的教學設計為例，探究在教學中通過創設任務鏈，激發學生學習的內驅力，讓學生的算法思維、邏輯思維、任務分析能力和程序優化能力都能夠得到充分的提高，從而增強小學信息技術機器人教學的“驅動力”，進而讓學生的信息素養得到有效培養。

關鍵詞：任務鏈;驅動力;機器人;小學信息技術機器人教學

機器人是21世紀人工智能方面的典型代表，隨著時代的發展，人工智能在課堂的應用已成為必然，機器人教育正越來越被人們所關注。2017年國務院發布的《新一代人工智能發展規劃》，明確指出：“人工智能是引領未來的戰略性技術，應逐步開展全民智能教育項目，在中小學階段設置人工智能相關課程。”因此機器人教育要以創新教學為目的，培養學生的問題意識、協作能力、動手能力、創新精神和科學品質，但機器人部分屬于信息技術教學中的新模塊，目前缺乏相關的研究。

一、“任務鏈”——任務教學的“動力”

傳統的“任務驅動”教學法是在教學過程中，以富有趣味性、能夠激發學生學習動機與好奇心的情景為基礎，以與教學內容緊密結合的任務為載體，使學習者在完成特定任務的過程中獲得知識與技能的一種教學法。在此基礎上讓任務與任務之間彼此聯系，形成一連串的任務，即“任務鏈”。“任務鏈”原指電腦游戲中由一系列連續的小任務組成任務系統，一次小任務稱為一環，玩家每完成一環任務都可以得到一定的經驗獎勵，由此借用到課堂當中，將課堂的目標分為一個個小的任務環，形成課堂的任務鏈，任務的布置環環相扣、層層深入，讓學生在每個任務環節都有成長。“任務鏈”是“任務驅動”教學法的一種具體實施方法，小學信息技術教學中的“任務鏈”則是指教師圍繞教學主題設置的一個由易到難的任務組合，學生通過完成一系列有關聯的預設任務達到提高信息素養的目的。在教學實踐中引入任務鏈，教師可以更好地控制任務的難度，設計出符合學生實際和課程要求的任務型活動。

在此基礎上，筆者在進行“任務鏈”教學中，首先明確一個任務的目標，學生完成每一個任務都能得到相應的技能訓練。根據小學生的認知發展，任務的設計需要化繁為簡，層層深入，前后呼應，把課堂的整體任務分解成多個具有可操作性、滿足學生最近發展區的小任務，再由多個小任務構成完整的任務鏈，使課堂教學的過程成為一個整體。

二、“任務鏈”——機器人教學的“優勢”

我們發現機器人在教學過程中更具有即時性和現實性，而“任務鏈”在教學中的趣味性和設計與教學內容緊密相關的任務，分解子任務引導學生自主學習的這一特性，在機器人教學中有著獨特的優勢，可以有效激發學生的學習興趣，增加學生的成就感。

教師可以通過“創設情境，發布任務;猜想交流，分解任務;驗證實施，得到反饋”這一過程進行教學。這樣的教學方式，能使學生在學習中擁有自主感，從而感到學習的樂趣，給學生思維的空間，發現、探索的機會，將學習的時間、權利還給他們，讓學生主動進行建構，從而使他們明白學習的過程是發現問題、解決問題的過程。

三、“任務鏈”——任務驅動的“設計”

（一）解讀教材，創設任務

《機器人巡線》是小學信息技術教材六上的內容，屬于機器人模塊制作單元里面的一部分內容。本課根據新課標的要求，應該以促發學生綜合運用能力為主要切入口，在教學過程中，可以嘗試用信息技術與學科整合教學的方法，為該課添磚加瓦。老師要及時把握教材的重點和難點，并在教學過程中及時調整思路，保證學生能夠學得扎實，為今后的學習打下較好的基礎。筆者依據本課的教學目標及學習內容，設定了“月球尋寶”的主任務;再根據學生的學情、生活經驗設置了以下子任務：

（二）設計活動，鏈接任務

上課伊始，教師展示月球車照片并提問，讓學生回答猜測它是干什么的？引出本節課的主題。

任務一：無障礙尋寶

寶藏就在前面，你想要你的機器人怎么過去？

走直線：設置左馬達：-80，右馬達：80，恰當的時間。

學生現場演示。

【教學意圖】在這個環節中，教師以“月球車”作為導入，激發學生學習的興趣和積極性。結合上節課學習內容，為了使教學活動更有趣，教師設置了無障礙尋寶活動，讓學生鞏固上節課知識，為本課知識點的認識打下堅實的基礎。

任務二：設計路線

1.我看到四個小組都已經尋到寶藏，但是我們的尋寶之路并不是一帆風順的，在太空中我們會遇到各種危險，看！現在在搜尋的路上就出現了隕石，怎么辦？

2.學生分析：出現這些障礙，機器人可以繞過障礙，怎么繞過去，這時候我們可以給機器人一個參考，我們可以給機器人設定一個路線，也就是我們尋寶過程中的攻略。

3.設計路線

那請你們每個小組在紙上設計一下尋寶路線。

接下來我們來看看大家的設計（利用手機投屏功能展示設計路線）。

請各組安排一名同學把設計路線用黑色膠帶粘出來。

【設計意圖】此環節教師結合實際，說明月球尋寶并不是一帆風順的，設計一個障礙在學生設計的機器人尋寶的必經之路，引導學生不得不改變尋寶路線，使任務出示自然，層層深入，有效鍛煉了學生解決問題的能力。

任務三：設計程序，嘗試尋寶

1.認識灰度傳感器

路線設計好了，現在想要讓機器人按路線運動，你們看看剛剛標記好的路線有什么特征？

學生發現是黑色的。

這時候，我們可以告訴機器人走黑色線路是安全的，這就需要我們應用機器人的灰度傳感器。

請大家按照操作手冊嘗試將灰度傳感器放在黑線上和沒有黑線的區域，你發現什么？

學生手冊

學生發現：數值不一樣，白色的數值小，黑色數值大。

利用這個我們可以讓機器人按照黑線行走，結合我們之前學習過的scratch編程，我們應該怎么進行設計？

思考問題：遇到黑色走，遇到白色不走線路拐彎怎么辦？

學生到場地實踐，利用手機投屏展示。

2.解說兩種方式：我們可以發現在一次次嘗試、多方考慮和完善編程的時候，我們的機器人越來越智能了，那你覺得之前的直接走直線和現在的按時巡線各有什么優點？

（1）優點：機器人可以按照路線行走;（2）不足之處：程序設計考慮要全面。

【設計意圖】在這個任務中，脫離了以往學生學習的編程都是基于理想環境下，利用機器人將理想與現實結合，讓學生明確在實際操作中會出現各種各樣的問題，小組內合作，通過實驗來理解機器人傳感器的工作原理后，學習傳感器的編程方法，再結合設計路線，進行程序設計和尋寶試驗，促進學生思維碰撞，在實際的操作中，建立有效的知識連接，讓學生從實踐層面更好地理解什么是環境采集以及傳感器的工作狀態，理解機器人的思考方式，提高學生的計算思維，進而培養學生的信息素養。

任務四：尋寶歸來

1.師：恭喜你們和你們的機器人一起找到了寶藏，不過我們的機器人怎么回家呢？

2.學生根據地圖進行分析（有兩種返回方式）

原路返回（說明思路）

另謀出路（說明思路）

3.各小組嘗試操作

4.各小組展示修改后的程序

在尋寶的過程中我看到大家勇于探索的精神，那么過程中你們又遇到了哪些阻礙，你們又是怎么樣化解的？總結本課學習重點。

現在看看你們小組獲得了什么樣的寶藏？沒有獲得的小組，不要灰心，你們已經找到寶藏，獲得寶藏只是時間問題，希望你們再接再厲，在人生這段探險中也要像今天這樣，不斷總結反思，克服困難，掌握人生的尋寶攻略，獲得人生旅途的寶藏。

【設計意圖】作為本課的終極任務，此環節檢驗學生合作互助的成果，既對整堂課主任務“月球尋寶”進行考核，也對本節課學習效果進行檢驗。教師要求各個小組設計返程路線，綜合應用本課所學，提升自身規劃解決問題的能力，在相互交流中復習鞏固本課所學的知識點，檢驗學生本節課“生成”的情況。教師依據學生的表現和反饋并結合生活實際，對本節課所學的知識進行小結并升華。

四、“任務鏈”——任務原理的“反思”

縱觀本節課，有以下幾個特點：任務鏈由多個相關聯的層層遞進的小任務構成;精選主題，情境激趣，高效導入，注重編程思維訓練;拓展任務，注重基本技能的綜合應用，提高學生的實際應變能力。

本節課在設計時注意把握巡線這條主線，教師依據學生的現實生活和認知水平，科學合理地將教學目標分解成一系列的子任務，每個任務都有明確的目的，前一個任務是后面任務的基礎，前后連貫，且任務難度隨著教學的重難點不斷調整，使教學呈階梯式層層推進。同時，教師能通過設置不同的任務，有目的地把學生的經驗、觀點、感覺和問題等整合進課堂，較好地發揮了學生的主動性和創造性，有效地幫助不同層次的學生在自然的狀態下習得和使用編程對機器人進行操控，掌握本課的知識與技能，也培養了學生的計算思維，讓學生通過完成任務將學到的知識與技能內化、理解和吸收，轉為所學。在整個過程中，學生的獲取都是在小組合作的形式下進行的，有意識地培養學生的小組合作學習能力，讓學生能夠自主發現問題、探究問題、解決問題，提高學生解決問題的能力，進而培養學生的創新思維能力。

參考文獻：

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