任務驅動教學法在小學信息技術課堂的應用策略
——蘇教版六年級信息技術《機器人沿線行走》教學案例與反思

江蘇連云港市九里中心小學 萬雪妮

任務驅動教學法是指教師在教學中把學習目標分解成一個個學習任務，讓學生在強烈的問題動機驅動下，積極主動地應用學習資源進行自主探索和協作學習，從而完成既定學習任務。 下面以《機器人沿線行走》一課為例，談談把任務驅動教學法應用于小學信息技術教學的實施方法。

一、提出任務，進行學習

（一）創設情境，引出問題

用多媒體播放機器人沿線走比賽的視頻，引出機器人沿線走的話題。

師：視頻中的機器人是怎樣進行競賽的？

生1：沿著規定的路線行走競賽。

生2：沿著地圖上的軌道行走競賽。

師：你們想不想親手設計一個程序，來一場現場機器人行走競賽？

生齊：想——

師：讓我們來進行一場刺激的機器人沿線走比賽吧！（板書：機器人沿線行走）

思考：以視頻導入新課，可以誘發學生對新知識的強烈好奇心，從心理上激發學生的學習期待。

（二）分析原理，開展學習

師：要使機器人行走自如，就必須讓它“學會”識別路線。那么如何讓機器人“學會”識別地圖上的軌跡線呢？

生：（交流討論）通過灰度傳感器識別軌跡線。

師：由于軌跡線和場地顏色的灰度值的差異很大，機器人必須通過灰度傳感器來判斷、調整路線，才能始終沿著軌道行走。

師：請同學們分組測試機器人行走時，場地和軌跡線的灰度值分別是多少。（學生分組測試、記錄灰度值）

思考：引導學生回顧舊知識，可以幫助學生消除對新知識的陌生感，為接下來的教學做好心理鋪墊。 讓學生預先測量出場地和軌跡線的灰度值，可以為下面學習機器人沿線走的編程提供原始數據，同時也為下面學習編程掃除了技術障礙。

二、執行任務，學習編程

（一）分析機器人沿線走的可能狀況

師：以黑線為標準，想想視頻里機器人沿線行走時，與黑線間出現了幾種狀況？（學生激烈討論）

生：出現了五種狀況：①完全在線上；②向左偏；③向右偏；④完全左偏；⑤完全右偏。

師：下面，我們根據這五種狀況學習編寫相應的程序（編寫流程如下圖）。

（二）程序初始化操作與灰度傳感器設置

1.程序初始化操作

師：我們要新建一個程序，先自定義兩個變量black和max。black表示場地與軌跡線感光值的中間值（就是你們剛才測試的場地和軌跡線灰度值的中間數），max表示機器人行走的狀態。你們算算剛才測的black值是多少？

生（計算后）：black=450。

師：我們統一規定，變量max＝0表示機器人向左偏；max＝1表示機器人向右偏；max＝2表示機器人在線上。現在，我們先設定max的初始值等于2。

學生定義變量black、max，完成程序初始化操作。

2.設置灰度傳感器

師：下面我們練習設置灰度傳感器。

（1）單擊“系統設置→傳感器設置”，設置通道1和通道2為灰度傳感器。

（2）在工作區添加并設置灰度傳感器的屬性為通道1和通道2。

學生操作灰度傳感器的設置。

思考： 教師詳細演示程序初始化的操作過程，一方面使學生了解機器人沿線走主要有幾種參數值， 引導學生以此為基礎一步步學習編程操作；另一方面幫助學生攻克了新知難點，放緩了編程操作的坡度，也降低了編程操作的難度，為下面正式開始編程奠定良好的基礎。

（三）探究五種行走路線的編程與操作

師：要使機器人按五種軌跡行走，我們就要修改、調整程序相應的參數值。

1.機器人在黑線上

導：首先，我們學習編寫機器人完全在線上的程序。

（1）添加一個單分支控件，設置屬性為“條件一：通道1的值≤black；條件二：通道2的值≤black”。

（2）在單分支控件中添加直流電機控件，設置：直流電機1與電機2都是“正傳、速度15”。

做：學生獨立編寫機器人在線上的程序。

思考：讓學生從最簡單的情況（機器人在線上）入手編寫程序，能夠消除學生的畏難情緒，使學生體會到編程成功的愉悅感， 幫助學生樹立對本課“機器人沿線走”各種情況編程的信心。

2.機器人左偏與右偏

導：機器人轉彎時會因為慣性偏離黑線，傳感器的灰度值會發生怎樣的變化呢？（學生交流討論）

導：當機器人左偏時，左邊的傳感器在地圖白色區域，右邊的傳感器仍在黑線上，對應的程序應這樣編寫。

（1）添加一個單分支控件，設置屬性為“條件一：通道1的值＞black；條件二：通道2的值≤black”。

灰度傳感器直流電機1 直流電機2通道1 通道2在線上 ≤450 ≤450 正轉、速度15 正轉、速度15向左偏 ＞450 ≤450 正轉、速度15 停止向右偏

（2）在該單分支控件中添加直流電機控件，設置：直流電機1“正傳、速度15”；直流電機2“停止”（如上表）。

做：學生獨立編寫機器人向左偏的程序。

導：那么機器人向右偏的參數值該如何設置呢？

議：（生交流討論）設置通道1的值≤black；通道2的值＞black；設置:直流電機1“停止”;直流電機2“正傳、速度15”。

做：學生獨立編寫機器人向右偏的程序。

思考：這部分編程，引導學生從簡單的行走方式過渡到較復雜的行走方式，給了學生更多自主操作的機會， 既鍛煉了學生舉一反三的實踐應用能力，又培養了學生的創新思維能力。

3.機器人完全左偏與完全右偏

導：在向左偏和向右偏的情況下，機器人仍有半邊傳感器在黑線上；當機器人完全左偏時，左右傳感器都在地圖的白色區域，程序應這樣編寫。

（1）添加一個單分支控件，設置屬性為“條件一：通道1的值＞black；條件二：通道2的值＞black；條件三：max＝0”。

（2）在該單分支控件中添加一個直流電機控件，設置:直流電機1“正傳、速度15”;直流電機2“反轉、速度2”（圖略）。

做：學生獨立編寫機器人完全左偏的程序。

導：那么機器人完全右偏時的參數值該如何設置呢？

做：學生交流討論，參照機器人完全左偏的參數設置，自主合作編程。

思考：這樣引導學生通過自主思考、交流合作，及時遷移運用已有知識解決問題，不僅提高了學生的編程技能，而且培養了學生的創新思維能力。

三、完成任務，檢測評價

（一）運行程序并調整改進

完成全部編程后，讓學生將編寫好的程序下載到機器人主板上，保存并編譯所有程序，然后運行程序，調試機器人行走，并根據機器人行走情況改進程序。

（二）開展競賽并現場評價

教師組織學生進行一場機器人沿線走比賽。 在學生操控機器人進行比賽時，教師用事先準備的評價表對各組的完成情況進行現場打分。

（三）總結點評提出改進措施

教師對每個小組的項目完成情況進行詳細點評，表揚表現突出的小組與個人，并指出各小組作品存在的問題，敦促學生加以修正和改進。

思考： 通過現場操作機器人行走， 一方面讓學生分享各自的學習成果、 體驗成功的喜悅；另一方面可以檢驗學生的編程效果，培養學生的反思意識。

四、教學思考與前景展望

開發與實施人工智能教育，是關系到為我國培養人工智能高端人才和優秀接班人的教育大計。 把任務驅動教學法應用于信息技術教學，不僅能讓學生學會基礎的機器人編程與操作應用技術，還能培養學生樂于探究、勇于創新的科學精神，為我國未來的科學技術發展培養合格的后備人才。

（一）有利于調動學生的學習積極性

任務驅動下的信息技術課堂，開啟了以解決問題、完成項目為主的多維互動教學模式。 學生在強烈的問題動機驅動下，積極投入到合作、探索、思考和創新學習的活動中來，每個學生都處于思維極度活躍、精神高度集中的最佳學習狀態，有利于充分調動學生的學習積極性和思維能動性。

（二）有利于培養學生的學習自信心

在學習任務驅動下，學生在完成一個較容易的任務后，再去完成下一個稍難一點的任務，這樣由易到難、循序漸進地突破一個個項目，讓學生更易于獲得學習成就感，也有利于培養學生的學習自信心和科學探究的興趣。

（三）有利于培養學生的科學創新意識

在任務驅動下的合作探究學習中，喚醒了學生的科學探究精神和創造發明意識，一旦科學的種子在學生心中生了根、發了芽，他們就會全身心地投入到科學探索中去，那么我國人工智能領域的研究與創新將會前程似錦！