基于“任務驅動”模式下小學機器人教育校本課程的開發

李士龍 俞秋明

摘 要：隨著人工智能的發展，機器人教育已成為眾多學校開展創客教育的重要內容，現行課程下小學機器人教育缺乏行之有效的課程支撐，校外培訓中各種課程良莠不齊。從小學階段的教育實踐出發，以“任務驅動”模式為主要教學方法，探討小學機器人教育校本課程開發的基本思路和開發策略。

關鍵詞：任務驅動;機器人;校本課程

科技飛速發展的今天，人工智能已越來越緊密地融入生活，在STEAM思潮影響下，各地的創客教育成雨后春筍之勢。在現階段的小學創客教育活動中，機器人教育有極為重要的地位和作用，一方面其能夠依靠自身的實踐性、開放性特點培養學生的創新精神、創新意識;另一方面其會隨著教學活動的逐步深入而表現出較強的前瞻性，幫助學生實現思維、能力的同步發展。將機器人教育提上日程，已成為教育發展的必然需求。南陵縣許鎮鎮中心小學結合農村學校實際，開展了機器人創客教育，成立了課程開發課題組，對農村小學機器人教學校本課程的開發進行了探索和研究，取得了較好的效果。

一、開發小學機器人教育校本課程的基本思路

相較于傳統的教學方式，機器人教育依靠其與生俱來的創新性、實踐性引導學生，能夠幫助學生在學習活動中逐步培養自身的創新精神、創新意識。但在當前的課程建設中，機器人教育并沒有作為獨立的板塊納入當前的中小學課程體系當中，在現有的小學信息技術課程中僅有少量涉及，興趣教育的占比較高，能力教育的應用價值不大。但是，隨著社會上機器人興趣培訓、競賽活動等逐步興起，機器人教育活動的娛樂性正在逐步上漲，教育活動的實踐意義并未得到充分的體現，這與缺乏科學、系統的機器人教育課程有莫大的關系。

機器人校本課程的開發則為機器人教育的發展帶來了新的靈感。一方面校本課程的開展形式符合機器人教育的相關要求，學?？衫眉扔械慕虒W資源實現教學活動的個性化、開放化發展;另一方面學校與教師可將學生歸納為一個有機發展的整體，依靠教學理論對學生進行引導，在展現機器人教育應用價值的同時，完成智慧啟蒙和能力培養任務。

機器人教育校本課程的開發思路應圍繞學生的信息技術核心素養，從知識、技能、情感態度三個維度展開，在“任務驅動”理念指導下，技能、知識、情感態度三方面所包含的教學內容都應得到創新：技能的教育目標不僅要以硬件知識、軟件知識的學習為主，更要糅合編程、原理、實踐等綜合知識，使學生獲得知識與技能的同步發展;知識教育應包含較大的時空跨度，包含機器人的發展歷史、應用方向、基本原理等內容，破除學生對機器人的神秘感，為后續的學習和應用打下基礎;在情感態度教學環節，教師應引導學生將機器人教育定義為

“現代科技、生活與學習相結合的產物”，正確認知科技、人工智能在生活中所發揮的作用，以及當下機器人課程學習的意義。

值得一提的是，小學生的知識積累水平與技能學習能力的發展速度比較緩慢，機器人、智能化等抽象概念并不利于小學生的知識理解。在機器人教育校本課程開發中，教學計劃應適當偏向技能、情感兩大維度，充分調動小學生探究未知世界的積極性，以“任務驅動”模式開展教學，將抽象的機器人原理、結構、思維具體化為各種實踐性任務，與諸如WER機器人大賽項目任務相結合，盡可能提升學生學習的興趣，調動學生的想象力和創造力，培養學生的實踐能力和創新精神。

二、基于“任務驅動”的小學機器人教育校本課程開發策略

1.任務驅動教學法與協作學習

在機器人教育課程設立環節，應積極探究校本課程與國家課程的有機融合，全面培養學生的能力、思維與意識。在校本課程開發環節，教師可積極利用機器人教育的創新性和實踐性培養學生的創新意識，進而全面提升學生的綜合實踐能力，為后續教材的引入、教學活動的引入打下良好的基礎。基于機器人教育的基本特征，教學活動中需要根據教學任務的相關要求合理應用任務驅動法，要大膽提高學習任務、教學互動在教學活動中的出現頻率，以任務目標、任務分析、任務完成為核心，要求學生利用小組協作、頭腦風暴等方式完成對應的活動任務，并通過對活動目標、活動過程、活動結果的分析培養學生的知識獲取能力、創新能力以及協作意識，

使信息素養與技能教育融入教學實踐中。

在建立了完備的教學體系之后，教師可遵循“舉一反三”的教學理念，激發學生的主觀能動性：教師給出教學問題，由學生進行分析、模仿、討論、探究，進而提升機器人教育的實效性。在分析環節，教師引導學生分析活動任務的特點、解決思路，并搜索解決問題需要用到的知識和技能，了解哪些是已經掌握的、哪些是需要探究的。在模仿環節，教師向學生演示機器人的運作特點，由學生對相關內容進行整理記錄，并將協作學習導入教學板塊中，為后續的交流活動提供支持。在討論環節，學生應積極主動地發起互動，對當前的展示活動進行討論、假設，并根據小組成員的演示進行評價。在任務的拓展環節，全體成員共同發揮，掌握教學板塊中的理論知識與實踐技能。任務驅動教學法幫助學生掌握“要做什么”“應該怎么做”的學習目標，教師應幫助學生打破自我封閉的學習環境，為其能力發展、技能發展提供更多支持。

2.校本教材的設計

校本教材的設計應從知識學習、技能培訓、能力拓展等角度出發，建立完備的機器人教育課程體系，展現校本教材的應用與教育價值。機器人教育校本教材應包含機器人的基本組成結構、機器人的運行原理、機器人的編程、活動任務的機器人實現方法等內容。在引導學生解決活動任務的同時，從知識、技能、思維、情感等多個角度培養學生的能力。

教材設計的重點，不僅要求學生認知，更要求學生應用。為了將教學理論融入教學實踐中，在教學工作中，可將教材內容分割為硬件、軟件、能力培養三大板塊，并將相應的教學知識融入對應的教學理念中，依靠任務驅動教學法培養學生的思維意識。硬件技能的訓練應以機器人的組裝、功能機械的裝配設計為主，旨在鍛煉學生的實際操作能力;軟件技能模塊中，應加入程序設計、傳感器的應用、活動任務的編程解決等教學內容，幫助學生更全面地了解機器人的運行原理;在能力培養環節，教師可圍繞創意設計、創新能力等內容培養學生的思維意識。

教材的設計應遵循由淺入深、循序漸進的教育原

則，在引入教材的初級階段，應結合生活中人工智能的應用實際，幫助學生掌握機器人的發展歷史、應用價值等內容，培養學生的學習興趣。隨著教學活動的逐步深入，教材則可導入機器人的組裝、功能機械的裝配以及編程命令應用等板塊，為后續的編程研發、技能訓練活動打下基礎。整個課程體系的設計，遵照認識機器人、使用機器人、研發機器人三大板塊相互配合，落實校本教材設計活動，使教材內容真正成為學生發展的平臺。

3.課程資源的建設

機器人教育的合理推行能夠培養學生良好的信息素養和創新實踐能力，并使學生在開放的環境中不斷獲得新的技能知識。但在當前的教學活動中，依靠演示、講授等方法展開的教學方式的應用價值較低，學生的參與意識較差，而在導入操作性較強的“任務驅動”教學模式之后，學生能夠在探究、互動的過程中反復錘煉個人技能，進而實現能力與水平的同步提升。

在“頭腦風暴”與“任務驅動教學法”的同步推動下，教師可利用教學目標與教學任務明確約束學生，使其在“做”的背景下完成“學”的構建，同步落實知識與技能的雙向表達，依靠教師引導、學生探究的教學方式完成早期的教學工作，從而逐步激發學生的求知欲望，使其養成勇于探索、開拓進取的創新精神。

在當前的機器人教育教學環節，課程資源的建設與應用至關重要，除利用校本教材、教案等內容外，還應開發建設教學網站、學習空間、微視頻等教學資源，開展展示及競賽活動，拓展學生學習的時間和空間，還可依靠學生與家長的意見對相關教學資源進行修正。在課程資源建設及應用的過程中，應根據任務驅動教學法優化教學效果，豐富課程資源，完善課程體系。

三、結語

從當前的教學活動來看，小學機器人教育校本課程開展所面臨的挑戰比較復雜，當務之急是要在“任務驅動”模式下開發出切實可行的校本課程內容和教學方

法，在課程的實踐中從能力、思維等角度入手，發展學生的能力。課程開發的任務比較繁重，不僅要關注教材的開發，更要注意教學資源的建設和應用。作為人工智能發展的重要方向，機器人教育校本課程是學校課程體系的重要內容，是學生未來發展的基石。

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