圖形化控制的機器人程序設計教學方法分析

劉新征

摘要：機器人控制技術是當前關乎工業自動化、機器人應用等行業非常關鍵的技術，主要的目標是借助機器人運動編程實現控制，讓機器人可以根據人類的要求完成指令，達到自動化的目的。機器人在應用中可以代替部分人力勞動，讓人類從體力、機械、勞動性的生產環節中解脫出來，從而專注于創造。本文在掌握圖形化控制機器人程序設計的基礎上分析教學方法，為機器人教學提供一定的理論依據。

關鍵詞：圖形化控制;機器人;程序設計;教學方法

針對機器人圖形化控制程序教學來說，無論是程序設計的思維，還是圖形化程序控制，都是教學中的重點內容。在學習中會具有一定的難度，所以教師要結合簡單有效的教學方法，為學生的學習進步提供一定條件，促進教學效果提升，幫助學生深入探究科學技術的原理與思維，為學生創造更加豐富的條件。

一、小組合作探究學習

在機器人程序設計教學中，小組自主合作探究是一種非常簡單便捷的方法，在探究期間可以讓學生深入了解程序設計思維，并掌握基礎的問題解決方法等。結合當前教學來看，許多課堂中采用的多是傳統教學方法，而這種方法大部分依賴于課本上概念類的知識與例子。在這種教學條件下，無法激發學生的興趣與主動性，無法滿足程序設計的教學要求。可以采用科學合理的方法引導學生研究，才是教學中的重點。結合當前教學背景來看，國家正在大力倡導全國中小學開展青少年科技創新教育，而教育機器人也是在此背景下誕生的。

結合教育機器人市場來看，無論是種類還是教育方法都非常多，例如市面常見的樂高，以及中鳴、能力風暴等等。而大部分家長對于機器人的教育效果也非常贊同，通過機器人教育可以有效加強學生們的動手能力以及思維能力，培養學生對科技研究的興趣，還能激發學生發散思維，促進創造力的提升，這種思維的養成，主要得益于圖形化程序控制。借助這種方式，滿足學生的探究心理，讓學生對機器人控制產生興趣，從而掌握多種程序設計方法。雖然在機器人程序設計教育中是圖形化的，但教育的意義在于幫助學生掌握程序設計思維。結合實際教學來看，適用于青少年機器人圖形化程序控制設計學習的方法有很多，其中合作探究是一種簡單便捷的方法。

小組合作探究雖然聽起來非常的簡單，并且能夠快速的達到教學目的，但是在實踐活動開展中，擁有較高的要求，既要擁有堅實的理論依據，還要包含有效的實踐訓練，才能促進學生探究能力的提升。在教學中，教師可以通過將學生分組競技的方式來培養學生的競爭意識，推動探究積極性提升。還能通過分組研究，互幫互助的方式，讓學生見識其他同學的思維與操作，從而促進個人見識的提升。而在教學中教師需要注意的是，無論選擇了哪種合作探究模式，都要本著激發學生自主性與探究性的原則，在尊重學生思維角度及發展規律的基礎上，開展教學活動。而不能將引導學生自主探究作為一種形式上的思想。既要滿足教學的基本需求，還要突破傳統教學的限制，從而提升教育效果。

二、任務驅動教學

結合當前機器人市場來看，控制方法是各式各樣的，不僅擁有自己的編程語言，且互不兼容，在市場上并沒有統一的制定標準。而在這種背景下，隨著機器人應用的場景增多，編程方法也逐漸復雜，學生們要適應各種各樣的機器人編程，這就需要應用到圖形化控制，降低教學難度，促進學生理解。所以在學習中，教師需要結合多種方法引導學生研究思考，才能實現教學目標。圖形化編程既是一種客戶端，通過源代碼編輯工具來編輯，生成腳本，并讓機器人執行指令。也是一種較為簡單的教學手段，可以將復雜的機器人編程具象化，從而讓機器人程序設計變得更加簡便。想要達到這一目標，就要讓學生有明確的目的，通過科學方法的設計與實踐活動訓練，形成內在驅動力，從而推動學生探究學習。

任務驅動法屬于一種理論性的教學思想，將任務作為主要目標，以學生為主體，由教師主導，圍繞特定思想或教學計劃等內容開展研究，幫助學生應用學習資源，達到教學目標。這種方法可以構建一種高效學習的氛圍，讓學生在完成任務期間收獲知識與技能的提升。從理論上講，任務驅動教學可以彌補傳統教學的弊端，將傳統的理念轉變為現代化理念，讓學生從被動轉變為主動，從而構建一種多維互動模式的思想，促進探究式學習的深入。在實際教學中，教師可以提前為學生準備相關的資源包，例如任務課件、思維線索、操作悉知，以及相關的視頻介紹與教程等等，并借助教師所積累的資源來完成教學任務。

三、“以賽代練促進學習”綜合教學

圖形化控制的機器人程序設計教學是一種新型的教學方法，通過方法可以幫學生理解抽象的機器人知識，結合教師的教學手段，促進學生創造力、思維能力的提升。在實際教學中，通過競賽來推動教學效果的落實，能夠達到良好的教學效果。在競賽中可以培養學生的競技精神，以及思維的活躍性。但是結合當前教學來看，部分就是在采用這種方法的時候過于心急，導致教學目標偏離軌道。而在當前背景下，競賽的主要目標是促進學生核心素養的提升，鍛煉學生思維能力，以及創新能力等，并且這種方法也是融合小組學習的高效手段。為了響應全國范圍少年科技創新教育要求，許多活動會組織學生開展競賽，例如常見的WER-J工程挑戰賽、FLL工程賽、綜合技能賽、編程無人機賽等，在學生完成學習目標后參與賽事，可以推動學生競爭意識的提升，以及探究思想的培育。

結束語

程序設計教學是一種較為復雜且鍛煉思維能力、實踐能力的教學，在實踐教學中，教師要結合簡單快速的教學方式，幫助學生了解圖形化控制的機器人程序設計，將抽象機器人程序知識變得更加直觀化，在符合學生發展規律以及學習需求的基礎上，鍛煉學生思維與創造力。無論是通過合作探究、任務驅動以及以賽代練促學，都要以培養學生核心素養為目標，為教學創造良好的條件，構建高效教學，實現學生整體的提升。

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