小學高年級開展機器人編程教學的實踐研究

王向紅

摘? 要：在信息化環(huán)境下，針對小學高年級學生開展機器人編程教學是大勢所趨。在明確其開展必要性的基礎(chǔ)上，教師要具備專業(yè)的知識和設計、開展教學的能力。在此基礎(chǔ)上，教師通過對教學內(nèi)容、形式、手段等方面的創(chuàng)新，培養(yǎng)學生對機器人編程的興趣，強化其實踐應用的意識和能力，使學生逐漸了解和掌握機器人編程的相關(guān)知識，更好地適應未來社會的需求。

關(guān)鍵詞：人工智能;機器人編程;教學實踐

機器人編程不僅是培養(yǎng)學生的邏輯思維能力，提升學生的創(chuàng)造力，增強學生的學習自信，更是學生了解和適應互聯(lián)網(wǎng)時代的一種重要方式。因此，需要在小學高年級積極開展機器人編程教學，探究有效的教學策略。

一、小學高年級開展機器人編程教學的必要性

在課程改革背景下，機器人編程開始由素質(zhì)拓展性質(zhì)的選修課轉(zhuǎn)為必修課。機器人編程教學之所以在當前的教育教學環(huán)境下受到高度重視，主要基于以下兩個方面的因素：其一，機器人編程的課程對于學生個人成長和發(fā)展的重要作用;其二，目前人工智能社會大環(huán)境的現(xiàn)實要求。

首先，針對小學高年級的學生開展機器人編程教學可以拓展思維。編寫程序，最重要的是如何把關(guān)鍵性難題分割成一個個簡單的小問題，并逐個擊破，化繁為簡。在這個過程中，學生必須學會思考：如何將代碼合理地安排在整個程序中，進而使程序更加流暢地輸入、演算、輸出，整個過程鍛煉和提升了學生的邏輯思維能力。

其次，從當前社會的現(xiàn)實需求出發(fā)，信息技術(shù)已經(jīng)融入人們生活的方方面面，人工智能成為未來的發(fā)展趨勢。無論是從學生未來的發(fā)展出發(fā)，還是從當前日常生活出發(fā)，都需要對機器人、人工智能等領(lǐng)域有一定的了解。基于這樣的社會現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，在小學階段開展機器人編程教學，并且逐漸使其成為一門必修課程自然有其必要性。

二、小學高年級開展機器人編程教學的策略

1. 培養(yǎng)學生對機器人編程學習的興趣

學習興趣是主動學習、高效學習的前提。尤其對于小學生而言，其學習活動更多地受到興趣、環(huán)境等非理性因素的影響，而不是自我約束意識、自我提升目標等理性因素。因此，興趣培養(yǎng)對于這一年齡段的學生而言更為關(guān)鍵。即便是對于小學高年級學生而言，學習興趣也主要受其內(nèi)容的趣味性和學生對內(nèi)容的熟悉程度這兩個因素的影響。教師要充分利用這一特點，在培養(yǎng)學生對機器人編程相關(guān)知識的學習興趣時，既要增加學生對于這一部分知識內(nèi)容的了解程度，又要創(chuàng)新教學的方法和形式，保證其趣味性。而要實現(xiàn)這兩個方面的教學目標，教師要更加重視教學設計這一環(huán)節(jié)。教學活動設計是教師能夠順利開展教學，并取得良好教學成果的基礎(chǔ)和前提。

在保證自身專業(yè)性的前提下，教師要將目光更多地放在具體的教學方式、內(nèi)容和手段上。一方面，在機器人編程教學的內(nèi)容上，教師可以結(jié)合當?shù)剡@一領(lǐng)域的發(fā)展特點和學校特色化的發(fā)展目標，與高年級學生的學習習慣、學習偏好，以及對于機器人編程的了解程度、興趣點等基本情況相結(jié)合，編寫、制定特色化校本課程，開展更具針對性的教學;另一方面，在課程開展的方式上，教師可以選擇多媒體技術(shù)等信息化教學手段，更加直觀、更有科技感地為學生展示機器人的世界，使學生對智能科技，尤其是人工智能的世界產(chǎn)生好奇和驚嘆，從而激發(fā)學生的學習興趣。

2. 開展主題體驗式機器人編程教學

從機器人編程這門課程本身來說，包含著龐大的信息數(shù)據(jù)和復雜的邏輯思維，而小學階段涉及和接觸的部分則是最為淺顯、表層的部分，主要目的是為學生之后接觸、了解及進一步學習相關(guān)知識打好基礎(chǔ)。而從長遠的學習規(guī)劃來看，小學階段是關(guān)鍵性的基礎(chǔ)階段，高年級學生如果在缺少專業(yè)指導的情況下接觸和學習相關(guān)知識，反而容易陷入茫然。正因為如此，在進行機器人編程教學時，教師要對課堂教學的模式、手段等做進一步的探究，重視方法和習慣的培養(yǎng)，真正對學生的未來學習和成長發(fā)揮積極作用。

具體來說，開展小學高年級的機器人編程教學，要將各個領(lǐng)域的知識通過綜合的課程結(jié)合起來，加強學科之間的相互配合，發(fā)揮綜合育人功能，讓學生在綜合的環(huán)境中學習，在項目活動中應用綜合性的知識解決問題。正是因為機器人編程這一課程有別于傳統(tǒng)的單學科理論教學為主的情況，所以更適用于這種以主題案例為導向的探究體驗性的課堂教學模式。教師可以將生活中遇到的問題場景作為例子，在引導學生進行討論和探究的過程中，引入機器人編程中的相關(guān)知識內(nèi)容，讓學生在逐步探索解決方案的同時，理解和掌握專業(yè)性的知識。而這樣的課堂教學方式，既能使枯燥復雜的知識更易于學生理解，又能讓學生的思維和能力得到鍛煉和提升。

3. 設計實踐應用導向的機器人編程活動

在當前的教育教學背景下，學科教學的目標不再局限于理論知識的理解與掌握，課堂教學活動的設計也不再只是為了應對各個階段的升學考試。學生本身的學習習慣、思維及運用知識解決問題的能力，逐漸成為當前課堂教學設計與開展的核心目標。而對于機器人編程而言，其出現(xiàn)本身也更多的是基于現(xiàn)實生活的應用需求。因此，教師要以實踐應用為導向設計課上、課下的教學活動，著力鍛煉學生的邏輯思維、創(chuàng)新意識和解決問題等能力。具體來說，在設計教學活動時，教師可以從兩個方向展開探究：一是基于現(xiàn)實生活場景和問題的研究活動;二是基于機器人競賽的研究活動。

機器人編程的應用與當前的社會生活息息相關(guān)。教師要應用生活化的教學理念，在組織學生參與機器人編程活動時，從學生現(xiàn)實生活中常見的機器人，或者是利用機器人解決問題的生活情境出發(fā)，設計參與性的活動方案。在觀察、分析機器人現(xiàn)實案例的過程中，使學生了解其中所應用的邏輯思維和相關(guān)知識。同時，教師還可以將這一生活應用情境作為基礎(chǔ)，對其進行簡化，設計學生能夠模仿完成的實踐操作活動，引導學生在觀察實踐的過程中更好地掌握相關(guān)的知識內(nèi)容和方法技巧。

除此之外，當前環(huán)境下機器人比賽已成為熱門，通過網(wǎng)絡途徑受到了廣泛關(guān)注，而這種比賽本身就是機器人編程的一種現(xiàn)實應用途徑。因此，教師可以通過組織高年級學生以小組或者班級為單位，參與對應年齡段的機器人比賽，作為綜合性、拓展性實踐教學活動的一種方式。

作為未來人工智能時代的主人，學生有必要從當前階段開始接觸、了解機器人編程的相關(guān)知識，更有必要在掌握知識內(nèi)容的基礎(chǔ)上形成應用的理念，強化自身的動手操作能力。只有具備這樣的意識，全面提升自己的素質(zhì)和能力，才能在未來實現(xiàn)更好的發(fā)展。

參考文獻：

[1]吳麗香. 中小學開展簡易機器人編程教育的實踐研究[J]. 科技資訊，2020（4）.

[2]張策. 小學機器人編程教學策略與實踐應用研究[D]. 濟南：山東師范大學，2020.

[3]李家萬. 論小學機器人編程社團對學生幾種能力的培養(yǎng)[J]. 安徽教育科研（下半月刊），2019（10）.