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上，教師要具備專業的知識和設計、開展教學的能力。在此基礎上，教師通過對教學內容、形式、手段等方面的創新，培養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知識，更好地適應未來社會的需求。

關鍵詞：人工智能;機器人編程;教學實踐

機器人編程不僅是培養學生的邏輯思維能力，提升學生的創造力，增強學生的學習自信，更是學生了解和適應互聯網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拓展性質的選修課轉為必修課。機器人編程教學之所以在當前的教育教學環境下受到高度重視，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展的重要作用;其二，目前人工智能社會大環境的現實要求。

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，從當前社會的現實需求出發，信息技術已經融入人們生活的方方面面，人工智能成為未來的發展趨勢。無論是從學生未來的發展出發，還是從當前日常生活出發，都需要對機器人、人工智能等領域有一定的了解。基于這樣的社會現狀和發展趨勢，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，興趣培養對于這一年齡段的學生而言更為關鍵。即便是對于小學高年級學生而言，學習興趣也主要受其內容的趣味性和學生對內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，在培養學生對機器人編程相關知識的學習興趣時，既要增加學生對于這一部分知識內容的了解程度，又要創新教學的方法和形式，保證其趣味性。而要實現這兩個方面的教學目標，教師要更加重視教學設計這一環節。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和前提。

在保證自身專業性的前提下，教師要將目光更多地放在具體的教學方式、內容和手段上。一方面，在機器人編程教學的內容上，教師可以結合當地這一領域的發展特點和學校特色化的發展目標，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生好奇和驚嘆，從而激發學生的學習興趣。

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據和復雜的邏輯思維，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知識打好基礎。而從長遠的學習規劃來看，小學階段是關鍵性的基礎階段，高年級學生如果在缺少專業指導的情況下接觸和學習相關知識，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，真正對學生的未來學習和成長發揮積極作用。

具體來說，開展小學高年級的機器人編程教學，要將各個領域的知識通過綜合的課程結合起來，加強學科之間的相互配合，發揮綜合育人功能，讓學生在綜合的環境中學習，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知識內容，讓學生在逐步探索解決方案的同時，理解和掌握專業性的知識。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，其出現本身也更多的是基于現實生活的應用需求。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。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，設計參與性的活動方案。在觀察、分析機器人現實案例的過程中，使學生了解其中所應用的邏輯思維和相關知識。同時，教師還可以將這一生活應用情境作為基礎，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的知識內容和方法技巧。

除此之外，當前環境下機器人比賽已成為熱門，通過網絡途徑受到了廣泛關注，而這種比賽本身就是機器人編程的一種現實應用途徑。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知識，更有必要在掌握知識內容的基礎上形成應用的理念，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和能力，才能在未來實現更好的發展。

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[J]. 安徽教育科研（下半月刊），2019（10）.