初中信息技術(shù)課程“機器人+”項目創(chuàng)新教育研究

高興義

摘 要：在科技時代下，機器人教育作為一種新型的教學(xué)載體已經(jīng)進(jìn)入到初中信息技術(shù)課程之中，它不僅是信息技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，也是集知識性、實踐性和啟發(fā)性于一體的教學(xué)活動。初中信息技術(shù)教師要認(rèn)識到機器人教學(xué)的重要性，將機器人教學(xué)與項目創(chuàng)新教育相結(jié)合，打造信息技術(shù)課堂教學(xué)新模式，提升學(xué)生的信息素養(yǎng)。基于此，本文分析“機器人+”教學(xué)的意義，并對初中信息技術(shù)課程“機器人+”項目創(chuàng)新教育進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：信息技術(shù);機器人項目;創(chuàng)新教育;課堂教學(xué)

中圖分類號：G63? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1673-9132（2022）13-0083-03

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.13.028

習(xí)近平在黨的十九大中提出：“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力”。創(chuàng)新能力對于國家、社會和個人都有著舉足輕重的作用。在初中信息技術(shù)課堂培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力是勢在必行的，信息技術(shù)作為一門具有科技感的學(xué)科，能夠給學(xué)生帶來新鮮的學(xué)習(xí)體驗，開拓學(xué)生的知識面，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)。初中信息技術(shù)新課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出：在教學(xué)活動中感知信息的重要性，積極參加信息技術(shù)活動，拓展學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代社會所需的信息技術(shù)技能。初中階段的學(xué)生正處于人生成長的重要階段，教師要抓住這個黃金時期，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，可以借助“機器人+”的時代背景，創(chuàng)新項目教學(xué)，以機器人為載體，讓學(xué)生掌握與之相關(guān)的信息技術(shù)知識與技能，了解信息技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用對人類生活和科學(xué)的深刻影響，引領(lǐng)學(xué)生螺旋上升式學(xué)習(xí)。

一、“機器人+”教學(xué)的意義

（一）“機器人+”教學(xué)是信息技術(shù)課程發(fā)展的新趨勢

初中信息技術(shù)以培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)為主要目標(biāo)，機器人作為信息技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，其中不僅包含了各種各樣的信息技術(shù)知識，還蘊含著時代感與科技感，對喜歡新鮮事物的初中生來說具有很強的吸引力。在“機器人+”的環(huán)境下，機器人作為人工智能的代表已經(jīng)走進(jìn)了信息技術(shù)課堂中，豐富了課堂教學(xué)形式，為其注入了新的元素。在當(dāng)前已經(jīng)有很多學(xué)校將機器人課程作為了校園的特色課程，機器人競賽活動也在校內(nèi)外開展得如火如荼，為學(xué)生發(fā)揮想象力進(jìn)行智能設(shè)計提供了廣闊的空間與舞臺。

（二）“機器人+”教學(xué)有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

在初中信息技術(shù)教學(xué)中引入“機器人+”教學(xué)，有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，重視學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。在信息技術(shù)教學(xué)中，教師可以利用機器人平臺對學(xué)生進(jìn)行編程教育，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)抽象概念的機會，同時還可以讓學(xué)生借助平臺自己組裝各種機器人，使學(xué)生的思維不再受到局限，將學(xué)生的思維引向了實踐研究中去，為學(xué)生提供了動手、動腦的空間與機會?！皺C器人+”項目的實施需要師生的配合，營造良好的信息氛圍，使學(xué)生感受信息文化，提升學(xué)生的科學(xué)品質(zhì)和實踐能力，在此過程中激發(fā)靈感，反思自我。

（三）“機器人+”教學(xué)提高了項目教學(xué)的有效性

在信息技術(shù)教學(xué)中，項目教學(xué)是信息技術(shù)教師慣用的教學(xué)方法，傳統(tǒng)的項目學(xué)習(xí)主要依賴于教師的講授，學(xué)習(xí)過程較為枯燥，學(xué)習(xí)內(nèi)容也較為單一，難以吸引學(xué)生的參與興趣。而在“機器人+”環(huán)境下，初中信息技術(shù)教師可以將機器人引入到項目學(xué)習(xí)中，運用機器人平臺、機器人教學(xué)、機器人教育引領(lǐng)學(xué)生關(guān)注前沿科技，正確認(rèn)識項目學(xué)習(xí)，使項目學(xué)習(xí)內(nèi)容更加貼近時代發(fā)展和學(xué)生的生活實際，從而有效調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使其主動參與到項目的實施、探索、實踐中，提高項目教學(xué)的有效性。

二、初中信息技術(shù)課程“機器人+”項目創(chuàng)新教育策略

（一）利用機器人演示，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境

機器人是智能技術(shù)的結(jié)晶，融合了計算機軟件和人工智能等眾多先進(jìn)技術(shù)，成為初中生能力、素質(zhì)培養(yǎng)的智能平臺。以前，很多初中生都沒有正確把握信息技術(shù)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，甚至有的學(xué)生把信息技術(shù)課程當(dāng)成活動課，對于信息技術(shù)的興趣不高，這在一定程度上限制了初中生的思維發(fā)展，難以成為德智體美全面發(fā)展的人才。而利用機器人輔助課堂教學(xué)，能讓學(xué)生接觸到很多教材中沒有的知識，極大地豐富了學(xué)生的知識面，學(xué)生從被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)他們的信息意識，學(xué)到前沿的信息技術(shù)。為了滿足學(xué)生的求知欲，增強課堂教學(xué)效果，初中信息技術(shù)教師可以利用機器人創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，一方面加強對課堂教學(xué)知識的細(xì)化，另一方面提供自主創(chuàng)新的契機，能夠使信息技術(shù)項目充滿活力，成為學(xué)生成長的樂園。

在項目教學(xué)中，信息技術(shù)教師可以通過機器人進(jìn)行模擬演示，讓學(xué)生能夠直觀感受信息技術(shù)知識的博大精深，并且激起學(xué)生的創(chuàng)造欲望，跟隨教師一起進(jìn)行實踐，形成師生共同參與的課堂。當(dāng)學(xué)生的注意力都集中到機器人上時，初中信息技術(shù)教師就可以向?qū)W生講授項目知識，學(xué)生的課堂參與度會非常高，能夠配合教師完成教學(xué)任務(wù)，而且學(xué)生也會非常想動手操作機器人。

“機器人+”教學(xué)成為初中信息技術(shù)教學(xué)發(fā)展的新趨勢，機器人也已成為初中信息技術(shù)課程內(nèi)容的重要組成部分。初中信息技術(shù)教師可以通過微課視頻的形式向?qū)W生展示機器人，學(xué)生一邊觀看視頻，一邊詳細(xì)了解機器人原理，能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)信念，而且學(xué)生還可以按照微課視頻中的講解，自己設(shè)計機器人，這不僅給學(xué)生創(chuàng)造了施展才能的舞臺，也充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體性。項目教學(xué)創(chuàng)新離不開機器人的幫助，初中信息技術(shù)教師要牢牢地把握學(xué)生的思維和興趣點，對學(xué)生在項目操作過程中遇到的問題進(jìn)行及時的點撥，使學(xué)生形成濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

（二）借助機器人平臺，進(jìn)行實踐操作

智能機器人的出現(xiàn)給初中信息技術(shù)教學(xué)增添了新的內(nèi)容和思考，借助機器人可以更好地開展項目教學(xué)，挖掘初中生的潛力，打造具有靈動性和多元化的信息技術(shù)課堂。很多初中生空有理論基礎(chǔ)，但是實踐能力比較弱，每次實踐環(huán)節(jié)都會出現(xiàn)各種各樣的問題，不僅會耽誤教學(xué)進(jìn)度，也給學(xué)生造成了情緒上的反感，必須要引起教師的高度重視。因此，在新課程改革背景下，初中信息技術(shù)教師可以通過機器人搭建學(xué)習(xí)平臺，讓學(xué)生在項目活動中進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的實踐能力，消除眼高手低的現(xiàn)象，使全體初中生都能夠有所收獲。教師按照一定的規(guī)則將學(xué)生分成項目學(xué)習(xí)小組，將信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容融入“機器人+”項目活動中，起初學(xué)生可能會感到陌生，這就需要教師做好指導(dǎo)和啟發(fā)，通過多種形式給學(xué)生講解項目操作流程，并且認(rèn)真聽取學(xué)生的問題，使課堂上呈現(xiàn)一片生機勃勃的景象。

有些信息技術(shù)教師只給學(xué)生講述了完成項目所需的工具和資源等，忽視了項目活動的注意事項，這樣容易讓學(xué)生走彎路，降低課堂教學(xué)效果。所以，教師必須要全面講解機器人項目活動，包括小組分工、項目進(jìn)度、項目操作等等，幫助初中生快速掌握所學(xué)知識，在項目中受益。學(xué)生在項目學(xué)習(xí)過程中會產(chǎn)生很多的心得體會，初中信息技術(shù)教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)和歸納，為下次更好地完成項目做鋪墊，也讓學(xué)生懂得借鑒和反思。教師對于學(xué)生在項目活動中產(chǎn)生的思維閃光點要給予表揚，將其作為學(xué)生學(xué)習(xí)的榜樣，使初中生獲得創(chuàng)造性項目的靈感。

（三）組織機器人競賽，培養(yǎng)技術(shù)興趣

機器人競賽是機器人項目活動的主要形式之一，考查學(xué)生對信息技術(shù)和機器人知識的掌握情況，以及學(xué)生對新思想的接受情況。在項目教學(xué)過程中，初中信息技術(shù)教師可以組織學(xué)生進(jìn)行機器人競賽，不僅能夠調(diào)動學(xué)生的參與熱情，還讓每一次競賽成為學(xué)生的寶貴財富，在今后的學(xué)習(xí)和生活中積累更多的經(jīng)驗。根據(jù)創(chuàng)新教育和項目教育的特點，初中信息技術(shù)教師要按照項目主題的要求，設(shè)計多種多樣的機器人競賽題目，體現(xiàn)出時代特征，加深學(xué)生對機器人的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)良好的技術(shù)興趣。學(xué)生通過合作完成競賽項目，使他們感受到技術(shù)與社會之間的關(guān)系，在一定程度上鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。當(dāng)然，機器人的作用不能簡單通過競賽來表達(dá)，初中信息技術(shù)教師還要善于組織多樣化的項目活動，鼓勵初中生制作科技小發(fā)明，豐富校園文化生活，增添初中生的學(xué)習(xí)動力，形成正確的學(xué)習(xí)觀念和價值觀念。

為了體現(xiàn)學(xué)生的主人翁地位，初中信息技術(shù)教師可以設(shè)計機器人電腦設(shè)計大賽，由初中生設(shè)計規(guī)則、形式、內(nèi)容等，體現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)造才華。學(xué)校可以邀請機器人專業(yè)人士為學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)，讓學(xué)生學(xué)到更加專業(yè)的知識，提高創(chuàng)造熱情。同時，初中信息技術(shù)教師還要組織初中生為智能機器人編程，從而深入了解機器人的各種傳感器，改變初中生對機器人的錯誤認(rèn)識，讓課堂教學(xué)與時代接軌，調(diào)動每個學(xué)生的積極性，真正實現(xiàn)機器人教育。學(xué)生在編程過程中學(xué)到了很多新知識，尤其是對于程序設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)有了清晰的認(rèn)識，便于在今后的系統(tǒng)化編程中有所建樹。初中信息技術(shù)教師要做好巡視和糾正，給學(xué)生創(chuàng)造舒適、輕松的項目環(huán)境，獲得學(xué)習(xí)的成就感，達(dá)到學(xué)以致用的效果。

（四）創(chuàng)編機器人課程，拓展學(xué)生思維

隨著時代的發(fā)展，初中學(xué)校要建立具有實用性和獨特性的校本課程，將機器人教育融入項目教學(xué)中，發(fā)揮機器人便捷和高效的作用，讓機器人項目活動變得更加切實可行。在市面上有很多關(guān)于機器人的教材，但是與信息技術(shù)教學(xué)相結(jié)合的機器人教材卻非常少，而且沒有對信息技術(shù)課程做出指導(dǎo)，這就需要學(xué)校根據(jù)學(xué)生的實際情況，自主創(chuàng)編機器人課程，開發(fā)一系列的機器人教學(xué)課程，并組織學(xué)生參與基于機器人的項目活動，使初中生受到啟發(fā)和教育。在創(chuàng)編的課程中要包含機器人項目活動，將其作為一個全新的模塊，并且配上豐富的學(xué)習(xí)資源，讓初中生能夠?qū)椖繉W(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣，培養(yǎng)自身分析問題、解決問題的能力。在校本機器人課程的落實上要下功夫，有些初中信息技術(shù)教師因循守舊，不善于進(jìn)行拓展和延伸，即使有了新的課程項目和教材內(nèi)容，也不能夠為學(xué)生設(shè)計異彩紛呈的教學(xué)活動。與此同時，初中信息技術(shù)教師應(yīng)該鼓勵初中生參與到校本課程的制定中，首先給學(xué)生發(fā)放學(xué)習(xí)需求調(diào)查表，讓學(xué)生談?wù)勛约簩π畔⒓夹g(shù)和機器人的學(xué)習(xí)需求，然后教師對學(xué)生的反饋進(jìn)行匯總，從而更有針對性地選擇課程內(nèi)容。有些初中生對于機器人的掌握很全面，他們能夠提出具有創(chuàng)意的點子，這時初中信息技術(shù)教師要善于傾聽和采納，以學(xué)生喜聞樂見的形式去布置學(xué)習(xí)任務(wù)，創(chuàng)設(shè)具有時代性和科技性的機器人課程，拓展初中生的信息思維。

（五）做好機器人總結(jié)，優(yōu)化教育效果

機器人教育能夠增強師生互動效果，調(diào)動學(xué)生的操作熱情，使其對人工智能有深入的理解。初中信息技術(shù)教師設(shè)計的機器人項目教學(xué)分為兩大類，一類是課堂項目，一類是課外項目，讓更多的初中生有機會體驗、感受學(xué)習(xí)機器人的樂趣。在項目教學(xué)的最后階段，教師要做好機器人項目的總結(jié)，要明確指出初中生存在的問題和取得的成績，讓初中生對自己的實際水平有一個清楚的認(rèn)知，這樣才能夠更加堅定自己的學(xué)習(xí)信心。尤其是在機器人編程比賽、機器人滅火比賽、機器人知識比賽中，初中生都發(fā)揮出自己的想象力和創(chuàng)造力，但是他們?nèi)〉玫慕?jīng)驗是零碎的，需要教師進(jìn)行系統(tǒng)化的整理和歸納，使機器人成為初中生學(xué)習(xí)的好學(xué)具。機器人教育涉及很多領(lǐng)域，初中信息技術(shù)教師要為學(xué)生做好標(biāo)注，最終建立起思維導(dǎo)圖，這樣能夠方便學(xué)生鞏固提升，走上創(chuàng)新發(fā)展的道路。當(dāng)一個機器人項目完成后，原項目小組自動解散，由教師和學(xué)生共同選擇下一個合作項目和分組形式，能夠?qū)崿F(xiàn)資源共享，讓不同水平的學(xué)生都能夠在項目中有所作為。初中生的思維開闊，可塑性強，對于學(xué)生創(chuàng)造的有潛力的機器人項目，教師要給予支持和孵化，鼓勵初中生到校外參加比賽，將創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為內(nèi)驅(qū)力，提高初中生的科學(xué)素質(zhì)。初中信息技術(shù)教師可以通過電子檔案的方式記錄學(xué)生的成長，為每個學(xué)生建立一份電子檔案，里面存放學(xué)生參與機器人項目的表現(xiàn)、取得的成績、參與過程的圖片和視頻等，通過教育軟件來獲取學(xué)生的動態(tài)成長軌跡，便于教師進(jìn)行科學(xué)的點評。

三、結(jié)語

綜上所述，在信息化和科技化的時代背景下，信息技術(shù)課程教學(xué)被提升到了一個全新的高度，呈現(xiàn)出了向人工智能發(fā)展的趨勢。這就要求初中信息技術(shù)教師要與時俱進(jìn)，用現(xiàn)代化的教育理念武裝自己，以信息技術(shù)課程為載體，將“機器人+”引入到信息技術(shù)課堂中，實現(xiàn)項目教育的創(chuàng)新，為學(xué)生構(gòu)建適合創(chuàng)造的環(huán)境，發(fā)揮學(xué)生的實踐操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和綜合能力，實現(xiàn)學(xué)生個性化發(fā)展。

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[責(zé)任編輯 竇伊沙]