小學信息科技課堂實施機器人教學的路徑研究

《義務教育信息科技課程標準(2022年版)》明確提出，學生應“具有將創(chuàng)新理念融人自身學習、生活的意識；具有自主動手解決問題、掌握核心技術的意識”。隨著科技的不斷進步，機器人教學逐漸成為信息科技課程的重要組成部分。機器人教學是培養(yǎng)學生技術技能的途徑，更是培養(yǎng)其邏輯思維、團隊協作能力和創(chuàng)新精神的有效方式。因此，教師應積極探索在小學信息科技課堂中實施機器人教學的有效策略，為學生未來的學習奠定堅實基礎。

一、小學信息科技課堂實施機器人教學的困境

(一)學生動手能力差，編程思維難培養(yǎng)

在小學信息科技課堂中，部分學生在面對需要高度精細操作的機器人組裝與編程任務時，缺乏足夠的動手能力，甚至疏于使用基本工具，這直接影響其在實際操作過程中的效率。動手能力的缺失影響學生對機器人的構造組裝，限制了學生對程序邏輯的理解，使學生難以形成編程思維。同時，學生在面對復雜的編程任務時，往往無法正確理解代碼背后的邏輯關系，難以形成系統(tǒng)化的思維模式，進而影響其解決實際問題能力的培養(yǎng)。筆者在教學指導過程中發(fā)現，學生在編程時難以自主推導出程序框架，往往需要教師詳細的示范指導才能完成基本操作。這些問題的背后，反映了學生動手能力與編程思維能力的欠缺，難以獨立解決問題。

(二)學生興趣持續(xù)難，學習熱情易消退

由于機器人教學本身具備一定的復雜性，學生在學習初期可能會對其產生濃厚的興趣，但隨著教學的深人，課程內容的難度逐漸增加，學生的參與熱情逐漸減退。學生對于課程內容的接受能力有限，當課程逐步轉向較為枯燥的編程邏輯或系統(tǒng)操作時，原本的興趣便可能消失。對于一些學習進度較慢或未能快速掌握基本概念的學生而言，持續(xù)的技術難題與低效的操作體驗容易降低學生學習熱情，進而使其產生興趣波動。學生興趣的起伏會干擾教師的教學節(jié)奏，影響課堂氛圍。與此同時，課程內容與學生實際需求之間存在脫節(jié)，學生所學內容與其日常生活或未來發(fā)展不存在直接關系，加劇學生的學習倦怠感，難以維持高效的學習熱情。

(三)學生基礎能力差異大，教學進度難統(tǒng)一

學生的認知水平、動手能力、邏輯思維存在差異，每名學生對知識的接受程度與掌握速度存在顯著不同。在學習機器人相關知識時，學生需要同時掌握編程技能、機械組裝與調試等多項能力。部分學生可能對這些基礎概念已經有了一定的認知，但對機器人技術的理解與操作仍顯吃力；另一部分學生則可能對這些基礎概念較為陌生，甚至在進行簡單的技術操作時也會遇到較大的障礙。教師很難為每名學生制訂符合其需求的個性化教學計劃，往往只能根據統(tǒng)一的進度來開展教學活動，無法有效解決學生在知識掌握上的差異，部分學生會感到比較吃力，影響了課堂學習氛圍和整體學習效果。

（四）學生缺乏探索意識，創(chuàng)新能力難激發(fā)

由于課程內容本身較為結構化，學生在面對技術操作時，更多依賴教師的指導示范，缺少自主探索的機會。在這樣的教學環(huán)境中，學生的思維模式局限于既定的任務目標，習慣于按照固定流程完成操作，缺乏主動思考其他解決方案的意識。學生探索意識的缺失，極大地限制了其學習主動性，學生的創(chuàng)新思維發(fā)展受到制約，無法在實際操作中做到獨立思考。與此同時，學生對技術的理解往往停留在操作層面，缺少對技術本質的深人思考；思維局限于既定框架內，缺乏開闊的思維視野。

二、小學信息科技課堂實施機器人教學的路徑研究

（一）動手實踐為先，逐步培養(yǎng)編程思維

小學階段學生的思維方式仍處于發(fā)展之中，動手實踐是培養(yǎng)學生編程思維的重要途徑。教師在教學過程中通過動手實踐活動，能夠使學生在具體操作中熟悉編程的基本概念，進而理解抽象的程序邏輯。教師在機器人教學過程中開展實踐活動，可以幫助學生更好地理解如何通過編寫代碼控制機器人，在實際操作中掌握系統(tǒng)的功能與運作方式。

在教學“認識開源機器人\"相關內容時，教師可以先讓學生組裝基礎模塊，帶領學生熟悉機器人的基本構造，讓學生接觸到不同功能的硬件組件，增強學生對技術的感知。接下來，教師引導學生完成簡單的編程任務，控制機器人執(zhí)行前進、后退、轉彎等指令，使學生直觀地看到編程指令與機器人動作之間的關系，逐步建立起對編程邏輯的初步理解。為確保學生能夠在實踐中有效掌握核心知識，教師可以設計一些簡單的任務，如要求學生編寫簡單的代碼來控制機器人沿特定軌跡行走，讓學生在完成任務的過程中逐漸加深對編程語言的掌握，培養(yǎng)學生的邏輯思維。隨著任務難度的逐步提升，學生的編程能力也會同步提升。

（二)引入多元互動活動，激發(fā)學生參與興趣

教師在小學階段引入多元互動能夠有效激發(fā)學生的參與興趣，使學生更好地掌握課程內容，在合作交流中增強對知識的理解。教師在教學過程中組織多元互動活動，能夠為學生提供一個開放的學習平臺，使學生在參與互動的過程中感受到學習的樂趣，進而提高學生的學習主動性。

在教學“機器人行走”相關內容時，教師可以設計多個互動環(huán)節(jié)，激發(fā)學生的參與興趣，還可組織學生分組進行競賽，讓每組學生通過編寫代碼控制機器人沿著指定路徑行走。在此過程中，學生需要獨立思考編程邏輯，并與小組成員討論思路。為增強競賽的互動性，教師還可以鼓勵學生進行現場展示，每個小組展示自己編寫的程序和機器人行走的實際效果，其他小組則及時提供反饋與建議，使學生在合作中學會互相幫助，同時借助反饋環(huán)節(jié)提高學生的表達和反思能力。

為進一步激發(fā)學生的參與熱情，教師還可以適時加人趣味性任務，要求學生在限定時間內控制機器人完成一系列挑戰(zhàn)，在互動中體會控制機器人的樂趣，在與同伴的交流中得到新的啟發(fā)，進一步加深

學生對相關知識的理解。

(三)循序漸進引導，穩(wěn)步提升編程能力

學生的認知發(fā)展階段決定了其對復雜知識的理解水平，因此，教學內容應從簡單到復雜，逐步深人。教師采取循序漸進的教學方式，能夠幫助學生在掌握基礎知識的同時，建立起整體的知識框架。在機器人教學中，提升學生編程能力不僅依賴經驗的積累，還需要教師的恰當引導，教師應幫助學生鞏固基礎知識，增強學習信心，為更高層次的學習奠定良好基礎。

在教學“機器人循光”相關內容時，教師可以將教學內容分解成多個步驟，逐步引導學生學習，先從基礎的機器人操作開始，讓學生熟悉機器人的控制和運行，然后逐步介紹編程的概念和操作，幫助學生掌握編程的基本原理和技巧。之后，教師再設計一個簡單的任務，要求學生操作機器人沿著光源的方向移動，利用傳感器來判斷光的強度，并以此進行編程控制。這一任務設計能夠讓學生直觀地理解傳感器的工作原理，同時掌握基本的編程命令。在學生熟練掌握基本技能后，教師逐步增加任務難度，要求學生操作機器人根據不同光線強度的變化做出更加復雜的反應，進一步提高學生的編程能力。

每次任務完成后，教師需要引導學生進行反思討論，帶領學生總結實踐過程中遇到的問題與解決方法。教師的引導能夠幫助學生在整個學習過程中保持清晰的學習目標，為學生指明方向，逐步提高學生編程思維的深度與廣度。隨著任務難度的增加，學生的編程能力會穩(wěn)步提升。

(四)創(chuàng)新任務驅動，激發(fā)自主探究能力

鑒于學生認知發(fā)展階段的特點，教師可采取任務驅動教學策略，引導學生從具體問題出發(fā)，在實踐探索中積累經驗。這種方法強調學生在完成任務的過程中主動發(fā)現問題并嘗試解決問題，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。教師在教學過程中設計具有挑戰(zhàn)性且貼近學生興趣的任務，能夠激發(fā)學生的探索精神，讓學生在實際操作中獲得成就感，進而培養(yǎng)學生的

自主學習能力。

在教學“聲控機器人\"相關內容時，教師可給學生布置任務，要求學生通過聲音操作控制機器人。在這一任務中，學生需要編寫程序，使機器人在接收到特定音頻信號后執(zhí)行不同的動作。教學過程中，教師可以引導學生思考如何將聲音轉化為機器人的行動，并鼓勵學生自主設計不同的聲控模式。為增加任務難度，教師還可以要求學生將多個指令結合起來，實現更復雜的控制，使用連續(xù)的音頻指令來控制機器人的路徑，或根據不同的音量來區(qū)分指令。

教師采取任務驅動式教學方法，能夠幫助學生了解聲音與機器控制之間的關系，同時激發(fā)學生對技術細節(jié)的好奇心，培養(yǎng)學生通過實驗調整逐步完善方案的能力。在這一過程中，學生在掌握進階編程技巧的同時，還能學會如何分析問題、設計解決方案，并反復嘗試與調整，進而達到預期效果，提高編程能力，培養(yǎng)自主學習意識。

在小學信息科技課堂中實施機器人教學時，教師采取動手實踐、任務驅動和多元互動等多種教學方式，能夠有效激發(fā)學生的興趣，引導學生進人科技世界，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。然而，教學的最終目的是幫助學生樹立自主學習意識，激發(fā)學生對未知領域的探索欲。在未來的實踐中，教師需要不斷優(yōu)化教學方法，創(chuàng)造真實且有意義的學習情境，為學生提供充足的實踐機會，助力學生養(yǎng)成良好的學習習慣。

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（責任編輯：趙靜璇）