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        樂高機器人在小學信息技術(shù)課上的嘗試與探索

        2021-11-25 10:57:02謝雪芳
        小學教學研究·教研版 2021年9期
        關(guān)鍵詞:信息技術(shù)課程

        謝雪芳

        【摘 要】本文針對目前江蘇省小學信息技術(shù)教材編排,結(jié)合本校實際,從課程開設背景、課程實施情況、課程實施意義三個方面闡述了EV3機器人課程在小學階段開設的可行性。其中課程的實施情況是本文的重點。

        【關(guān)鍵詞】信息技術(shù) 課程 EV3 體驗教學

        近幾年江蘇省小學信息技術(shù)教材一直在修改,課程發(fā)生了不少變化。一開始是新增了scratch編程,接著又增加了機器人、物聯(lián)網(wǎng)課程,后來又增加了3D打印,教材內(nèi)容在不斷向新技術(shù)靠攏,更加注重與時俱進。這就需要教師不斷探索新的教學方式。

        一、課程開設背景

        絕大多數(shù)學校三到五年級能按照教材的編排開設相應的課程,但還有一部分學校由于設備的配置問題,六年級的物聯(lián)網(wǎng)和機器人課程無法正常開展,往往只能上綜合型的復習課。但這樣也有好處。由于信息技術(shù)課一周一課時,課時緊張,學生往往不能很好地深入學習。到了六年級,隨著學生學習能力的增強和知識儲備的增加,通過綜合型復習課,開展主題創(chuàng)作,學生可以更好地學以致用。但是,在小學階段開設信息技術(shù)課程,不僅是要讓學生掌握一些軟件的用法,更重要的是培養(yǎng)學生與時俱進的信息素養(yǎng),最大限度地激發(fā)學生對信息技術(shù)的興趣,將來能更好地適應時代的發(fā)展。

        為了適應課程需要,為學生創(chuàng)造更加優(yōu)良的學習環(huán)境,2016年,我校創(chuàng)建了機器人教室,配備了樂高EV3機器人設備。筆者嘗試在六年級開設了機器人課程。

        二、課程實施情況

        2016年9月,筆者開始嘗試在六年級開展樂高機器人EV3的教學,由于是新課程,要想開展好教學,自己首先要進行相應的研究。筆者先查找資料,再實踐,然后備課,邊學邊教,與學生們一起在探索中前行。

        樂高機器人相關(guān)書籍不少,但主要是培訓式的,沒有合適的教科書。在沒有配套教材的情況下,如何在大班課堂上開展機器人教學?選擇的教學內(nèi)容和方式都要仔細考量和研究。筆者在教學實踐中形成了一些經(jīng)驗,現(xiàn)分享如下:

        1.合理分組,明確分工

        由于學校設備有限,筆者根據(jù)教學內(nèi)容的不同,采取2人小組或4人小組開展教學。機器人課程教學一般主要有搭建和編程兩大部分的教學內(nèi)容。剛開始的課程主要是部件的認識和簡單的搭建,這是基礎,要求人人必須掌握。由于需要的零件不多,這時一般采用2人小組合作,讓大家有更多機會去接觸并嘗試搭建。搭建要求配合默契,為了激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)其合作學習能力,筆者讓學生各自尋找合作伙伴,畢竟團隊合作在機器人搭建過程中是非常重要的。剛開始筆者會把搭建任務安排得寬松一點,讓一個學生先搭建,另一個學生自主打字,或者在一旁觀察,等同伴完成以后,再拆卸,恢復到初始狀態(tài),接下來交換搭建。同樣,先完成搭建的學生也要自主打字,當同伴需要幫助的時候提供幫助。

        后面復雜的搭建需要4人小組合作完成,而且要到機器人教室進行教學。機器人教室比一般的計算機房更大,因此,更要明確上課的要求。筆者讓學生自由組合分組,根據(jù)機器人教室的布置,筆者把學生分成A、B、C、D……12個組,每組4個學生。以A組為例,4個學生代號分別是A1、A2、A3、A4,A1除了要負責領器材和交器材外,其他任務和大家一樣。在合作搭建的過程中,大家輪流操作,A1完成第一步,A2接著完成第二步,A3做第三步,A4做第四步,然后再循環(huán)往復,直到完成搭建為止。由于設備有限,學生只能輪流搭建,雖然是合作搭建,但在此過程中,也培養(yǎng)了學生很多其他方面的能力,其中與他人合作就是一項現(xiàn)代社會必不可少的能力。

        2.激發(fā)興趣,感受魅力

        機器人,聽起來很高大上,在課堂上學習機器人,是讓學生興奮的事。但同時也往往因為它的高大上,會讓部分學生望而生畏。上課伊始,筆者通常以情境導入的方式,激發(fā)學生的學習興趣。如在教學“認識機器人”一課時,先播放學生熟悉的鋼鐵俠等科幻電影,讓學生了解機器人離我們越來越近了。接著跟學生聊圍棋、聊阿爾法狗,引導學生通過網(wǎng)絡了解現(xiàn)代機器人的發(fā)展,感受機器人的魅力。從我們身邊的掃地機器人到機器人餐廳等,處處可見機器人的身影,筆者還特地去蘇州工業(yè)園區(qū)的一家機器人餐廳拍攝了相關(guān)照片和視頻給學生看。

        機器人的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷史,古代就有“機器人”的雛形,了解歷史才能更好地了解現(xiàn)在、探索未來。通過“認識機器人”的學習,學生們對機器人的現(xiàn)狀及發(fā)展歷程都有了一定的了解,筆者鼓勵他們利用課余時間通過網(wǎng)絡搜索,或者向家長、老師請教,了解更多的機器人知識。學生的學習興趣得到了很好的激發(fā),感受到了機器人的無窮魅力。

        3.體驗教學,探索奧秘

        課堂教學是一個循序漸進的過程。樂高EV3除去主控設備,就像搭積木。既然是教學,而且是六年級的學生,當然不能像教幼兒園的小朋友一樣只是簡單地讓他們搭積木,首先要讓學生了解各個零件的名稱、功能。

        六年級的學生已經(jīng)有了較強的動手能力,并且喜歡自己動手,通過體驗來探索新知。在教學“機器人的轉(zhuǎn)動”一課時,筆者借助六年級課本上的內(nèi)容,讓學生了解機器人的轉(zhuǎn)動原理,從而了解EV3機器人是通過哪些部件實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的。如何讓學生感受并體驗真正的機器人教學?簡單的積木搭建肯定是無法滿足六年級學生好奇心的。課程教學就需要有一個循序漸進的過程,為此,筆者設計了“有趣的小車”一課,讓學生通過相應的元件來搭建一個小風車,親身體驗了機器人的轉(zhuǎn)動,從而更好地理解其原理。

        在筆者的引導下,學生第一節(jié)課就搭建了一個小風車,通過手動來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。第二節(jié)課,筆者讓學生認識了馬達,了解了其工作原理,通過將馬達與小車連接,小車實現(xiàn)了電動轉(zhuǎn)動,學生興趣濃厚。這一節(jié)課,筆者多給了學生一些元件,鼓勵他們在搭建時進行一定的創(chuàng)新,學生們的學習積極性高漲。在機器人搭建課上,平時一些調(diào)皮的學生也會表現(xiàn)出特別濃厚的興趣,他們的創(chuàng)意往往出人意料,給筆者帶來意想不到的驚喜。

        4.循序漸進,深入探究

        其實之前幾課與真正意義上的機器人教學是有所不同的,但也是不可分割的。因為我們使用的都是樂高機器人的元件,學生在搭建過程中認識了各個元件,知道如何將它們搭建起來。有了前面的鋪墊,我們就可以進入接下來的學習——機器人小車。機器人小車的搭建就相對復雜,我們在機器人教室中按照事先約定的分組,以小組為單位合作完成一輛小車的搭建。要搭建小車,學生先要學會看圖紙,同時,因為是小組合作,所以學生要學會相互謙讓、互相幫助。

        完成小車搭建以后,就要編程了,這才真正進入了機器人的學習。一輛小車,沒有寫入程序,它只是一輛普通的小車,一輛普通的玩具車,只有賦予它程序,它才會有靈魂。通俗點講,一個機器里面裝個電腦(主板),就變成了機器人。機器人的外形是各種各樣的,生活中常見的有掃地機器人。有了前面電動風車做鋪墊,學生知道了如何通過電機控制設備的運轉(zhuǎn),只是機器人小車要相對復雜一些。當學生通過嘗試、探索,使自己的機器人小車動起來了,他們別提有多高興了。

        與機器人小車相關(guān)的課程,我們開發(fā)了很多,一開始只是讓小車動起來,接著是嘗試讓小車像小海龜(PCLOGO)一樣走正方形、走圓形等,還有讓小車碰到障礙物掉頭、讓小車沿著黑線走……

        筆者也是不久前才接觸機器人編程,在課堂上直接告訴學生:“信息技術(shù)發(fā)展太快了,很多新技術(shù),老師也沒有接觸過,也要學習。老師希望能和你們一起探究嘗試、一起成長?!痹谡n堂上,筆者還常常主動請教一些動手能力較強和對編程特別感興趣的學生,他們接受能力很強,有時比筆者都學得好。作為老師,筆者的職責是做好學生們的引路人,帶著他們循序漸進,深入探究,一步步地走向更廣闊的世界。

        三、課程實施意義

        樂高是大家非常熟悉的玩具品牌,很多學生在幼兒期就擁有了樂高類玩具,這對學習樂高EV3機器人是有一定幫助的。同時,LEGO編程軟件與五年級學習的scratch有相似之處,圖形化的拼接形式的編程也比較容易理解和接受,學生甚至可以通過自主學習來掌握。

        隨著STEAM教育的興起,作為踐行STEAM教育有效載體的編程教育也逐漸進入人們視野。STEAM教育所提倡的學習理念更契合學生的學習習慣,在培養(yǎng)學生建構(gòu)基礎知識體系、動手能力、創(chuàng)造力和想象力等方面發(fā)揮著重要作用。EV3機器人正是一款能培養(yǎng)學生動手能力、想象能力和團隊合作能力等綜合能力的教育產(chǎn)品。

        機器人課程的搭建部分對學生的創(chuàng)造力、想象力等的培養(yǎng)起著不可估量的重要作用。而EV3機器人課堂教學還可以培養(yǎng)學生的團隊合作能力、糾錯能力等。筆者認為,這些能力也是21世紀人才必須具備的能力。所以EV3機器人教學進入小學課堂有著極其深遠的意義。

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