吳建勛

在創(chuàng)新教育不斷發(fā)展的背景之下，機器人教育模式作為實現創(chuàng)新教育的重要途徑和有效方式，已然成為當前小學信息技術教學當中的重要部分。機器人教育模式不僅有著極高的趣味性與娛樂性，而且兼具內容性和操作性，不僅能夠為小學信息技術教學注入新鮮活力，同時在培養(yǎng)學生科學技術素養(yǎng)、創(chuàng)新創(chuàng)造能力以及實踐能力方面都有著極大優(yōu)勢。

一、虛擬機器人的概念

虛擬機器人實際上就是在傳統(tǒng)機器人的基礎上研究出的一款軟件機器人，該軟件包括仿真引擎、機器人編輯工具以及各種其他組件和控制程序等，在該軟件平臺上能夠實現對于機器人運行策略的編制，以及仿真虛擬運行，并能夠在軟件所提供的仿真環(huán)境當中對機器人進行測試與調試等。仿真機器人的應用對于當前機器人教學模式的普及有著十分重要的意義，能夠確保在不增加教育成本的基礎上實現機器人教學，其主要優(yōu)勢表現在成本低廉、交互性強，而且簡單易學，能夠充分滿足小學信息技術教學的需求。

二、機器人教育在小學信息技術教學中的應用目標

隨著當前教育理念的發(fā)展以及社會對于創(chuàng)新型人才的需求，小學生創(chuàng)新素質培養(yǎng)逐漸成為教學的重點方向，因此虛擬機器人教學模式逐漸得到廣泛應用。當前我國小學機器人教育內容充分結合了小學生的性格特點、接受能力以及相應基礎知識，其教學內容主要包括機器人理論知識、程序編寫以及硬件組建三個部分。教學目標也分為三個層次：（1）幫助學生了解機器人相關基本概念以及功能和原理，為后續(xù)機器人教學工作的順利開展奠定良好基礎。（2）帶領學生了解機器人的各種傳感功能、驅動設備，明確機器人的控制原理和操控方式，同時學習程序的編寫和設計方法，以此提高學生的邏輯思維能力與解決問題的能力。（3）結合所學知識，引導學生進行模擬案例試驗，通過小組合作的方式編寫機器人控制程序，以此培養(yǎng)學生的實踐能力、合作能力與創(chuàng)新能力等。

三、小學機器人課堂教學活動設計原則

（1）保障教學活動的實踐性以及探索性。機器人教育作為一種實踐性教育，確保其實踐性是保障教學質量的前提基礎，同時為發(fā)揮其思維能力培養(yǎng)優(yōu)勢，還需要確保活動的探索性。（2）活動的開放性以及綜合性。綜合性教育是當前小學教育的重點方向，而且機器人教育本身融合了計算機、數學、物理等多學科知識，同時開放性教學設計能夠為學生提供充足的思考與想象空間，對提高學生創(chuàng)造力也有一定作用。（3）堅持以學生為本。在實際開展教學活動的過程中，為激發(fā)學生的積極性以及創(chuàng)新能力，教師需要明確學生的主體地位，同時關注學生的個體差異，結合實際情況有針對性地進行活動設計和教學引導。（4）結合小學生特點進行課堂設計。在實際展開信息技術教學的過程中，為保障虛擬機器人的應用效果，教師需要充分結合小學生的特點，了解虛擬機器人的優(yōu)勢和不足之處，做到揚長避短，將其合理地融入實際教學工作，以此達到活躍課堂氛圍、激發(fā)學生學習興趣的目的。

四、小學信息技術教學中應用虛擬機器人的策略

結合小學生基本情況和學習需求以及虛擬機器人教學特點，明確小學虛擬機器人課堂教學模式，如圖1所示。本文以此教學模式為基礎，針對虛擬機器人教學的實際應用展開探討。

（一）情境創(chuàng)設

由于小學生年齡較小，計算機方面的知識儲備量較少，對于機器人方面的了解不足，因此，在實際開展模擬機器人教學的過程中，學生對此方面的學習存在較大困難，而且相較于實體機器人而言，其本身積極性較低，容易對教學質量和效果產生負面影響。對此，教師要結合生活實際案例或機器人相關案例進行情境創(chuàng)設，以此提高學生的學習興趣。在實際進行教學的過程中，教師可以結合實際生活中的機器人，為學生創(chuàng)設相應情境，以此幫助學生在原有的知識基礎上，利用自身知識和生活經驗等對新知識進行同化，進而使機器人靈活、資源豐富等方面的優(yōu)勢得到充分體現，達到提升教學質量效果的目的。

如家用掃地機器人、行走送餐機器人、早教機器人等，都是學生實際生活中可以見到的，教師可以借助多媒體設備為學生展示各種機器人的圖片以及運行視頻等，積極利用各種豐富的教學資源，給學生帶來直觀的感受和沖擊，并以此引領學生進入機器人學習情境中，進一步激發(fā)學生的學習興趣。

（二）合作討論

模擬機器人教學模式是一種具有極強開放性與合作性的教學模式，能夠充分體現學生的主體地位，為學生表達自我觀點提供了良好的平臺。因此在設計教學活動的過程中，教師需要合理組織學生進行小組合作，討論探究，并幫助學生進行模仿實踐。小學生在知識儲備有限的情況下直接進行程序編寫存在較大難度，因此教師可以充分發(fā)揮小學生的模仿優(yōu)勢，以模仿性實踐為開端，降低編程難度。整個合作討論過程中，模仿實踐共包括以下三個步驟。

首先，教師需要為學生提供相應教學案例，明確案例相關信息，如機器人功能、實現方法及編程方式等，為學生的學習提供相應資料和模仿方案。在此過程中，教師需要對相應案例進行詳細解讀，并對實踐操作過程中可能遇到的重難點問題進行簡要介紹，以此為學生實踐操作提供有效指導。其次，在了解案例相關內容之后，教師需要組織學生進行合作實踐，引導學生明確組內分工，并有序進行模仿實踐。在此過程中，教師需要加強對學生合作、交流以及討論狀態(tài)的關注，同時了解每個小組的進度情況，并在適當時機予以學生一定的幫助，引導學生之間積極進行溝通、交流，互相幫助并進行知識分享，確保教學工作能夠順利推進。最后，在完成模仿實踐之后，教師需要對小組的完成情況進行檢查評價和交流，充分了解學生的實踐情況和結果，加強師生、生生之間的互動，并在實踐完成之后，幫助學生梳理相應知識結構、工作原理、制作方法等，引導學生根據自己的實際情況，形成系統(tǒng)思維模式，將所學知識進行內化處理，同時教師還需要總結實踐過程中存在的問題以及相應的解決措施。

（三）創(chuàng)意實踐

在創(chuàng)客教育的背景之下，學生創(chuàng)造創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是實際教學過程中的重要內容。因此，在進行模擬機器人教學時，教師還需要通過活動設計鼓勵引導學生進行創(chuàng)新實踐，激發(fā)學生創(chuàng)意。在經過基礎知識學習以及模仿實踐之后，學生已經基本了解了模擬機器人的基本原理與相應的編程方法，此時教師就可以通過主題設定的方式，啟發(fā)學生進行創(chuàng)意設計。

例如，對于機器人傳感器部分，教師可以引導學生針對不同運行場地進行功能設計，并結合自身創(chuàng)意方向進行程序的編寫。并組織學生以小組的形式進行創(chuàng)意實踐，既能夠有效提高實踐效率，又能夠培養(yǎng)學生的協(xié)作交流能力。另外，在實踐過程中，教師還需要適當地為學生提供相應的參考意見，確保實踐進度有序推進，學生創(chuàng)意得以落實。

（四）評價反思

對于模擬機器人教學而言，評價反思是教學過程中必不可少的環(huán)節(jié)。當前我國機器人教學模式尚處于發(fā)展的初級階段，教學過程中可能會存在一定的不足之處，因此，教師需要配合以科學、合理的教學評價，并進行教學反思，并有針對性地采取相應優(yōu)化策略，進一步提升教學水平。在實際進行教學評價的過程中，并不能僅僅依靠考試成績等傳統(tǒng)方式對學生進行評價，教師需要采取多元評價策略，不僅要保障評價內容的多元性，還需要應用豐富的評價方式，如教學過程中對學生學習狀態(tài)的評價、在完成機器人編程后對于展示成果的評價，還包括編程過程中對學生提出問題、解決問題能力的評價等。

五、結語

虛擬機器人教學模式的研究和應用，對于普及機器人教育提供了新的思路和方向，能夠在保障教育成本不變的情況下豐富教學內容，實現多元培養(yǎng)。本文結合虛擬機器人的實際應用特征與教學活動設計原則，提出了情境創(chuàng)設、交流討論、實踐探索以及評價反思等虛擬機器人的實際應用策略。相信隨著對虛擬機器人教學的深入研究和實踐，我國信息技術教學水平將會得到進一步提升。