■陸春燕

具身認(rèn)知理論認(rèn)為，認(rèn)知是通過身體的體驗(yàn)及其活動方式形成的。初中信息綜合實(shí)踐活動有機(jī)結(jié)合了動手操作和動腦思考的過程，其實(shí)踐性和操作性的特點(diǎn)與具身認(rèn)知理論的觀點(diǎn)相契合。目前已有教師在信息技術(shù)學(xué)科中運(yùn)用具身認(rèn)知理論構(gòu)建教學(xué)模型并結(jié)合案例進(jìn)行了探討，驗(yàn)證了該教學(xué)設(shè)計(jì)模型能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、課堂參與度和參與水平，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知的發(fā)展。因此，筆者認(rèn)為具身認(rèn)知視角下初中信息綜合實(shí)踐活動的校本課程的開發(fā)與研究十分必要，現(xiàn)以區(qū)級公開課“Yanshee迎賓機(jī)器人”的教學(xué)為例進(jìn)行了實(shí)踐探索。

一、學(xué)情分析

本節(jié)課是“Yanshee 機(jī)器人”的起始課，教學(xué)對象是七年級學(xué)生。學(xué)生思維活躍，對新鮮事物有很強(qiáng)的好奇心，對本節(jié)課興趣濃厚，且在小學(xué)階段有Scratch 模塊化編程基礎(chǔ)，這為本節(jié)課的教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。但同時(shí)存在的問題是學(xué)生的能力水平參差不齊，教學(xué)任務(wù)的設(shè)計(jì)要注意分層遞進(jìn)，教學(xué)過程中要注意關(guān)注到每一個學(xué)生。

二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

根據(jù)初中信息技術(shù)學(xué)科核心素養(yǎng)要求，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，筆者設(shè)計(jì)了如下教學(xué)目標(biāo)：通過pc-blockly 編程工具，學(xué)會編寫模塊化的程序；通過讓Yanshee 機(jī)器人完成迎賓的任務(wù)，體會實(shí)際運(yùn)用中會出現(xiàn)的各種問題；通過了解迎賓機(jī)器人在實(shí)際生活和自然界中的作用，體會人工智能的重要性。

三、教學(xué)設(shè)計(jì)片段

1.創(chuàng)設(shè)情境，明確任務(wù)

教師利用“讓機(jī)器人Yanshee 擔(dān)任迎賓大使”這一主題，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中人工智能的應(yīng)用；隨后聚焦運(yùn)用人工智能技術(shù)解決實(shí)際問題，將機(jī)器人Yanshee 的迎賓任務(wù)“檢測有無家長進(jìn)入校園”“檢測家長有無佩戴口罩”“如何高效工作”“如何檢測性別”貫穿整個教學(xué)過程，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生在信息社會的數(shù)字化勝任力。

情境創(chuàng)設(shè)如下：

學(xué)校準(zhǔn)備在下周期中考試后舉辦一次家長會，當(dāng)天會迎來很多家長，需要一名志愿者引導(dǎo)各位家長。請編寫程序，讓機(jī)器人Yanshee擔(dān)任迎賓大使，完成系列任務(wù)。

2.設(shè)計(jì)任務(wù)，層層遞進(jìn)

基礎(chǔ)任務(wù)：利用紅外傳感器檢測有無家長進(jìn)入校園。

任務(wù)目標(biāo)：機(jī)器人要利用紅外傳感器測距功能檢測有無家長進(jìn)入校園，如果檢測到，執(zhí)行語音“您好，歡迎來到南京市中華中學(xué)上新河初級中學(xué)”，同時(shí)，配備特殊動作“鞠躬”；如果沒有檢測到，胸前綠色燈常亮。

任務(wù)提示：（1）先給紅外傳感器一個判斷值，可以用“工具”菜單的“傳感器讀數(shù)窗口”感受與Yanshee 迎賓機(jī)器人的距離；（2）用到的模塊：感知（紅外傳感器）、邏輯、展示、運(yùn)動。

提升任務(wù)：檢測進(jìn)入校園的家長有無佩戴口罩。

任務(wù)目標(biāo)：請?jiān)诨A(chǔ)任務(wù)的基礎(chǔ)上修改程序。因?yàn)橐咔樵?，在檢測到有家長進(jìn)入校園的同時(shí)，還要檢測其是否佩戴口罩。如果檢測到口罩，執(zhí)行語音“請進(jìn)”，并加上手部動作“招右手”；如果沒有檢測到口罩，則一直執(zhí)行語音“請佩戴口罩”。

任務(wù)提示：（1）用到的模塊：感知（紅外傳感器）、循環(huán)（重復(fù)直到）、邏輯、展示、運(yùn)動；（2）重復(fù)“直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)”：反復(fù)執(zhí)行循環(huán)結(jié)構(gòu)，直到條件滿足。

拓展任務(wù)1：讓Yanshee 迎賓機(jī)器人高效工作。

任務(wù)目標(biāo)：請?jiān)谔嵘蝿?wù)的基礎(chǔ)上修改。為了讓Yanshee迎賓機(jī)器人更高效地工作，我們不需要讓其反復(fù)執(zhí)行。請學(xué)生想一想，應(yīng)該怎樣修改程序？

任務(wù)提示：可以嘗試?yán)猛饨佑|摸傳感器控制Yanshee 迎賓機(jī)器人的工作。當(dāng)長時(shí)間沒有家長進(jìn)來時(shí)，觸摸傳感器被激發(fā)，機(jī)器人就可以停止當(dāng)前的檢測，休息一下。

在此基礎(chǔ)上，筆者還設(shè)計(jì)了拓展任務(wù)2：請學(xué)生思考，如果檢測到有家長進(jìn)入校園，并且已經(jīng)佩戴口罩，我們能否讓Yan?shee迎賓機(jī)器人區(qū)分性別？如果是男性，執(zhí)行語音“先生請進(jìn)”；如果是女性，執(zhí)行語音“女士請進(jìn)”。

設(shè)計(jì)意圖：基礎(chǔ)任務(wù)主要引導(dǎo)學(xué)生掌握pc-blockly 編程工具主要功能模塊的使用，以及紅外傳感器的使用。提升任務(wù)是對基礎(chǔ)任務(wù)的修改，結(jié)合真實(shí)情境，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識“迎賓機(jī)器人”功能的實(shí)現(xiàn)過程，循序漸進(jìn)了解“如果→執(zhí)行→否則”模塊、“直到型”循環(huán)的基本操作，在探究中不斷優(yōu)化程序，培養(yǎng)計(jì)算思維。本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)是“直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)”。第一次試講的時(shí)候，筆者用“直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)”和“當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)”兩種方法進(jìn)行模塊化編程，并對兩者進(jìn)行比較，但是發(fā)現(xiàn)把兩種循環(huán)結(jié)構(gòu)放在一起，學(xué)生理解存在難度，并且容易混淆，教學(xué)效果不理想。因此，筆者在本節(jié)課把“當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)”內(nèi)容刪除了，集中精力把“直到型循環(huán)結(jié)構(gòu)”講透徹，在后續(xù)的教學(xué)中再引入“當(dāng)型循環(huán)結(jié)構(gòu)”。拓展任務(wù)1 是在前兩個任務(wù)基礎(chǔ)上的再次修改，引導(dǎo)學(xué)生使用觸摸傳感器，難度加大。針對學(xué)有余力的學(xué)生，筆者設(shè)計(jì)拓展任務(wù)2，在前三個任務(wù)都完成的前提下，引導(dǎo)其繼續(xù)探究。

總體來說，這些任務(wù)銜接緊密、難度層層遞進(jìn)，結(jié)合真實(shí)情境，能夠引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)身邊的人工智能技術(shù)，了解深奧的人工智能原理，幫助學(xué)生嘗試用人工智能技術(shù)優(yōu)化學(xué)習(xí)和生活環(huán)境。

3.運(yùn)用流程圖，突破重難點(diǎn)

本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是“條件判斷語句模塊的使用”。流程圖便于教師描述，有利于學(xué)生理解。在基礎(chǔ)任務(wù)和提升任務(wù)中，筆者給出了以下兩張流程圖（如圖1、圖2）。有了流程圖，學(xué)生在進(jìn)行模塊化編程的時(shí)候就容易許多。

圖1

圖2

四、反思

本節(jié)課從具身認(rèn)知的視角出發(fā)，旨在調(diào)動學(xué)生全身心地投入學(xué)習(xí)。在“做中學(xué)”思想的指導(dǎo)下，筆者通過創(chuàng)設(shè)真實(shí)的生活情境，設(shè)計(jì)探究實(shí)踐活動，引導(dǎo)學(xué)生自行建構(gòu)知識的意義。pc-blockly編程工具采用模塊化編程的方法，降低了程序設(shè)計(jì)門檻，配合分層教學(xué)，可以照顧到各個認(rèn)知層次的學(xué)生。

教學(xué)實(shí)施過程作為教學(xué)設(shè)計(jì)的核心部分，對教學(xué)效果具有決定性的作用。依據(jù)具身認(rèn)知理論的情境性，筆者首先創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。以此為基礎(chǔ)，筆者對知識點(diǎn)進(jìn)行初步講解，讓學(xué)生對概念形成初步認(rèn)識，整體感知本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生在筆者的引導(dǎo)下，通過具身認(rèn)知過程，建構(gòu)對知識的理解和感性認(rèn)識。經(jīng)歷具身認(rèn)知過程，學(xué)生順利解決問題并掌握知識。最后，筆者從知識、能力以及核心素養(yǎng)3個方面引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行總結(jié)以及自我反思。

在傳統(tǒng)的學(xué)科課堂教學(xué)中，由于學(xué)生的身體受到限制，教學(xué)過程是離身的。而初中信息綜合實(shí)踐活動是動手操作實(shí)踐，需要學(xué)生進(jìn)行自主探究，編寫模塊化的程序，體驗(yàn)獲得知識的過程。在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對知識的認(rèn)知除了依靠主體的大腦，還必須身心結(jié)合、手腦并用。因此，筆者在進(jìn)行初中信息綜合實(shí)踐活動校本課程開發(fā)與教學(xué)時(shí)，始終遵循具身認(rèn)知理念。通過本節(jié)課的實(shí)踐，筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、課堂參與度和參與水平、學(xué)生的學(xué)習(xí)效果都有較大提高，這也正是筆者認(rèn)為的具身認(rèn)知視角下初中信息綜合實(shí)踐活動的校本課程開發(fā)與研究的價(jià)值所在。