3D虚拟机器人课堂即时生成问题的应对策略

宋乃春

摘要：机器人教学以中小学综合实践活动课的方式出现，由于信息技术课有了机器人教学内容的加入，既可以避免了以前编程的枯燥和乏味，也使学生在体会编程乐趣的同时，还给了学生一片发挥创造能力的空间。但现实学校并没有足够的资源让学生接触到真实的机器人，我们作为信息技术教师只能给学生展示虚拟机器人教学。主是利用电脑模拟搭建和模拟场景以及进行机器人程序编写和改进，有利于学生素质的提高。愿望往往是美好的，现实很实在，在实际课堂教学中遇到许多问题，如教师备课设计在实际课堂教学中产生的矛盾;课堂认知过程中与学生认知水平的矛盾;课堂教学的预期性与学生的达成率的矛盾。分析当前自我课堂教学设计方面存在的问题，同时提出解决建议和方案仅限参考。

关键词：3D机器人;随机问题;即时问题;课堂认知;达成率

中图分类号：G623.58

文献标识码：A

文章编号：1672 - 9129（2018）12 - 0208 - 01

1 教师备课设计在实际课堂教学中产生的矛盾

一名优秀的教师，课前认真审阅教材、分析教材，构思如何将知识传授给学生，是必不可少的一个备课过程。当老师的精心构思，拿到课堂实际应用时，总会产生不和谐声音，在课堂教学产生矛盾。

例如：在3D虚拟机器人行走转弯教学中。

师：当“多直流电机驱动”的左边直流电机参数值小于右边直流电机参数值时，机器人左转圈。

生1：老师，我可以设置左边区100，右边90吗？

师：不可以。

生2：老师那我设置左边90，右边100吗？

师：你可以试试。

生3：老师我可以设置左边l，右边1000吗？

师：你可以试着看看，他怎么运行。

生4：老师我想转半圈90度呢？

生5：老师我想让机器人向右转？

师：提醒你一下，需要控制左右速度外，还需要控制直流电动机的运行时间。

老师在课堂中，只抛出让机器人转圈的这一个任务，而学生在课堂中却产生了5类问题。教师在教学设计时，关注了学生能够将机器人会转弯。备课时完全不会把所有学生的想法全部备课设计好应对回答，课堂随机问题是教师备课很大的局限性。

策略一：教师在课前备课时固定少一些，假想多一点

教师在备课前先要熟知学生心理和现有知识水平，构建符合学生认知发展的情境。尽可能多地把以生为本站在学生的角色考虑问题，学生应成为课堂学习活动的主体，也应是我们备课的出发点和归属点。无论是教学环节的预置还是教学设计现场课堂组织方式，都要以充分发挥学生的主观能动性为前提。在备课中，我们需要把自己放回到学生那个年龄层次，根据学生的认知心理特征，尽可能地设想学生在学习过程中的“随机问题”，设想学生现有基础上的“可能”，设想其“可能”感兴趣的问题。当我们在独立研究了课程标准和教材知识体系后，才会设计好恰当的教学目标。

策略二：教师在备课要处理好预设与生成的关系

3D机器人课堂教学，大部分是学生动手完成学习过程，学生认知是动态生成的，它处于一种流变的状态，再好的预设，也无法预知课堂教学中的全部细节。因为在课堂教学中的主体是学生，他们是开放性的、创造性的存在。他们作为一种活生生的力量，是带着自己的知识、兴致、灵感、经验、反思在课堂中完成认知活动，这样必然使课堂教学呈现出丰富性、多变性和复杂性。教师在预案设计时要为学生的主动参与留出足够的时间和空间，为教学过程的动态生成创设必要的条件。教师可以根据学生学的情况随时大胆地调整教案，应学生而动，应情景而变，捕捉稍纵即逝的教育契机。备课其实也是动态延伸的过程，备课是有始无终的。对整个教学活动的预设是备课的开始，而在目标达成的实际操作中，对预设的调整、修正，对课堂新情况的随机应变，是备课的继续和提升。只有还学生心灵飞扬的空间，教学设计才能脱去僵硬的外衣，显露出生机。从某种意义上讲，最终的教案定在课堂上。

策略三：教师在备课中预设“随机问题”的渗透应变策略

3D机器人课堂教学的开放必然带来教学过程“随机问题”的多样性、多变性。这就要求课堂教学设计必须拟设多样性的应对方案。课堂教学中的许多“随机问题”是我们无法预料的，因此教学设计必须富有弹性，具有充分的应变意识和策略。

2 课堂教学的预期性与学生的达成率的矛盾

新课程改革，改革的目标是提高课堂教学“有效性”，与之相对应的是课堂教学的“低效”。低效是相对有效教学而言。课堂教学的“低效”导致学生没有掌握到知识外，实践信息应用技能也没有得到发展、自信心降低、学习兴趣淡化等负面影响。3D机器人课程学习主要分两大部分：一是基础模块构建;二是控制程序设计。而我们设计的机器人是依据现实所遇问题，利用程序控制机器人完成任务，解决问题的过程。由于办学条件缺乏真实有效的多维课堂互动，学生接触实物机会较少，对于不同传感器功能和应用只处于简单初步阶段。只能看老师做什么，学生就做什么样的。大多是“以教定学”而不是“以学定教”，从而忽略了学生的主体地位，教师在课堂中“满堂灌”一般是教师演示，学生再操作的模式，课堂操练情景性差，语言活动脱离了真实的情景，学生被动吸收，缺乏实践机会，知识无法内化、技能无法提高，兴趣锐减。

策略：结合平时教学、教研实际，所以教师要有灵活的教学机智，在课堂上及时、适时的调整和自己的教学活动，多设置些问题障碍，分小组合作完成，一人能力有限，但小组合作可以完成的任务。让学生在做中学，互学互助，共同达成学习效率。教师在教学活动设计的基础上完善课堂教学，使每位学生都能夠在课堂上学有所得。

3 课堂认知过程中激发矛盾，点燃学生思维火花的生成

3.1 成效一：课堂认知在师生问答时促生成。虽然3D机器人教学过程中，80%时间用于主体学生，但是教师在适当时提出问题，让学生按照教学设计流程完成知识学习。学生在回答问题精彩时，我们老师会加以鼓励、赞赏是理所应当的。然而，只停留在赏识层面上是不够的。如果把这种“赏识”看作是一种新的教学资源，那么，我们可以利用这种新的资源，通过即时评价，引领周围更多的学生走进这“精彩”的世界，促进课堂教学目标100%的达成率。

3.2 成效二：课堂认知在恰时抓住学生错误思维判断时促生成。当然学生个体差异性还是参差不齐，有同学回答巧妙绝伦，也有学生语无伦次回答错误，当遇到回答错误时，教师既不能奉送“真理”，也不能听之任之，而可以借用学生错误中可利用的因素，或追问暗示、引导学生发现错误根本，及时纠正。师夷长技以制夷，让其他同学有则改之，促进更多的学生选择学会正确的知识。

3.3 成效三：课堂认知在生生互动、小组合作活动中促生成。除了师生问答在课堂中是一种常态，有时教师会抛出问题让学生分小组合作完成任务。学生在参与完成任务过程里，需要同学之间互动对话过程中，常会出现学生对某一问题发表不同的疑议。当老师发现课堂中出现学生的争论时，教师应牢牢把握时机，让学生充分阐述自己的观点，让各种不同的声音在争论中彼此交锋、碰撞、融洽。“三力课堂”的活力便会应运而生。经过激烈的讨论，让知识更加有效被学生掌握。

3.4 成效四：课堂认知在学生思维不符合教学目标“出轨”时促生成。发散性思维，又称辐射思维、放射思维、扩散思维。在学生在课堂认知过程中，学生时常会提出一些出乎意料的问题。对于同一问题，有些同学可能会有比书本知识更简单直接的办法解决问题。当学生出现这种现象，老师在课堂中最有效的办法是先了解“意外”背后的真相，继而因势利导，巧引妙导，把学生“脱轨”的思维引导到有价值的发现上来。

目前我们能做到的，就是合理利用好现有的一切技术设备、教学资源环境，校园局域网络让它们发挥最大的作用。3D机器人教学需要突破口，而在不可能让学生人手一只机器人的条件下，我们踏踏实实地应用虚拟机器人平台，以学生为主人，建设和完课堂教学，提高课堂教学实效，实现发展教育信息化而努力实践。

参考文献：

[1]简子洋.3D仿真虚拟机器人课堂教学策略研究.《中国现代教育装备》，2012（ 18）：73 - 74

[2]马瑞丽.IRobotQ3D虚拟机器人课堂教学的实践与探索.中国信息技术教育.2017年14期