“任务链”在小学信息技术机器人部分的探索

黄超

摘 要：小学信息技术机器人部分是苏科版小学信息技术的重要组成部分，也是学生在小学阶段第一次接触机器人，其主要目的是培养学生的信息素养，而小学信息技术课堂中创设“任务链”，对于实现提升学生的学习效率，进而培养学生的信息素养，有着独特的优势。以苏科版小学信息技术六年级上册《寻宝攻略——机器人巡线》的教学设计为例，探究在教学中通过创设任务链，激发学生学习的内驱力，让学生的算法思维、逻辑思维、任务分析能力和程序优化能力都能够得到充分的提高，从而增强小学信息技术机器人教学的“驱动力”，进而让学生的信息素养得到有效培养。

关键词：任务链;驱动力;机器人;小学信息技术机器人教学

机器人是21世纪人工智能方面的典型代表，随着时代的发展，人工智能在课堂的应用已成为必然，机器人教育正越来越被人们所关注。2017年国务院发布的《新一代人工智能发展规划》，明确指出：“人工智能是引领未来的战略性技术，应逐步开展全民智能教育项目，在中小学阶段设置人工智能相关课程。”因此机器人教育要以创新教学为目的，培养学生的问题意识、协作能力、动手能力、创新精神和科学品质，但机器人部分属于信息技术教学中的新模块，目前缺乏相关的研究。

一、“任务链”——任务教学的“动力”

传统的“任务驱动”教学法是在教学过程中，以富有趣味性、能够激发学生学习动机与好奇心的情景为基础，以与教学内容紧密结合的任务为载体，使学习者在完成特定任务的过程中获得知识与技能的一种教学法。在此基础上让任务与任务之间彼此联系，形成一连串的任务，即“任务链”。“任务链”原指电脑游戏中由一系列连续的小任务组成任务系统，一次小任务称为一环，玩家每完成一环任务都可以得到一定的经验奖励，由此借用到课堂当中，将课堂的目标分为一个个小的任务环，形成课堂的任务链，任务的布置环环相扣、层层深入，让学生在每个任务环节都有成长。“任务链”是“任务驱动”教学法的一种具体实施方法，小学信息技术教学中的“任务链”则是指教师围绕教学主题设置的一个由易到难的任务组合，学生通过完成一系列有关联的预设任务达到提高信息素养的目的。在教学实践中引入任务链，教师可以更好地控制任务的难度，设计出符合学生实际和课程要求的任务型活动。

在此基础上，笔者在进行“任务链”教学中，首先明确一个任务的目标，学生完成每一个任务都能得到相应的技能训练。根据小学生的认知发展，任务的设计需要化繁为简，层层深入，前后呼应，把课堂的整体任务分解成多个具有可操作性、满足学生最近发展区的小任务，再由多个小任务构成完整的任务链，使课堂教学的过程成为一个整体。

二、“任务链”——机器人教学的“优势”

我们发现机器人在教学过程中更具有即时性和现实性，而“任务链”在教学中的趣味性和设计与教学内容紧密相关的任务，分解子任务引导学生自主学习的这一特性，在机器人教学中有着独特的优势，可以有效激发学生的学习兴趣，增加学生的成就感。

教师可以通过“创设情境，发布任务;猜想交流，分解任务;验证实施，得到反馈”这一过程进行教学。这样的教学方式，能使学生在学习中拥有自主感，从而感到学习的乐趣，给学生思维的空间，发现、探索的机会，将学习的时间、权利还给他们，让学生主动进行建构，从而使他们明白学习的过程是发现问题、解决问题的过程。

三、“任务链”——任务驱动的“设计”

（一）解读教材，创设任务

《机器人巡线》是小学信息技术教材六上的内容，属于机器人模块制作单元里面的一部分内容。本课根据新课标的要求，应该以促发学生综合运用能力为主要切入口，在教学过程中，可以尝试用信息技术与学科整合教学的方法，为该课添砖加瓦。老师要及时把握教材的重点和难点，并在教学过程中及时调整思路，保证学生能够学得扎实，为今后的学习打下较好的基础。笔者依据本课的教学目标及学习内容，设定了“月球寻宝”的主任务;再根据学生的学情、生活经验设置了以下子任务：

（二）设计活动，链接任务

上课伊始，教师展示月球车照片并提问，让学生回答猜测它是干什么的？引出本节课的主题。

任务一：无障碍寻宝

宝藏就在前面，你想要你的机器人怎么过去？

走直线：设置左马达：-80，右马达：80，恰当的时间。

学生现场演示。

【教学意图】在这个环节中，教师以“月球车”作为导入，激发学生学习的兴趣和积极性。结合上节课学习内容，为了使教学活动更有趣，教师设置了无障碍寻宝活动，让学生巩固上节课知识，为本课知识点的认识打下坚实的基础。

任务二：设计路线

1.我看到四个小组都已经寻到宝藏，但是我们的寻宝之路并不是一帆风顺的，在太空中我们会遇到各种危险，看！现在在搜寻的路上就出现了陨石，怎么办？

2.学生分析：出现这些障碍，机器人可以绕过障碍，怎么绕过去，这时候我们可以给机器人一个参考，我们可以给机器人设定一个路线，也就是我们寻宝过程中的攻略。

3.设计路线

那請你们每个小组在纸上设计一下寻宝路线。

接下来我们来看看大家的设计（利用手机投屏功能展示设计路线）。

请各组安排一名同学把设计路线用黑色胶带粘出来。

【设计意图】此环节教师结合实际，说明月球寻宝并不是一帆风顺的，设计一个障碍在学生设计的机器人寻宝的必经之路，引导学生不得不改变寻宝路线，使任务出示自然，层层深入，有效锻炼了学生解决问题的能力。

任务三：设计程序，尝试寻宝

1.认识灰度传感器

路线设计好了，现在想要让机器人按路线运动，你们看看刚刚标记好的路线有什么特征？

学生发现是黑色的。

这时候，我们可以告诉机器人走黑色线路是安全的，这就需要我们应用机器人的灰度传感器。

请大家按照操作手册尝试将灰度传感器放在黑线上和没有黑线的区域，你发现什么？

学生手册

学生发现：数值不一样，白色的数值小，黑色数值大。

利用这个我们可以让机器人按照黑线行走，结合我们之前学习过的scratch编程，我们应该怎么进行设计？

思考问题：遇到黑色走，遇到白色不走线路拐弯怎么办？

学生到场地实践，利用手机投屏展示。

2.解说两种方式：我们可以发现在一次次尝试、多方考虑和完善编程的时候，我们的机器人越来越智能了，那你觉得之前的直接走直线和现在的按时巡线各有什么优点？

（1）优点：机器人可以按照路线行走;（2）不足之处：程序设计考虑要全面。

【设计意图】在这个任务中，脱离了以往学生学习的编程都是基于理想环境下，利用机器人将理想与现实结合，让学生明确在实际操作中会出现各种各样的问题，小组内合作，通过实验来理解机器人传感器的工作原理后，学习传感器的编程方法，再结合设计路线，进行程序设计和寻宝试验，促进学生思维碰撞，在实际的操作中，建立有效的知识连接，让学生从实践层面更好地理解什么是环境采集以及传感器的工作状态，理解机器人的思考方式，提高学生的计算思维，进而培养学生的信息素养。

任务四：寻宝归来

1.师：恭喜你们和你们的机器人一起找到了宝藏，不过我们的机器人怎么回家呢？

2.学生根据地图进行分析（有两种返回方式）

原路返回（说明思路）

另谋出路（说明思路）

3.各小组尝试操作

4.各小组展示修改后的程序

在寻宝的过程中我看到大家勇于探索的精神，那么过程中你们又遇到了哪些阻碍，你们又是怎么样化解的？总结本课学习重点。

现在看看你们小组获得了什么样的宝藏？没有获得的小组，不要灰心，你们已经找到宝藏，获得宝藏只是时间问题，希望你们再接再厉，在人生这段探险中也要像今天这样，不断总结反思，克服困难，掌握人生的寻宝攻略，获得人生旅途的宝藏。

【设计意图】作为本课的终极任务，此环节检验学生合作互助的成果，既对整堂课主任务“月球寻宝”进行考核，也对本节课学习效果进行检验。教师要求各个小组设计返程路线，综合应用本课所学，提升自身规划解决问题的能力，在相互交流中复习巩固本课所学的知识点，检验学生本节课“生成”的情况。教师依据学生的表现和反馈并结合生活实际，对本节课所学的知识进行小结并升华。

四、“任务链”——任务原理的“反思”

纵观本节课，有以下几个特点：任务链由多个相关联的层层递进的小任务构成;精选主题，情境激趣，高效导入，注重编程思维训练;拓展任务，注重基本技能的综合应用，提高学生的实际应变能力。

本节课在设计时注意把握巡线这条主线，教师依据学生的现实生活和认知水平，科学合理地将教学目标分解成一系列的子任务，每个任务都有明确的目的，前一个任务是后面任务的基础，前后连贯，且任务难度随着教学的重难点不断调整，使教学呈阶梯式层层推进。同时，教师能通过设置不同的任务，有目的地把学生的经验、观点、感觉和问题等整合进课堂，较好地发挥了学生的主动性和创造性，有效地帮助不同层次的学生在自然的状态下习得和使用编程对机器人进行操控，掌握本课的知识与技能，也培养了学生的计算思维，让学生通过完成任务将学到的知识与技能内化、理解和吸收，转为所学。在整个过程中，学生的获取都是在小组合作的形式下进行的，有意识地培养学生的小组合作学习能力，让学生能够自主发现问题、探究問题、解决问题，提高学生解决问题的能力，进而培养学生的创新思维能力。

参考文献：

[1]新一代人工智能发展规划[Z].国发[2017]35号，2017.

[2]李秀明，武怀生.“任务驱动”教学法的教学应用：《Word 图文混排》教学设计[J].中国电化教育，2007（1）：88-90.

[3]中小学信息技术课程指导纲要（试行）[Z].教基[2000]35号，2017.