例谈“活动学习”理念下的初中机器人普及教学

张健平 刘浩

伴随计算机、电子通信技术的高速发展与智能工具的成熟和普及，机器人已经走进了越来越多的中小学。2018年，最新修订的苏科版《初中信息技术》教材中九年级第一至三章为机器人模块的专题学习内容，由此机器人教学走进信息技术课堂成为现实。普及型和班授课与校本课程相比，其授课时间、授课人数与任务设计都有明显的不同。机器人教学活动中学生的主体性学习是课堂教学目标达成的关键因素。活动学习理论认为，活动学习关注的是个体的实践过程，是人们在发展过程中使用工具的本质、不同的环境作用、社会关系以及活动目的与意义，从而最终达到对主体或客体进行改变的过程。目前，笔者所在学校的机器人课程除了社团之外，正在不断进行机器人普及教学探索，通过社团与信息技术常规授课双轨并行模式构建我校“机器人课程教学”体系。本文以《机器人的直线移动》一课为例，在“活动学习”理念下从学生的协作学习、及時的效果评价、课堂教学环境的建设三个维度对机器人教学的探索与尝试进行分析。

课堂活动依托分组展开

机器人常规教学首先需要解决的是设备与学生的对应关系。因此，和常规课堂相比，机器人教学通常采用分组教学的模式进行。根据这样的授课形式，以一个普通班42个人为例，可分为7组。目前，笔者所在学校的机器人教室以S形为小组活动布局，每组为6人组内可以根据课堂任务需要进行灵活拆分，这样既能提高课堂活动效率，也较好地避免了频繁变换分组的问题。

阶梯型课堂任务提升学生的课堂参与度+

学习目标与学习任务存在着直接的因果关系。学习目标的设定直接影响学习任务的设计，而学习任务是实现学习目标的手段。机器人课堂相较于VB程序设计来说最大的不同在于结果“真实可触摸”，通过模块化编程学生可以直观地感受受控下的机器人的运动过程。所以，课堂中的任务设计应当强化学生的学习体验感。

例如，在《机器人的直线移动》一课中，课堂活动围绕了解机器人度数、圈数、秒数电机控制的三种模式展开。笔者将45分钟课堂划分为教师讲授、小组自主探究、分组课堂PK三大模块：模块一，笔者采用集中讲授的形式和学生一起认识电机控制的三种方式——度数、圈数和秒数，这一部分的重点是强化概念性知识的传授;模块二，学生通过独立探究，从端口、电机、参数三方面认识程序模块构成，微视频、课堂任务单对自主学习进行辅助;模块三，PK挑战中笔者设计了一般性活动、挑战性活动两类不同的挑战形式，前者注重知识习得，后者将竞赛概念引入，强调知识技能的创造性内化。在一般性活动中，学生自主实现机器人前进1度、1圈、1秒后观察移动的距离，初步感受三种电机控制方式的异同并思考哪一种方式精确度更高;“PK活动”中各小组真正展开PK，目标前进50cm，再倒退20cm，根据各小组的任务完成情况决出优胜组。

通过课堂活动记录单记录问题

学习辅助资源与机器人课堂中学生充分发挥主体性有着直接联系。一方面，教师需要根据课堂任务特点让学生在活动过程中及时得到反馈，并且通过课堂反馈改进自己的机器人教学方案;另一方面“问题意识”也是机器人课堂中每一名学生必备的素养，养成随时进行问题记录的习惯对于机器人学习非常重要。为此，除了采用微视频、在线学习资源等作为学生自主建构知识的辅助媒介之外，笔者在每节课中都设计并采用“课堂活动记录单”将学生活动内容细化，为学生提供有针对性的练习反馈支持。例如，《在机器人直线移动》一课中，在开展小组PK赛前，需要对不同电机控制模式下的移动数值进行学习与建构，因此，在记录机器人电机旋转1度、1圈、1秒后的数值后，笔者进一步引导学生思考度数、圈数与秒数在控制机器人移动上的特点与局限，并为后续转向、轮胎参数与移动距离的数学关系等内容的学习奠定基础。通过这样的方式，学生的学习成果一目了然，教师也可以更加清晰地了解学生的学习需要，并有针对性地提供帮助。

多样化的课堂评价举措

活动目标的达成，评价环节必不可少。评价是教师了解教学效果、把握活动节奏、激励学生的重要手段。在机器人课堂教学中，教师必须及时对学生的学习活动进行评价。在《机器人的直线移动》一课中，通过结合课堂学习任务单，学生清晰地从实验数据中认识了不同电机控制模式的差别。笔者通过集中提问的形式和学生一起回顾，并针对机器人移动的“精确性”这一问题与学生进行头脑风暴式对话。在师生对话中，“度数可以实现机器人移动的精确控制”在潜移默化中传递给了每一位学生。

在《机器人的直线移动》一课中，“前进50cm”“前进50cm再后退20cm”两场PK赛锻炼学生的小组合作意识与检验课堂学习成果。但是，在第一个班级教学时，由于场地没有明显的刻度，学生在机器人移动距离上产生严重分歧，耽误了课堂不少时间，这也提示笔者，学习成果的体现要细致入微。因此，笔者后续将场地进行了细化，加入了刻度线，这样一来，学生对任务达成有了明确的判断依据，学生的活动指向性更加明确。

关于“活动学习”理念运用的思考

相较于常规课堂教学，“闹中有序”应当是机器人课堂最大的特点。通过教学实践研究，笔者对机器人普及教学的授课模式有了新的认识，具体可以归结为以下几点：①课堂活动要立足于学生，任务分工要让全员参与;②课堂任务难度要循序渐进;③课堂需要依托活动立足于探究、植根于学生;④学习成果、活动环境、活动评价要清晰化、明确化，具有可见性。

对于机器人教学来说，活动不仅是一种教学手段更是一种学习期待。从活动出发，以“赛”促学，让每一名学生都能更积极地参与到课堂活动中。通过机器人活动，教师和学生形成“学习共同体”，和学生们直面最前沿的科学技术，在机器人创新实验探究环境中，让他们的想象力和灵感被充分激发。相较于社团课来说，机器人普及教学虽然存在设备少、人数多、时间短、强度大等一系列问题，但是笔者相信这不会让探索的脚步退缩。寓教于学、寓学于赛，寻得一湾活水，让每一位学生都能够通过和小伙伴们的共同努力将天马行空的畅想变成现实。