小学高年级开展机器人编程教学的实践研究

王向红

摘  要：在信息化环境下，针对小学高年级学生开展机器人编程教学是大势所趋。在明确其开展必要性的基础上，教师要具备专业的知识和设计、开展教学的能力。在此基础上，教师通过对教学内容、形式、手段等方面的创新，培养学生对机器人编程的兴趣，强化其实践应用的意识和能力，使学生逐渐了解和掌握机器人编程的相关知识，更好地适应未来社会的需求。

关键词：人工智能;机器人编程;教学实践

机器人编程不仅是培养学生的逻辑思维能力，提升学生的创造力，增强学生的学习自信，更是学生了解和适应互联网时代的一种重要方式。因此，需要在小学高年级积极开展机器人编程教学，探究有效的教学策略。

一、小学高年级开展机器人编程教学的必要性

在课程改革背景下，机器人编程开始由素质拓展性质的选修课转为必修课。机器人编程教学之所以在当前的教育教学环境下受到高度重视，主要基于以下两个方面的因素：其一，机器人编程的课程对于学生个人成长和发展的重要作用;其二，目前人工智能社会大环境的现实要求。

首先，针对小学高年级的学生开展机器人编程教学可以拓展思维。编写程序，最重要的是如何把关键性难题分割成一个个简单的小问题，并逐个击破，化繁为简。在这个过程中，学生必须学会思考：如何将代码合理地安排在整个程序中，进而使程序更加流畅地输入、演算、输出，整个过程锻炼和提升了学生的逻辑思维能力。

其次，从当前社会的现实需求出发，信息技术已经融入人们生活的方方面面，人工智能成为未来的发展趋势。无论是从学生未来的发展出發，还是从当前日常生活出发，都需要对机器人、人工智能等领域有一定的了解。基于这样的社会现状和发展趋势，在小学阶段开展机器人编程教学，并且逐渐使其成为一门必修课程自然有其必要性。

二、小学高年级开展机器人编程教学的策略

1. 培养学生对机器人编程学习的兴趣

学习兴趣是主动学习、高效学习的前提。尤其对于小学生而言，其学习活动更多地受到兴趣、环境等非理性因素的影响，而不是自我约束意识、自我提升目标等理性因素。因此，兴趣培养对于这一年龄段的学生而言更为关键。即便是对于小学高年级学生而言，学习兴趣也主要受其内容的趣味性和学生对内容的熟悉程度这两个因素的影响。教师要充分利用这一特点，在培养学生对机器人编程相关知识的学习兴趣时，既要增加学生对于这一部分知识内容的了解程度，又要创新教学的方法和形式，保证其趣味性。而要实现这两个方面的教学目标，教师要更加重视教学设计这一环节。教学活动设计是教师能够顺利开展教学，并取得良好教学成果的基础和前提。

在保证自身专业性的前提下，教师要将目光更多地放在具体的教学方式、内容和手段上。一方面，在机器人编程教学的内容上，教师可以结合当地这一领域的发展特点和学校特色化的发展目标，与高年级学生的学习习惯、学习偏好，以及对于机器人编程的了解程度、兴趣点等基本情况相结合，编写、制定特色化校本课程，开展更具针对性的教学;另一方面，在课程开展的方式上，教师可以选择多媒体技术等信息化教学手段，更加直观、更有科技感地为学生展示机器人的世界，使学生对智能科技，尤其是人工智能的世界产生好奇和惊叹，从而激发学生的学习兴趣。

2. 开展主题体验式机器人编程教学

从机器人编程这门课程本身来说，包含着庞大的信息数据和复杂的逻辑思维，而小学阶段涉及和接触的部分则是最为浅显、表层的部分，主要目的是为学生之后接触、了解及进一步学习相关知识打好基础。而从长远的学习规划来看，小学阶段是关键性的基础阶段，高年级学生如果在缺少专业指导的情况下接触和学习相关知识，反而容易陷入茫然。正因为如此，在进行机器人编程教学时，教师要对课堂教学的模式、手段等做进一步的探究，重视方法和习惯的培养，真正对学生的未来学习和成长发挥积极作用。

具体来说，开展小学高年级的机器人编程教学，要将各个领域的知识通过综合的课程结合起来，加强学科之间的相互配合，发挥综合育人功能，让学生在综合的环境中学习，在项目活动中应用综合性的知识解决问题。正是因为机器人编程这一课程有别于传统的单学科理论教学为主的情况，所以更适用于这种以主题案例为导向的探究体验性的课堂教学模式。教师可以将生活中遇到的问题场景作为例子，在引导学生进行讨论和探究的过程中，引入机器人编程中的相关知识内容，让学生在逐步探索解决方案的同时，理解和掌握专业性的知识。而这样的课堂教学方式，既能使枯燥复杂的知识更易于学生理解，又能让学生的思维和能力得到锻炼和提升。

3. 设计实践应用导向的机器人编程活动

在当前的教育教学背景下，学科教学的目标不再局限于理论知识的理解与掌握，课堂教学活动的设计也不再只是为了应对各个阶段的升学考试。学生本身的学习习惯、思维及运用知识解决问题的能力，逐渐成为当前课堂教学设计与开展的核心目标。而对于机器人编程而言，其出现本身也更多的是基于现实生活的应用需求。因此，教师要以实践应用为导向设计课上、课下的教学活动，着力锻炼学生的逻辑思维、创新意识和解决问题等能力。具体来说，在设计教学活动时，教师可以从两个方向展开探究：一是基于现实生活场景和问题的研究活动;二是基于机器人竞赛的研究活动。

机器人编程的应用与当前的社会生活息息相关。教师要应用生活化的教学理念，在组织学生参与机器人编程活动时，从学生现实生活中常见的机器人，或者是利用机器人解决问题的生活情境出发，设计参与性的活动方案。在观察、分析机器人现实案例的过程中，使学生了解其中所应用的逻辑思维和相关知识。同时，教师还可以将这一生活应用情境作为基础，对其进行简化，设计学生能够模仿完成的实践操作活动，引导学生在观察实践的过程中更好地掌握相关的知识内容和方法技巧。

除此之外，当前环境下机器人比赛已成为热门，通过网络途径受到了广泛关注，而这种比赛本身就是机器人编程的一种现实应用途径。因此，教师可以通过组织高年级学生以小组或者班级为单位，参与对应年龄段的机器人比赛，作为综合性、拓展性实践教学活动的一种方式。

作为未来人工智能时代的主人，学生有必要从当前阶段开始接触、了解机器人编程的相关知识，更有必要在掌握知识内容的基础上形成应用的理念，强化自身的动手操作能力。只有具备这样的意识，全面提升自己的素质和能力，才能在未来实现更好的发展。

参考文献：

[1]吴丽香. 中小学开展简易机器人编程教育的实践研究[J]. 科技资讯，2020（4）.

[2]张策. 小学机器人编程教学策略与实践应用研究[D]. 济南：山东师范大学，2020.

[3]李家万. 论小学机器人编程社团对学生几种能力的培养[J]. 安徽教育科研（下半月刊），2019（10）.