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基于计算思维培养的高中机器人教学研究

作者:王双军 来源:新课程·中学 2019年12期
   摘 要:计算思维的培养是信息技术学科的教学目标之一,在教育行业也扮演着非常重要的角色。在高中信息技术课程教学中加入机器人教学,能够促进学生对于知识的探索,提高学生协作和创新等方面的能力,能够帮助学生提高在多学科上的综合能力,在教学中将娱乐与教学相结合,寓教于乐。以机器人教学入手探究了如何培养学生在信息技术课程中的计算思维,以期能够为信息技术的课堂教学提供借鉴。
   关键词:计算思维;机器人教学;学习兴趣
   一、计算思维的重要性
   计算思维是在信息技术学科的基础上建立的,并不受到计算机的限制,通过计算机促进人们在思考方式上的发展,通过计算思维的培养,我们可以解决生活中存在的许多问题。例如将大的问题分解成很多的小问题进行改进,或者在遇到难题时,可以跳出问题来看到整件事情,从而梳理思路,将这些思维方式运用到生活当中,不仅可以更好地研究科学问题,还可以让生活变得更加有序。
   二、机器人教学
   培养计算思维的方式有很多种,本文主要从高中生机器人教学的方向进行探究,针对机器人教学过程进行分析。
   (一)激发学生的学习热情
   学生对学习充满热情,有助于学生更积极地投入到学习当中,,所以在进行机器人教学过程中,老师要营造良好的学习氛围,注重激发学生的学习兴趣,对学生的思考不进行否定,而采取鼓励的教学模式,有利于提高学生的协作意识和能力。
   1.兴趣是最好的老师
   对学生而言,能够实际操作的学科是最能吸引注意力的,而学生对于玩具的兴趣更是与生俱来的,尤其是对一个新面孔的“玩具”,所以在此学习过程当中,可以加入机器人的实操过程,不仅吸引了学生的注意力,还有助于提高学生的综合能力。根据学生的实际情况进行分组,制订相应的任务和比赛,通过一个团体内部的学习和团体与团体之间的竞争,让学生明白与同伴团结协作的重要性,弥补自己在学习和实操过程中存在的问题和不足。例如,在进行机器人教学时,给学生展示未来机器人的样子,如下图所示。能够进一步激发学生对机器人的兴趣。
   2.沟通是最好的课本
   机器人的相关知识涵盖非常广泛,对于一个普通的高中来说,只能以团队的形式进行学习和竞赛,在协作过程中互相补充和互相分享。例如选择不同类型的机器人,包括服务类、娱乐类、工业类等,分别进行探究,针对不同类型的机器人可以制作对应的机器人模型,输入如下图所示的编程代码,先让机器人动起来,这个过程当中会遇到有关制作机器人的问题,让学生与老师互相沟通,从而找到正确的解决办法。
   在对不同的机器人进行研究和操作时,因为不同的机器人其基本性能会有所区别,所以在针对不同的机器人时也可以选择性地更换分组,让学生在学习的过程当中沟通和交流,从而进一步激发学生的学习兴趣,培养学生在社交方面的能力。通过共同讨论的学习方式,让学生对各自不同的想法进行实践和论证,得出正确结果,这个过程比单纯地学習课本知识要更有用。
   (二)克服学习中的困难
   对于学生和老师来说,机器人都不是他们平时经常接触的东西,对它的结构认知都不会很全面,在教材的选择和材料的选择两方面都存在着一定的难题需要克服,所以老师和学生都需要努力克服学习过程中的重重困难。
   1.根据学生的实际情况选择教学对象
   关于机器人的研究十分考验学生的综合能力,过于困难的任务可能会导致学生在操作过程中产生厌学情绪,过于简单的任务可能会让学生对这门学科失去兴趣,所以老师在选择研究对象时,一定要从学生的脑力、灵活度等方面共同考查后再确定,确保学生对科目保持兴趣的同时获取更多的相关知识,并且在综合能力上有所提升。
   2.克服软件程序带来的教学压力
   老师和学生对于机器人都相对陌生,而机器人主要是受编程程序的控制,在机器人的研究过程中,对编程程序也要有一定的接触和了解,可能会给老师带来一定的压力,所以老师需要克服这方面的压力,在机器人教学中只需要运用简单的编程程序,在保证教学正常进行的同时,选择最适合学生和老师的机器人教学。
   (三)积极参加机器人竞赛
   机器人竞赛是针对学生在这方面学习成果的一个综合考查,也是检测学生在机器人创新方面的手段之一,能够在比赛中反映出老师和学生的辛勤付出。机器人竞赛需要在赛前进行准确的设计,在创意与性能上发挥自己的智慧,朝着比赛的方向进行突破。通过这类比赛,从思维方式、智力等方面培养学生的综合能力,进一步培养学生在生活中遇到问题时解决问题的能力。
   本文通过机器人培养信息技术学科中的计算思维,从各个方面进行了具体的操作分析,意在给学生传授理论知识和技术的同时,能够培养学生在生活中应对问题的能力,有助于在复杂的信息中找到重点,在困难的问题上理清思路,从中找到突破点。
   参考文献:
   [1]贾金元,武小龙,武国伟.面向创客教育的高中机器人教学与实践研究[J].基础教育参考,2017(22):44.
   [2]路叶燕.高中通用技术课程中简易机器人制作教学方案的研究[J].东西南北(教育),2017(3):48.
   [3]戴南.高中机器人课程实施现状及问题研究[J].中国信息技术教育,2017(6):21-23.

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