【摘要】 主要学习驱动模块中“电机”、“延时”和“停止所有电机”模块的使用。通过有趣的“萝卜小子”完成直行和转弯的任务贯穿其中，在玩中学，在玩中练，在玩中变。此外，通过剖析完成任务需实现的功能，让学生初步熟悉编程方法，锻炼学生的程序思维，为进一步的编程学习打好基础。

【关键词】 玩中学 玩中练 玩中变 “萝卜圈”虚拟机器人 程序思维

【中图分类号】 G632.4 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2018）01-194-02

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一、浅谈“萝卜圈”虚拟机器人引入课堂的目的和意义

本校在发展规划中明确提出了发展机器人特色教育，培养学生的创新意识和实践能力，在此有利环境下，信息技术学科组以培养学生的创造力的目的，开展将“萝卜圈”虚拟机器人引入课堂。

1.智能机器人教育走进课堂已成为必然趋势，但形式偏重于实体机器人，且实体机器人教学面临诸多问题。

实体机器人教学的普及和推广进程缓慢，究其原因，主要有以下几个方面：一是经济投入大，二是管理成本高，三是教学效率低。

2.本校已在小学高年段和初中低年段开设了“萝卜圈”虚拟机器人校本课程，其对培养学生的创造力方面与实体机器人有诸多共性。

“萝卜圈”虚拟机器人是指通过计算机和网络在一个虚拟的物理环境下，搭建机器人结构和编写控制程序，要求机器人在规定的时间内从虚拟场景的起点抵达终点。在虚拟场景的赛道中设置多种得分方式以及能量补充站等，完成得分动作越多、用时越少，得分越高。在虚拟场景任务中，除了要掌握机器人编程和对物理、力学平衡等知识的应用外，还要考虑如何面对一个多任务的项目，在有限时间内通过合理高效的策略取得最好的成绩。

自本校尝试将“萝卜圈”虚拟机器人引入常规课堂和第二课堂，经过一学年的“萝卜圈”虚拟机器人教学实践，本学科组发现其对培养学生的创造力方面与实体机器人有共通之处，也促使机器人社团在各类机器人竞赛中小有建树。本校机器人创客社团参加国家、省、市各级机器人创客类赛中，共获市级以上奖项45项，其中国家级赛事31项、级赛事获奖3项、市级赛事获奖9项。

二、以《奔跑吧，小车》为例，谈“萝卜圈”虚拟机器人的初教与初学

1.《奔跑吧，小车》教学内容简释

本校开发的《信息技术》校本教材——《虚拟机器人》初级篇，共分为4章《感受“萝卜圈”的魅力》、《大发现之旅》、《我们出发啦》、《出色的“萝卜小子”》，每章分为3个课时。

《奔跑吧，小车》是《虚拟机器人》第二章第6课的内容。主要学习驱动模块中“电机”、“延时”和“停止所有電机”模块的使用。通过有趣的“萝卜小子”完成直行和转弯的任务贯穿其中，在玩中学，在玩中练，在玩中变。此外，通过剖析完成任务需实现的功能，让学生初步熟悉编程方法，锻炼学生的程序思维，为进一步的编程学习打好基础。

2.本课内容的三维教学目标

2.1知识与技能目标

了解“萝卜圈”软件的界面构成；掌握驱动模块中“电机”、“延时”和“停止所有电机”模块的用法；能综合运用以上模块编写程序及设定模块参数值。

2.2过程与方法目标

通过模仿法，在理解小车运动程序的基础上，编写小车完成前进任务的程序；通过对比法，找出小车完成转弯动作的规律及模块参数的修改；通过生生交流、师生交流、小组合作形式，建构自主、合作、竞争的学习过程。

2.3情感态度与价值观目标

让学生在自主解决问题的过程中感受成功的快乐；通过小组协作和主题研究活动，培养学生协作学习的意识和勇于探索创新的精神。

3.对学生学情的分析

本课教学对象初定为五年级至七年级的学生，该阶段的孩子已经开始从具体形象思维逐步向抽象逻辑思维过渡，通过有趣的任务情境能激发学生主动学习的热情，通过分析、综合、比较、抽象、概括等思维活动，能促进学生逻辑思维的发展与完善。学生刚接触过“萝卜圈”软件不久，书本中“萝卜小子”前进和转弯的例子生动有趣，能很大程度上激发学生的学习兴趣。

4.教学重难点简述

教学重点是掌握驱动模块中“电机”、“延时”和“停止所有电机”模块的用法；教学难点是程序模块的分析及参数的变化。

5.教学策略的选择

新课标指出教师是学习的组织者、引导者与合作者，而信息技术教学大纲明确指出：知识及技能的传授应以完成典型“任务”为主。因此，本节课设计的主要教学方法有“创设情境法”、“任务驱动法”、“自主探究”等。

为了着重培养学生的思维能力，让学生具备初步程序思维，主要采用“发现问题”——“分析问题”——“实践想法”——“优化策略”——“知识迁移”——“解决问题”等六步法来启发学生的思维。

6.教学过程的阐述

6.1视频导入，激发学习热情；展示第一个任务，分析问题。

播放萝卜圈虚拟机器人的精彩短片。引出本节课的主角——机器人小车。分小组，准备进行机器人小车的比赛。

介绍萝卜圈虚拟机器人的平台：任务栏里选择“奔跑吧，小车”场景。

问题1：小车动不了，要给他一个指令，也就是编程。

学生观察萝卜圈的场景和编辑程序的界面，发现编程界面是以模块化来构成的。

问题2：在开动赛车之前，请同学们联想一下，要让这个赛车到达目的地走一段距离，在数学里面有一个关于“距离”的公式是什么？如何在萝卜圈里面运用这个公式，让小车前进呢？

生：距离=速度×时间。

师（补充）：速度用电机模块的值来表示。

问题3：这辆小车有几个电机？这几个电机有什么不同？endprint

生：小车有4个电机，1、2号端口对应的是左边的电机，3、4号端口对应的是右边的电机。

师（补充）：分别对应了4个端口，1、2号端口对应的是？3、4号端口对应的是？

问题4：除了电机外，还要有什么？

学生能联想起刚才的数学公式中的“时间”。

师（补充）：时间用“延时”模块来表示。

问题5：“延时”模块的数值单位是什么？

师：请注意，它的单位是毫秒（ms），1000毫秒才等于1秒。

【设计意图】精彩的短片导入，能激发学生的学习兴趣，促使学生积极探究。本环节引出第一个基础任务，主要让学生进行数学公式到程序的转换，提出问题，分析解决方案。

6.2微课自主学习，完成基础任务

引导学生学习编写机器人前进程序的微课，也可以参考教材中的内容，或大屏幕上的要点提示。提醒学生提交成绩。鼓励小老师帮助组内成员，小组完成后可以帮助其他组的同学。

【设计意图】运用微课，让学生进行重点知识的学习，培养学生的自学能力；小组间比拼，鼓励学生勇当小老师。

6.3难度挑战：尝试修改程序，完成难度任务；修改优化程序，冲向终点提高分数。

師：你们还想不想挑战更高难度的任务呀？那我们就看看第二个任务——转过那个拐角。（运行“转过那个拐角”场景）发生了什么？是什么原因？

生：小车没有转弯。

师：（打开编写程序界面）这个长长的程序有几段啊，为什么？

生：先是直行的程序，然后是转弯的程序，最后再直行到终点。

师：如果要让机器人顺利转过那个拐角，该怎么修改他的参数？

生：将左边电机的动力加大，右转弯。

师：刚才同学们猜想出了完成任务的秘籍，要想让小车转弯，就要让左边电机和右边电机的动力不同，试试看，能不能突破难点？

提醒成功的同学提交成绩，并将电机的参数值记录在学案上。鼓励学生修改参数来提高分数，并帮助其他同学完成任务。

【设计意图】小组合作探究得出答案，培养学生的合作意识。鼓励学生不怕犯错误的探索精神。争取提高分数，培养学生知识迁移及运用的能力。

6.4任务成绩展示与课堂小结

展示第二个任务成绩及排名。

师：谁来分享一下，你是怎么完成的？

生：直行速度加快，延时要减少。

师：老师还有一个问题，有些同学转弯的时候，转是转了，但还没有转过去，那怎么办呢？

生：左边电机加大的同时，右边电机也减小一点，这样转弯的幅度就会更大一点。

【设计意图】让学生体会成功的喜悦。教师通过问题引导学生对本课重点和难点进行小结。

6.5播放拓展视频，鼓励课后探究

开拓学生的视野，激发学生联想拓展内容与本课任务的不同之处，鼓励学生课后探究。

【设计意图】激发学生对“萝卜圈”虚拟机器人深入研究的兴趣。

三、小结：玩中练，玩中变——“萝卜圈”虚拟机器人培养学生创造力的体现

让学生在玩乐中练习，在变式中创新。在“萝卜圈”虚拟仿真系统中开展智能机器人学习，可以模拟实物机器人的一切功能和动作：在场景中构建机器人，编写与实际机器人完全相同的驱动程序，控制机器人在特定环境中按指定规则完成特定的任务。借助于软件和平台，通过虚拟现实技术，将机器人教育的各个应用细节进行高度的三维仿真；同时，基于软件平台和网络的应用模式降低了学习机器人的硬件门槛，有利于摆脱时间、场地、器材等的限制，方便学生开展自主学习。“萝卜圈”虚拟机器人的搭建机器人的过程可以训练学生的三维空间想象力，和模型的创意设计能力，可视化的程序模块更方便培养学生的编程思维能力，这些不仅可以为各种机器人比赛打下基础，而且对于培养大部分学生的创造力有良好的促进作用。

[ 参 考 文 献 ]

[1]朱晓胜.机器人教学的探索与实践[J].科学大众，2013，（3）：6-6.

[2]曾景佳.例谈信息技术课堂教学目标的实现[J].课外阅读，2012，（9）：75-75.endprint