周忠林

摘要：机器人教学是培养学生核心信息素养、提高学生多学科知识融合的重要途径，目前在我市实际的教学过程中，有不少机器人教学平台，本文仅以虚拟机器人教学平台探讨信息技术核心素养教学策略。

关键词：机器人教学;信息技术核心素养;教学策略

中图分类号：G642.41     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）21-0205-02

关注思维发展，培养学生核心素养才是我们开展虚拟机器人教学的重心，虚拟机器人教学不仅有利于学生理解科技领域的抽象概念，更有利于培养学生的创新意识和解决问题能力。本文结合IRobotQ 3D汽车总动员项目，就如何引领老师们开展虚拟机器人教学进行探讨，祈望在推动区域虚拟机器人教学发展、促进学生核心素养的生成方面，起到抛砖引玉的作用。

一、虚拟返璞归真 构建问题情景

核心素养强调信息环境应具有真实性，要有供学生选择使用的数字化工具。虚拟机器人是在软件平台上对实体机器人进行模拟，但这“虚”并不意味着虚拟机器人运动可以停留在“不遵循真实世界的物理规律”的状态。虚拟源于真实，也应基于真实，学生操作虚拟机器人，最终要建构起对真实机器人的认知，因此需要选择恰当的虚拟机器人教学平台，构建比较真实的问题情景。

依据多年教研实践，笔者选择IRobotQ 3D软件平台作为引领本区域老师开展虚拟机器人教学的平台。iRobotQ 3D虚拟机器人支持物理引擎，场景中的很多元素都具备了多种物理属性，如质量、摩擦等，以致任务场景真实感强。

二、问题生成求解 提升信息意识

具备较强信息意识，能够产生强烈的发现欲和浓厚的学习兴趣，能使学生根据解决问题的需要，主动地以恰当的方式获取与处理信息。虚拟机器人教学中，指导教师应把教学设置在有意义的情景之中，引导学生挖掘、提出和解决问题，在解决问题的过程中，敏锐获取信息，对信息进行分析，为解决问题提供参考，完成方案构想、抉择、归纳、评价，掌握隐含于问题背后的科学知识，提升自身的信息意识。

例如，在《机器人走中线》公开教学中，镇江市实验小学费老师适时引导学生思考：虚拟机器人如何行驶，可能会遇到哪些问题？学生结合生活中汽车在马路上行驶的情形，不断提出疑问，生成若干问题，在生生互动、师生互动中逐渐形成逻辑性较强的问题集，如图1。课堂上，针对问题，学生根据自己已有的基础及知识结构，寻求相关知识的支持，自己选择老师提供的微视频为学习载体，结合生生互动、师生互动进行自主学习、项目探究和动手实践。碰到问题时，学生先自主分析相关信息，尝试解决问题，如若解决不了，可以寻求帮助。此外，费老师及时收集学生不能独立解决的问题，作为课堂生成性资源，组织学生进行生生合作，讨论解决学生不能独立解决的问题;若合作之后仍碰壁，费老师进行师生合作，加以适量、适度的指导或暗示，使其在心里认真忖度，最终从对问题的茫然中破茧化蝶般走出，发现和阐述问题的解决方案或自己的新想法。在问题群的引导下，最终，师生共同建立机器人走中线的动态行驶模型：

左边电机速度=基准速度-（左测距-右测距）/转换比例

右边电机速度=基准速度+（左测距-右测距）/转换比例

老师引导学生生成问题、解决问题，提升主动获取知识的意识，以已有的知识为生长点，并在对问题的求解中找到相关知识之间的联系，增强运用知识解决实际问题的能力，将信息意识提升到能力，成为培养学生信息素养的助推器。

三、项目分解整合 发展计算思维

知识的整合是针对知识的碎片化而言，将孤立化、片面化的知识经过分化、重组，形成富有教育意义又能帮助学生进行学习的知识序列。信息技术核心素养提出培养学生运用所学知识解决实践问题的能力，这就要求我们教师在教学过程中需要引导学生整合所学知识，开始于一个完整的项目，了解这个项目中将要学习什么、有什么意义;然后将完整的项目分解成若干个微项目，分别思考、求解微项目所涉及的问题，获得单个微项目的解决方案;最后，将碎片化的微项目重新构建成一个整体，优化整个的项目解决方案，从而提高利用信息技术解决问题的能力。

（一）项目分解

《汽车总动员》整个项目涉及的知识点较广，相关操作烦琐，需要学生花费好几节课才能完成。因此，教学中，指导教师可以引导学生把整个项目进行分解成若干微项目，使用思维导图进行展示，并通过小组合作，师生合作，不断补充，形成一个系统性、相对独立的各个微项目，如图2。这样，学生对整个项目有一个完整认识，能够理清项目涉及的知识以及相关联系，在学习过程中，学生能依据微项目制定自己的学习计划和路线图，知道该阅读什么材料能获取什么信息，该解决哪些问题完成微项目，知道如何检测自己的方案。由于微项目有利于小范围技能的探索和实践，学生易于逐个击破，先零后整地求解一个个微项目，循序渐进，如编写程序时，求解一个个微项目就是编写一个个子程序，再根据项目路段进行合理调用，最终解决整个项目的问题、完成任务。

（二）归纳迁移

歸纳能使学生从具体走向抽象，由现象抵达本质;归纳能让学生实现认识的质变，并有所发现。要进一步发展学生的计算思维，就必须在教学中尊重学生的最新发展区，不断地引导学生归纳完善问题的解决方案，进而实践于自我具体的学习行为之中，大幅度实现知识的迁移，计算思维的培养就有可能事半功倍。

参考文献：

[1]朱元龙，王毅轩，王毅刚.多人在线三维虚拟机器人教学系统的开发[J].电子科技，2014，27（09）：44-47+50.