小学高年级开展机器人编程教学的实践研究

摘要：机器人编程课程是一种以信息技术为载体，培养学生信息素养和创新能力的综合课程。其核心价值在于培养学生的创新思维和动手实践能力。机器人编程课程是以 STEAM教育理念为指导，以项目学习为主要学习方式，以培养学生的科学素养、工程素养和人文素养为目标的一门新兴学科。机器人编程课程从2014年9月开始在全国范围内开展，已经在多所小学开展，并逐渐成为信息技术课堂中的一门重要课程。本文结合实践研究提出了机器人编程教学实践策略，以期为广大小学信息技术教师在开展机器人编程教学时提供一些思路和参考。

关键词：小学；机器人；编程

引言：随着我国教育改革的不断深入，机器人编程教学受到了教育界的广泛关注，当前许多学校将机器人编程教学作为小学高年级阶段的教学重点。小学高年级阶段的学生正处于智力发育和思维发展的关键时期，他们在接受知识和信息的过程中，会形成自己独特的思维方式。机器人编程教学不仅能培养学生的逻辑思维能力，还能让他们更好地理解和应用知识。因此，在小学高年级阶段开展机器人编程教学活动，既能提高学生的学习成绩，又能让他们掌握更多的知识，促进他们全面发展。

一、基于核心素养，设计课程目标

在机器人编程课程的教学过程中，教师要从学生的核心素养出发，围绕课程目标设计课程内容。首先，要关注学生对机器人编程课程的学习兴趣，使学生有强烈的学习动机和学习热情；其次，要关注学生的自主创新能力，让学生通过机器人编程课程的学习培养其创新思维；再次，要关注学生的协作交流能力，为学生提供展示交流、合作探究和相互学习的机会；最后，要关注学生的科学精神和人文素养，引导学生形成科学、人文、技术融合发展的素养。同时，教师还要考虑机器人编程课程对于学生未来发展的影响，即培养学生终身学习与发展所需要的必备品格和关键能力。将这些核心素养目标渗透到机器人编程课程目标设计中，有助于提高机器人编程课程教学效果。

二、基于项目学习，选择教学内容

在教学过程中，教师应根据学生的年龄特征、知识基础和认知规律，选择符合学生兴趣爱好和认知发展规律的教学内容，采用恰当的教学策略，开展有针对性的教学活动，切实提高学生的学习效率[1]。

对于机器人编程教学而言，项目学习是其基本学习方式。教师在设计课程内容时，可以将其分为三个阶段：一是基于项目设计任务；二是基于任务设计主题；三是基于主题开展实践活动。以“趣味竞技”项目为例，教师在设计教学内容时，可以分为以下三个阶段：第一阶段以游戏竞赛为目标；第二阶段以任务竞赛为目标；第三阶段以项目竞赛为目标。在这个过程中，教师要让学生经历发现问题、分析问题、解决问题的全过程。

三、基于问题导向，构建学习任务

基于问题导向，构建学习任务，是指在学习机器人编程前，教师根据教学目标和内容，提出相关问题，引导学生思考并解决问题。在这个过程中，教师要基于问题提出解决方案，引导学生开展探究活动，让学生自主分析问题、思考并解决问题。如在教学“机器人与我同行”一课时中，教师以问题为导向，引导学生开展探究活动。在探究过程中，学生根据自己的知识和经验，提出了以下几个问题：如何用电机转动让机器人行走？如何设置电机的速度和方向？怎样才能让机器人更稳定地行走？针对学生提出的问题，教师从学生实际出发，结合教学内容，引导学生开展探究活动。在探究过程中，教师提出：“如果我们不用电机转动让机器人行走，我们需要做哪些工作？”“为什么要这样设置电机的速度和方向呢？”在学生探究的过程中，教师既激发了学生的学习兴趣，也为后续探究活动奠定了基础。在教师的引导下，学生积极思考，大胆实践。

四、基于小组合作，进行自主探究

在小组合作探究学习中，教师要有意识地引导学生将小组成员分成若干个学习小组，将不同层次的学生放在一起，形成优势互补，有效提高合作效率。例如，在“我为机器人装上轮子”这个教学环节中，教师可以将全班分为四个小组，每组选出一名代表汇报本组的研究成果。这就需要学生充分发挥自己的聪明才智，用所学的知识与技能解决问题。通过这种方式，学生不仅可以提升自己的综合素养，还能体会到合作学习的乐趣[2]。

另外，小组合作学习还能提高学生自主探究能力。学生在小组合作过程中不仅可以学到课本知识，还能提高自主探究能力和实践创新能力。在此过程中，学生要根据自己的兴趣爱好选择课题，通过自主探究将所学知识应用于实践中。

五、基于实践反馈，开展反思评价

在进行教学实践的过程中，教师要及时对教学内容、教学方法、教学活动等进行反思，发现问题，总结经验，完善课程设计，使机器人编程课堂的教学活动更加合理。同时，教师要对学生进行评价，评价内容包括知识掌握情况、学习态度、学习习惯和自主学习能力等[3]。

例如在小学高年级机器人编程教学实践中，教师可以通过“学情测评”功能，对学生的学习情况进行测评。在“学情测评”界面中，教师可以查看学生对课程内容的掌握情况（知识掌握情况、操作能力、学习习惯），并根据学生的反馈信息进行适当调整。同时，教师也可以对学生的学习过程进行评价，并利用“学情评估”功能对学生的自主学习能力、合作探究能力、创新思维等方面进行评价。这样不仅能够帮助教师了解到学生对机器人编程课程内容的掌握情况，也能够帮助教师及时调整教学策略和教学内容。

结语

总的来说，在机器人编程教学中，教师要明确机器人编程课程的教学目标，将其作为一种“学科融合”的工具，培养学生的动手实践能力。在机器人编程教学过程中，教师要关注学生的学习状态，帮助学生建立“深度学习”的理念，帮助学生掌握具体操作方法和步骤，鼓励学生不断尝试和创新。同时，教师要注重对机器人编程教学活动进行反思评价，及时调整教学策略，引导学生在实践过程中不断完善。在机器人编程教学中，教师要注重对学生的过程性评价和终结性评价相结合的方式，关注学生的个体差异，让每个学生都有收获。这样才能有效提高小学高年级机器人编程课程的教学效果。

参考文献：

[1]杨世琳.基于工程思维培养的机器人编程教学设计研究[D].海南师范大学，2023.

[2]高琳.目标导向的小学信息科技教学设计与实践[D].宁夏大学，2023.

[3]王源，徐栋，李军.培养小学生计算思维的机器人编程教学探究[J].名师在线，2023，（34）：5-7.