有效开展智能机器人教学的策略研宄 文ｌ李杭波 机器人活动主题有趣，富有挑战性，其问题解决 方案是开放性的，学生可以用不同的方法达到同一个目 标。然而学生对“机器人”可以说是又爱又恨，爱的是 机器人学习的趣味性，恨的是需要编写程序来实现机器 ２．问题的难度随着教学的深入逐渐加深 教师的提问是围绕学生展开的，需要学生的积极 配合和参与才能有效完成。问题太肤浅，不易发展学 生的思维能力，学生容易产生厌倦情绪。反之，问题 人的自动控制。常常听到学生说“我能遥控机器人就好 了”，可见虽然学生对机器人学习表现出很大的兴趣， 但是学习之后发现机器人并不是那么“听话”，就发出 了“能不能遥控”的感叹，甚至产生厌学情绪。因此， 我们在平时教学中应鼓励学生通过各种手段掌握学习方 法，使他们敢学、善学、乐学，学会学习，真正成为发 现者、研究者、探索者。 太深奥，学生望而却步，没有思考的兴趣，反而挫伤 了学生学习的积极性。难易度的把握，应当是经过教 师的点拨，使学生“跳一跳能摘到桃子”为宜。 例如：在教学机器人怎样走轨迹的环节，学生 已有的知识有机器人利用传感器接收外界信息，主机 控制器接收到这些信息，发出指令控制马达，做出左 转、右转、前进、后退的动作。 笔者的问题是这样设计的： 设计有效提问，读懂学生的学＞－－－ｊ基础—— ，让学生敢学 一、ｆ１１告诉学生不同颜色有不同的灰度值，因此你认 为灰度传感器是如何判断黑线的？ （２）绿色和黑色的灰度值不同，灰度传感器就能检 测到黑线了，那么机器人要走轨迹需要几个传感器？ （３）如何利用两个传感器走轨迹？ （４）ｊｇ：ｊ个传感器的轨迹程序，碰到十字路口需要左 转、右转或是直走的时候能够成功吗？ 这样的问题设计由浅入深，学生的思维也在。一个 智能机器人技术融合了造型、电子、计算机软 硬件和人工智能等多种技术，对每一位学生来说都是 零起点。如果此时教师的提问高于学生已有的知识基 础，就会加剧他们的厌学心理。那么我们应该怎样来 设计教学提问呢？ １．抓住学生的兴趣点提问 小学生活泼聪颖，对新鲜事物特别敏感，教师在 设计问题时应根据学生的特点，注重趣味性。学生就 像一池水，教师的提问便是投石激水，一些灵感的火 个问题的解决过程中得到了锻炼。 二、巧用留白艺术，读懂学生的思维过程—— 花往往就是在这样的提问中产生的。 例如：在完成了简单的左右迷宫法则走迷宫后， 设计以下问题激发学生的探究欲望：哪种迷宫方案能 更快地完成任务呢？同一种迷宫方案，哪些因素影响 了机器人在迷宫中的行走速度？ 这样的提问能在学生取得初步成功的基础之上， 进一步激发他们探索的兴趣和欲望。学生们都有一股 不服输的精神——我一定要走得比你快！ 让学生善学 、 机器人教学不仅提高了学生的动手能力，还培养 了学生的创新能力。学生只有通过主动探索、动手 实践、亲身体验，抽象的理论才能变成触手可及的 答案。 “留白”一直是中国书画艺术中常用的“以少胜 多”的表现手法，能取得“此地无声胜有声”的艺术 效果。将“留白”运用到智能机器人教学中去，给了 中国琵代 装备ｌ２０１４年第６期 ７３ 学生更充裕的时间去实践与操作、思考与探究。 １．未成曲调先有情——导入“留白” 俗话说“良好的开端是成功的一半”，好的教学 往往从导入就开始演绎精彩了。我们应抓住学生好奇 心强的心理特点，把留白巧妙地运用到导课中来，有 题，对学生来说是充满了吸引力。要引起学生对知识 主动探究的欲望，就应该留给他们能够发挥的空间， 教师负责告诉学生在哪里，而学生则自己去发现里面 有什么问题，把发现的任务交给学生，让学生在发现 中寻找，在寻找中质疑，在质疑中碰撞出智慧的火 意给教学内容蒙上一层神秘的“面纱”，激起学生强 烈的求知欲，促使他们积极主动地参与学习，从而拉 开学习的序幕。 例如：在教学调试机器人走轨迹速度这一环节 时，先让学生观察两种不同参数设置的机器人在走Ｓ 轨迹时，动作和速度上的差异，学生很容易就能观 察到一个行走时左右抖动频繁，一个行走时快速流 畅，然后问学生： “你们觉得这会是什么原因影响的 花，从而自己找到答案。 例如：在教学左迷宫走法时，要分别利用前方ｆ９ 号）、左前方（８号）、左边（７号）三个方位的红外避障传 感器进行判断来完成迷宫任务。具体方案是：如果７ 号红外传感器检查到障碍物就机器人直行。９号和８号 是一个“或门”关系，它们中只要有一个检测到障碍 物机器人就右转。最后如果７，８，９号红外传感器都 没有检查到障碍物，机器人左转。 呢？”然后教师自然接上话茬：“接下来，我们就来 研究如何让机器人流畅快速地走轨迹？” 教师没有过多的语言，一彰显，一留白，激起了 学生学习的兴趣，点燃了学生思考的烈焰，撞出了学 生智慧的火花。 ２．顺水推舟——探究“留白” 学生马上就写出了两个条件判断的左迷宫子程 序，然后在仿真场地上进行实验，结果却不尽如人 意，机器人都撞上了障碍物，停止了。这时就有学生 质疑： “老师，我们都按照你的迷宫方案编写了程 序，可是为什么机器人还是走不了迷宫呢？” 此时，教师并没有急于告诉他们答案，而是对他 埃德加富尔曾说过： “未来的文盲，不再是不 识字的人，而是没有学会怎样学习的人。”因此，让 学生学会学习，提高学习探究的能力，是向教学提出 了更高的要求。要让学生自主探究，我们在教学中就 要适当“留白”，这样学生才会自主、地发现问 题、提出问题。通过“留白”引导学生思考问题，也 许学生会有“柳暗花明又一村”的顿悟。 例如：在机器人“孤胆英雄”项目中，有一个过雷 区的任务。机器人行走速度过快很容易撞到“地雷”， 而速度太慢又会严重影响整个任务的完成时间。那么， 有什么解决方案可以做到鱼和熊掌皆得呢？ 们说：“你们为什么不现场做个实验呢！”“对，我 们可以自己扮演传感器，让老师来扮演控制器，教室 就是迷宫！”有学生很快提出了实验方案。通过实验， 学生很容易就发现，当７号和９号红外传感器同时检 查到障碍物时，如果优先判断９号传感器让机器人右 转，这样就不会撞上障碍物了。 通过这样的留白，教师不急于给出答案，让学生 自己去发现问题，解决问题，思维能力的提升是显而 易见的！很多学生还兴奋地说： “老师，老师，可能 我右迷宫的程序也会编了！” 几个学生讨论分析后给出了答案：雷区内和雷区 外设置两个不同的前进速度！ 三、活跃讨论氛围，读懂学生的发言内涵—— 让字生乐掌 教师接着问： “那么这个前进速度都有轨迹子程 序控制的，如何做到不同呢？” 学生很快回答： “我们给雷区单独设一个轨迹子 程序，在雷区里的路Ｅｌ左转、右转都调动这个轨迹子 程序，这样既不影响雷区外的行走速度，也保证了能 顺利地通过雷区！，， 现代教学不仅要求学生“学会”“会学”，而 且要使学生“乐学”。如何才能达到“乐学”的效果 呢？平时教师们上课全用嘴讲，这种做法明显是把学 生当成听课的机器，学生不能体会到学习的快乐。 在教学中，我们应该让学生成为学习的主人。一 些通过讨论能够解决的问题，尽量都留给学生自己去 知识迁移中的适时“留Ａ”给学生的探究提供了 广阔的天地，让学生能够真正自主问题解决，从而使 得思维得到发展。 ３．激发研究兴趣——在质疑碰撞处“留白，’ 决。 例如：在教学路１：３左转的子程序后，可以放手让 学生大胆尝试编写路口右转的子程序，能完成的 学生可以先做测试，不能完成的学生再组织起来进行 质疑是科学探究需要培养的一种精神品质。留 Ａ，有利于学生的发展创造。对于那些悬而未决的问 讨论。从学生的讨论发言中，可以看出这些学生缺 ＣＦ转７８页） ７４ 中国观代辅蓑各ｌ２０１ ４年第６期
