基于計算思維培養的高中機器人教學研究

王雙軍

摘 要：計算思維的培養是信息技術學科的教學目標之一，在教育行業也扮演著非常重要的角色。在高中信息技術課程教學中加入機器人教學，能夠促進學生對于知識的探索，提高學生協作和創新等方面的能力，能夠幫助學生提高在多學科上的綜合能力，在教學中將娛樂與教學相結合，寓教于樂。以機器人教學入手探究了如何培養學生在信息技術課程中的計算思維，以期能夠為信息技術的課堂教學提供借鑒。

關鍵詞：計算思維;機器人教學;學習興趣

一、計算思維的重要性

計算思維是在信息技術學科的基礎上建立的，并不受到計算機的限制，通過計算機促進人們在思考方式上的發展，通過計算思維的培養，我們可以解決生活中存在的許多問題。例如將大的問題分解成很多的小問題進行改進，或者在遇到難題時，可以跳出問題來看到整件事情，從而梳理思路，將這些思維方式運用到生活當中，不僅可以更好地研究科學問題，還可以讓生活變得更加有序。

二、機器人教學

培養計算思維的方式有很多種，本文主要從高中生機器人教學的方向進行探究，針對機器人教學過程進行分析。

（一）激發學生的學習熱情

學生對學習充滿熱情，有助于學生更積極地投入到學習當中，所以在進行機器人教學過程中，老師要營造良好的學習氛圍，注重激發學生的學習興趣，對學生的思考不進行否定，而采取鼓勵的教學模式，有利于提高學生的協作意識和能力。

1.興趣是最好的老師

對學生而言，能夠實際操作的學科是最能吸引注意力的，而學生對于玩具的興趣更是與生俱來的，尤其是對一個新面孔的“玩具”，所以在此學習過程當中，可以加入機器人的實操過程，不僅吸引了學生的注意力，還有助于提高學生的綜合能力。根據學生的實際情況進行分組，制訂相應的任務和比賽，通過一個團體內部的學習和團體與團體之間的競爭，讓學生明白與同伴團結協作的重要性，彌補自己在學習和實操過程中存在的問題和不足。例如，在進行機器人教學時，給學生展示未來機器人的樣子，如下圖所示。能夠進一步激發學生對機器人的興趣。

2.溝通是最好的課本

機器人的相關知識涵蓋非常廣泛，對于一個普通的高中來說，只能以團隊的形式進行學習和競賽，在協作過程中互相補充和互相分享。例如選擇不同類型的機器人，包括服務類、娛樂類、工業類等，分別進行探究，針對不同類型的機器人可以制作對應的機器人模型，輸入如下圖所示的編程代碼，先讓機器人動起來，這個過程當中會遇到有關制作機器人的問題，讓學生與老師互相溝通，從而找到正確的解決辦法。

在對不同的機器人進行研究和操作時，因為不同的機器人其基本性能會有所區別，所以在針對不同的機器人時也可以選擇性地更換分組，讓學生在學習的過程當中溝通和交流，從而進一步激發學生的學習興趣，培養學生在社交方面的能力。通過共同討論的學習方式，讓學生對各自不同的想法進行實踐和論證，得出正確結果，這個過程比單純地學習課本知識要更有用。

（二）克服學習中的困難

對于學生和老師來說，機器人都不是他們平時經常接觸的東西，對它的結構認知都不會很全面，在教材的選擇和材料的選擇兩方面都存在著一定的難題需要克服，所以老師和學生都需要努力克服學習過程中的重重困難。

1.根據學生的實際情況選擇教學對象

關于機器人的研究十分考驗學生的綜合能力，過于困難的任務可能會導致學生在操作過程中產生厭學情緒，過于簡單的任務可能會讓學生對這門學科失去興趣，所以老師在選擇研究對象時，一定要從學生的腦力、靈活度等方面共同考查后再確定，確保學生對科目保持興趣的同時獲取更多的相關知識，并且在綜合能力上有所提升。

2.克服軟件程序帶來的教學壓力

老師和學生對于機器人都相對陌生，而機器人主要是受編程程序的控制，在機器人的研究過程中，對編程程序也要有一定的接觸和了解，可能會給老師帶來一定的壓力，所以老師需要克服這方面的壓力，在機器人教學中只需要運用簡單的編程程序，在保證教學正常進行的同時，選擇最適合學生和老師的機器人教學。

（三）積極參加機器人競賽

機器人競賽是針對學生在這方面學習成果的一個綜合考查，也是檢測學生在機器人創新方面的手段之一，能夠在比賽中反映出老師和學生的辛勤付出。機器人競賽需要在賽前進行準確的設計，在創意與性能上發揮自己的智慧，朝著比賽的方向進行突破。通過這類比賽，從思維方式、智力等方面培養學生的綜合能力，進一步培養學生在生活中遇到問題時解決問題的能力。

本文通過機器人培養信息技術學科中的計算思維，從各個方面進行了具體的操作分析，意在給學生傳授理論知識和技術的同時，能夠培養學生在生活中應對問題的能力，有助于在復雜的信息中找到重點，在困難的問題上理清思路，從中找到突破點。

參考文獻：

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編輯 郭小琴