中学生机器人教学中的应用

情境教学法是指在教学过程中，教师有目的地引入或创设具有一定情绪色彩的、以形象为主体的生动具体的场景，以引起学生一定的态度体验，从而帮助学生理解教材，并使学生的心理机能能得到发展的教学方法.简单讲情境教学就是教师通过在课堂上设置一定的情境，让学生能够有直观的体验，产生心理共鸣，从而解决问题的教学方法.在以初中生为教学对象、以学生机器人为教学内容的教学活动中，笔者认为情境教学依旧具有可行性、必要性，笔者也会具体举例说明在此类教学中情境教学的策略.

一、情境教学在学生机器人教学中的可行性

笔者工作以来一直从事初中生的科技教学工作，而学生机器人队是我校的一个特设科技项目，几年来在全市、全省乃至全国比赛中获得了不少奖项.目前，为了给所有学生了解机器人的相关知识，同时给学生机器人队提供后备力量，我们在初二年级开展机器人普及化教学，针对新的教学情况笔者认为通过情境教学法展开教学是具有极大的可行性.

（1）初中生的心理特点使得情境教学在学生机器人教学中具有可行性.初中生具有强烈的好奇心，逻辑思维能力增强，独立探索的能力增强，已经具有一定的生活经验.教师通过设置具体的情境，将教学任务内化到学生的生活中去，激起初中生生活经验上的共鸣，是可以比较容易的完成教学任务.

（2）学生机器人的教学任务使得情境教学在学生机器人教学中具有可行性.学生机器人的教学任务比较简单，特别是大范围的普及教学，最主要是利用传感器完成沿着黑线（或者其它颜色的线）前进，这跟人走路有着十分相似的思维过程，可以让学生把自己当成机器人在机器人场地完成沿着线前进的任务，从而激发学生的生活体验，帮助学生完成学习任务.

（3）学生机器人的教学环境使得情境教学在学生机器人教学中具有可行性.首先，学生机器人编程软件往往都有仿真版本，学生可以在仿真环境中自己创设相应的情境，自己创设的情境与自己的生活情境以及真实的情况更加接近，可以使得学生有更丰富的生活体验.其次，学生机器人的场地都比较大，放置的位置也比较低，机器人教室空间也较大，可以让学生自己扮演机器人具体体味机器人的工作方式.这些条件都使得情境教学在学生机器人教学中成为可能.

二、情境教学在学生机器人教学中的必要性

情境教学在学生机器人教学中具有可行性，同时由于学生机器人的自身特点，初中生个体之间逻辑思维、抽象能力以及编程能力之间的差异，都使得情境教学在学生机器人普及教学中具有必要性.

（1）学生机器人与学生印象中机器人的差异，决定了学生机器人教学中情境创设的必要性.初中生脑海中对机器人的印象主要是来源于科幻电影，或者是网络上高度智能化的，甚至外观具有人的特征.而事实上用于教学的学生机器人主要是小车类型的，学生对此心理上会有极大的落差.此时，利用情境教学迅速的拉近学生生活与教学任务之间的联系，让学生产生心理共鸣，对及时完成教学任务，激发学生学习热情是十分必要的.

（2）学生对于编程知识和编程环境的不了解，决定了学生机器人教学中情境创设的必要性.初中生对于编程没有什么概念，虽然可能曾经在信息技术课中初步学习过一些VB编程知识，但是针对具体问题的分析、思路的形成以及如何通过程序实现对机器人的控制，学生都是非常陌生.通过设置具体情境帮助学生分析解决问题的思路，再对照思路编程，可以使学生能够充分理解各段程序的内涵，否则，学生无法掌握机器人编程的技巧.因此，情境教学在学生机器人教学中具有必要性.

三、学生机器人情境教学的策略应用

情境教学在机器人教学中具有可行性和必要性，那么如何创设情境呢，笔者认为具有如下几种方式：

（1）真实体验型情境创设：在让机器人沿着黑线前进这一内容的讲授，由于机器人自身没有眼睛，它沿黑线前进无法像人一下预先在脑海中呈现黑线的轨迹，并提前做好准备.因此，我们可以设计这样一个活动――盲人走路.让一个学生蒙上眼睛，另外一个学生分别负责提醒，当“盲人”偏离黑线是，负责提醒的同学指挥其向左转还是向右转，从而使“盲人”整体上是沿着黑线前进的.事实上机器人沿着的黑线前进就是利用这种左右摆动的方式前进的，这样的情境就很好地帮助学生理解这样的思路.

（2）仿真学习型情境创设：在利用机器人寻找光源的教学中，笔者将其设计成发生一场火灾后，让学生将自己假想成自己是一名消防指挥员，设想一下到达现场后需要掌握哪些信息，这些信息（例如火场的范围、火场内的着火点）就可以利用机器人获取.

（3）合作学习型情境创设：机器人在编程过程中往往都是极其抽象的过程，需要测量数据、数据比较、共同探讨程序的利弊等等，这些都需要学生合作完成，所以进行分组合作是很必要的，但是每组学生太多又容易出现有学生不积极参与思考和出现组内没有主心骨的情况，笔者认为每组两名学生是此类合作学习比较恰当的人数.教师需要帮助学生确立合作学习的情境，例如帮助学生进行分工，谁来负责主编程序，谁来负责检查程序，谁来负责测量数据，谁来负责分析数据等等.

（4）类比学习型情境创设：教师在讲解过每一个知识点后，为学生提供一些学习资源，让学生自己通过类比，获取新知识，而教师只是在一旁引导，这就是类比学习型情境创设.这一方面可以利用在不同类型的传感器介绍中，当教师讲解过一类传感器的使用后，其它的传感器可以直接提供阅读资料让学生自己完成学习.

（5）探究学习型情境创设：在解决同一问题存在多种编程思路时，应该尽情的让学生去探究，充分发挥学生的主动性.例如，在机器人遇到黑线就停下来的这个问题中，存在多种编程方法，笔者在提出问题后让学生自我探索，不需要学生能够直接编出程序，而只要学生讲出思路，确实学生也能够提出不同的思路或者设想出来.

在初中生中开展机器人的普及教学，由于初中生年龄心理特征以及学生机器人的教学特点，使用情境教学法能够充分发挥初中生的积极性，调动他们的学习兴趣，连接他们的生活体验，激发他们的学习热情.因此，情境教学在初中生学生机器人教学中有着不可替代的重要作用.