《認路的小車》教學設計

戴智霞

● 創新整合點

①本節課使用了醍摩豆教育科技公司提供的教學軟件Hiteach和HITA手機助教（如圖1），在教學過程中使用了搶答器、統計圖、推送、上傳、作品觀摩分享等功能組織教學活動，依據學情使用了計時器、計分板等功能提升學生學習效率，激發學生參與活動的積極性。

②學生在本節課的活動中使用了Abilix Apps中的氪Chart編程APP（如下頁圖2），學生通過簡單的拖拽、點選來對機器人實施可視化、模塊化編程，學生容易理解，編程活動趣味性高，學生樂于參與。

● 教材分析

《認路的小車》是將筆者所在學校機器人社團課程與信息技術國家課程相結合而開發出來的，旨在讓小學生了解簡單的機器人控制，具備進行簡單編程控制機器人運動的能力，提升學生對科技類課程的喜愛度。本課教學軟件Hiteach及時反饋、評價的功能，組織學生以獨學、群學等方式，提高計算思維和團隊合作意識。同時，也響應國家普及機器人課程的號召，讓更多的孩子近距離接觸機器人，讓機器人課程真正走進普班化教學。

本課的核心是幫助學生了解小車巡線方法，嘗試小組合作探究出控制小車巡線到指定位置的編程方法，最終通過問題導入、群學互研、合作探究等方法逐步解決編程控制小車巡線的問題。教學價值在于，讓學生在真實的合作活動中感受機器人課程的趣味性，鍛煉學生合作意識和計算思維能力。

● 學情分析

筆者所在學校六年級學生在五年級已學習過Logo語言編程，對編程有了初步的了解，在完成國家課程任務的空檔，筆者也會經常組織他們進行Scratch編程教學活動，因此，像氪Chart編程這種“可視化”的程序語言，對他們來說還是比較容易掌握的。另外，六年級學生已具有較好的邏輯思維能力和小組合作能力，隨著年齡的增長，他們的各項能力也逐漸出現較大差異，對于這種涉及編程，設備又較多的教學活動，剛好適合以小組協作的方式去完成。另因學校辦學條件有限，大多數學生平時沒有什么機會接觸實體的機器人編程控制活動，也沒有在課堂上使用平板電腦進行學習的經歷，為了彌補這一缺憾，筆者將武漢版信息技術六年級《第12課 會尋跡的機器人》與本人自主開發的能力風暴機器人個性課程進行整合，實施了這一次機器人編程控制課。課上學生參與活動的熱情極高，可因為年齡特點，在要求舉手回答時，學生積極性有限，但在使用答題器時，他們積極、干脆，而且能保證全面參與。

● 教學目標

知識與技能目標：了解小車巡線方法，嘗試小組合作編程控制小車巡線到指定位置。

過程與方法目標：通過問題導入、群學互研、合作探究等方法能夠逐步解決編程控制小車巡線的問題。

情感態度與價值觀目標：感受機器人課程的趣味性，鍛煉合作意識和計算思維。

● 教學環境與準備

技術環境：TBL智慧教室、安卓學生平板。

教學資源：教師授課PPT、微視頻、學習單、任務單。

● 教學過程

1.課前導學，初始巡線

因本課內容總體來說偏難，為了讓能力暫時稍弱的學生在活動中能進入深度思考，也為了讓能力稍強的學生課上有更大的發揮余地，筆者選擇使用課前翻轉的教學方法。課前翻轉能使學生對編程機器人和機器人巡線有初步的了解，認識到機器人來源于生活并能更好地運用于生活，為此，筆者設計了一份前置學習單。

前置任務單的內容主要包括：①做認路的小車要解決哪些問題？②小車是如何運動的？③小車是如何認識路線的？

2.激趣引入，明確任務

①導入：播放《機器人總動員》花絮回顧課前活動，激發學生學習興趣引入新課。

②手機HITA展示前置學習成果，明確課程學習任務——通過編寫程序，控制小車沿線行走即“認路”。

③通過學生分享，弄清學習步驟：解決小車運動→探索小車認路方法→編程控制小車認路。

設計意圖：使用視頻等媒體素材和前置翻轉學習，促使學生快速進入學習狀態，培養學生主動思考的好習慣和程序思維。使用手機HITA助教即時、直觀地反饋學生的思考成果，不僅有利于引導學生的思考方向，更能很好地體現生本理念——課堂解決的就是學生思考到并想要解決的問題（如圖3）。

3.學習闖關，逐個擊破

關卡一：合理運動我能行。

①出示兩組機器人馬達設置數據，引導學生根據已有經驗判斷如何穩定、合理地控制馬達。

②收集并展示學生作答情況，依據作答情況請學生分享穩定的原因，強化設置一個適中的速度能讓機器人小車更穩定，更有利于后續控制。

③馬達速度設置方法小結：對初學者來說，給馬達設置一個適中的速度更有利于穩定地控制小車，不至于沖得太快或走不動，便于我們觀察小車的運動狀態，對程序設置的合理性做出準確的判斷。

設計意圖：通過即時作答數據對比，引導學生通過思考→選擇→分享→對比→反思等一系列活動，讓學生明確設置適中馬達速度的重要性，為后續的編程學習打下良好的基礎。學生即時作答并立即反饋學生的作答數據，不僅有利于教師及時了解大多數學生是怎么想的，而且其直觀的作答情況統計圖，能有效地吸引學生的注意力，引導學生去主動思考問題的解決方法。

關卡二：機器人視覺考驗。

①引導學生回顧前置學習單的閱讀小知識，初步感知機器人小車的巡線原理。當機器人小車的傳感器監測到灰度值大于等于2000時，即判定小車經過的是黑線;當灰度傳感器監測到灰度值小于2000時，即判定小車經過的是地圖的白底。

②教師引導學生通過獨學、群學、小組合作等方式，嘗試理解機器人小車的巡線原理。

③教師出示兩道題目，并使用IRS的即問即答來檢測學生對小車視覺知識的掌握情況。

題一主要考查學生是否能準確地判定路口類型是左側還是右側。以機器人小車沿路線前進的方向作為判斷依據，當岔路口的黑色路線出現在小車前進的右側時，則判定為右側路口，當岔路口的黑線出現在小車的左側時，則判定路口類型為左側路口。

題二是為了區分“路口巡線”“按時巡線”“啟動馬達”這三種常見的走線命令中，哪一種能更準確地尋找到路口。

④教師小結：能否認清機器人小車需要行進的路線和方向，決定了小車是否能正確沿路線行走即巡線。

設計意圖：機器人的巡線原理是本課重難點，用知識閱讀、測試、結合圖形化教學等方式，能更好地突破難點，有效鍛煉所有學生的思維。

關卡三：編程控制我們行。

①出示任務（如圖4）：學生以小組為單位，嘗試在8分鐘內完成任務。

②學生完成任務單并提交，分享編程方法及解決問題心得。

③教師小結：在編程控制機器人小車的過程中，往往需要根據自己小車運行的情況不斷地修改、嘗試才能最終獲得成功。

設計意圖：有了一定的知識基礎后，讓學生以組為單位嘗試編程，用實踐去檢驗理論知識，可加強知識理解，培養合作能力。

3.小結拓展，分享提升

（1）小結拓展

①教師小結闖三關活動情況，引導學生注重方法的積累，思考更復雜的巡線問題。

②列舉無人駕駛技術拓寬學生視野，引導學生結合生活實際開展學習。

（2）分享提升

①引導學生分享收獲及感受，強調注重方法積累的重要性。

②總分評量予以總結評價，并針對各組的表現提出希望。

設計意圖：通過生活實際舉例和問題拓展，讓學生明確，學習是源于生活、用于生活的有意義的行為。

● 教學反思

本節課總體來看教學效果較好。接下來，從課堂革新方面來反思本節課的教學。

1.前置學習，主動發展

課前學生登錄班級QQ群，參與“機器人巡線”知識的學習。學生可根據個人具體情況，有針對性地選擇文本、圖片或視頻文件進行學習，然后完成相關檢測，教師在線反饋學生自主學習情況，突破傳統教材的局限。

2.課堂互動，合作探究

首先，利用微視頻創設情境，借助HITA助教實時反饋學生課前學習情況，明確學習任務;用IRS搶答的方式激發學生的表達欲，幫助全體學生明晰知識圖譜，進入深度思考狀態;用IRS答題器實時反饋功能，檢測新知掌握程度。師生均可通過即時生成的數據圖表，明確班級每個個體和團體的學習情況，從而幫助學生采用合理的方法學習，幫助教師有針對性地組織教學，實現差異化教學。

在小組編程實操活動環節，采用平板電腦編程及無線控制機器人的方式進行活動?；顒忧?，教師依據各組課堂學習數據，差異化推送學習任務到小組?；顒雍?，針對小組提交的學習成果，教師迅速將其分類回推到相應的組別，讓學生在學習他組和對比本組成果中自主反思成長;同時，發動一鍵即時投票功能，由學生自主選出展示小組，并自主打分評價，充分發揮學生的主觀能動性。

課上教師隨時使用計分板進行及時評價?？吹靡姷脑u價貫穿課堂始終，它不僅可作為課上教師及時轉換教學策略的依據，還和學校正在進行的“綜合素質評價”系統相結合，激發學生學習動力，形成組內協作組間良性競爭的積極學習環境，也能通過綜合素質評價家長端促進家校合力。

3.課程拓展，自我創新

本節課對大部分學生來說是極具挑戰性的。但在拓展環節學生通過及時數據決策和小組協作，完全能自主探索出機器人巡復雜路線的方法，能歸納好的學習方法，還能發散思維，控制小車更具未來普及趨勢，真正做到了會用技術、善用方法解決問題。

點? 評

伴隨課程改革的持續深入和教育信息化2.0堅實有力的推進，“互聯網+教育”的創新模式在課程改革的行動中，自上而下和自下而上地踐行著和探索著……《認路的小車》是小學六年級的信息技術優秀課例。該課例在“互聯網+”的大背景下，從課程建設、教學設計、教學實施、教學評價等方面有諸多看點。

1.網絡資源支撐課前差異化自主學習

（1）考慮到學生的學習基礎和學習力的不同，教師設計了五個圖文并茂的文本或生動有趣的視頻以及學習任務單作為前學的資源;學生可以隨時隨地在QQ群中通過掃描二維碼的方式選學適合自己的學習資源并完成任務單和測試，然后在QQ群中提交。

（2）為滿足不同學生的需求，學習任務單中不僅設計了“思考題”“創意拓展”，還設計了“我們的收獲”，其中包括你預習時發現了什么問題、經過自己思考解決了什么問題、同學討論后解決了什么問題、自己無法解決希望老師回答的問題等內容及前學測試。

如此的前學設計，為不同需求的學生在課中深度學習打下了基礎，同時教師可以依據學生前學和完成任務單的實際情況，調整課中的教學內容，實現以學定教。

2.數據反饋支撐課中合作式深度學習

（1）教師設計了三個關卡和一系列鏈式問題，開啟以小組為單位的師生互動教學。對于教師提出的每一個問題，學生通過個人搶答器搶答并即時在屏幕上顯示答題結果，教師根據答題結果為小組計分。這樣的計分設計，不僅聚斂了學生個人的成就感，而且激發了個人在小組中的責任感。

（2）教師根據各小組的得分情況分層推送不同的學習任務，開啟小組探究活動——利用平板編程支持小車巡線。小組成員分工合作：編程、下載、運行程序、操作小車、記錄小車的運行狀態并記錄修改的數據……以組為單位在線提交任務單。小組討論式的深度學習，促進了學生在解決問題的過程中體驗組內協同合作的力量。

（3）教師請學生用搶答器推舉兩個小組分享交流，計分板也隨時顯示計分結果。通過師生互動、小組主答人和小組其他人補充的方式完成小組分享交流。這樣的設計和數據反饋使“看得見的評價”貫穿課堂始終，以此營造組內協作、組間競爭、積極向上的學習氛圍。

“互聯網+教育”激勵我們探索基于信息技術的新型教學模式，探索因材施教、個性化學習的新型教學組織方式。該課打破了傳統課堂的固有模式，嘗試在“互聯網+”環境下，利用信息技術營造“分類資源支持自主學、個性學、隨時學”“數據反饋提供差異推送”“數據決策啟發多元思考”的成長型的課堂。

另外值得一提的是，該課的課程建設惠及到了每一位學生?！墩J路的小車》原本是課外興趣小組的學習內容，但學生廣有興趣卻供不應求。教師有效的資源整合和聰慧的教學設計，將曾經教師指導的個人學習模式變為“互聯網+”環境下小組合作的探究學習模式，并將其納入校本課程，使每一位學生都獲得自主學習的機會和團隊合作的體驗，這是實現教育均衡發展的鮮活案例。

點評人：2019年度全國教師信息素養提升交流活動評委/北京教育學院 初娜娜

2019年度全國教師信息素養提升交流活動

教學實踐評優——基于交互設備的互動教學課例組 一等獎·小學信息技術