基于机器人教学的创新编程思维培养模式与实践研究

发表时间:2021/8/3   来源:《教学与研究》2021年4月第10期   作者:贾泽宇
[导读] 随着我国科技的不断发展,科技融入各个行业当中,促进了各行业良好的推动和发展
        贾泽宇
        苏州工业园区车坊实验小学        215125
        摘要:随着我国科技的不断发展,科技融入各个行业当中,促进了各行业良好的推动和发展。其中机器人是科学技术人员凝成的智慧结晶,它拥有多种用途,在教育行业中也具有至关重要的作用。它不但代表着科学技术发展的前沿,同时其自身也蕴含着丰富的教学资源。在教育改革的大背景下,由于社会的不断发展,对于人才的培养方式也要经过不断变化。所以,利用机器人进行教学,对于学生的编程思维培养具有重要的作用和意义。
        关键词:机器人教学;创新编程思维;培养模式;实践研究
        随着科学技术的不断发展,信息技术已经成为人们生活不可或缺的一部分,因此为了跟上时代的发展,教学行业也发生了巨大的变革。信息技术在现代越来越受到重视,同时也逐渐引进了大量的编程课程,在目前,编程课程也成为火爆的专业之一,它能够锻炼学生的个人思维能力,促进其思维的发展,同时还能够有效提高其自身解决问题的能力。本篇文章则针对基于机器人教学的创新编程思维培养模式与实践研究这一话题展开讨论和探析。
        一、编程思维的培养现状问题
        在现如今的新时代,计算机技术已经和人们的生活融为一体,它大大改变了人类的生活方式,在任何行业中都能够看见计算机的应用。这也说明计算机专业的人才逐渐受到追捧,越来越多的人开始重视IT人才以及其技术的培养和挖掘。在国外的教育中,计算机编程技术已经成为孩子们必要学习的科目之一,每个孩子都要具备基础简单的编程能力,它不但可以促进思维的发展,同时还能激发学生自身的创新意识[1]。
        但是在目前我国的编程教育中,部分学校在教学中仍然有很多的问题出现,首先是计算机教育的知识体系的落后,没有跟上时代的发展而改变内容,无法良好地适应新的时代特征,对孩子没有进行数学性思维的培养,使其不能够快速地适应并掌握相关的知识内容[2]。其次是教师的授课方法过于单一和枯燥,没有根据学生的具体学习情况展开教学,也不够注重以学生作为主体,使其对于编程学习并不感兴趣。最后就是动手实践的次数太少,学生缺少基本的操作经验,在实践方面不够重视,不能够有效提高孩子的动手能力[3]。
        二、机器人教学的作用和意义
        科技的进步会使得机器人教学的模式越来越得到普及,近年来我国开始频繁试验智能机器人在课堂中的教学效果,并逐渐展开了机器人的课堂教学模式。发现通过机器人授课能够更好地帮助学生培养其自身的编程思维,加强其编程的实践能力[4]。同时机器人的模拟仿真环境受到了广大学生的喜爱,增加了大家的学习兴趣,也降低了同学们编程学习的难度,为大家的编程学习提供了非常理想的条件。机器人在教学活动中,不但能有效调动同学们学习的积极性,同时还可以促进其通过自己动手动脑来加强自身的综合素质。让他们在动手的过程中体会到学习的乐趣,积极探索和探究其中的知识奥妙,以此逐渐对该学科的知识内容熟悉地掌握和应用。通过机器人教学,能够促使学生个人的创新能力,思维能力以及学习都能有效地提高和加强。
        三、培养策略探究
        (一)培养分解思维,提高解决问题的能力
        机器人的作用就是为了培养同学们的创新编程思维,它对学生在学习程序编写中具有关键的影响和塑造效果。

在学习编程中,首先需要学习的就是分解思维,它能促使同学们将复杂的庞大的问题进行分解和整理的能力,使其可以快速地解决问题。通过虚拟机器人对学生进行良好的引导教学,将高难度的问题快速分为几个简单的步骤,让学生尽情地根据自己的想法去进行拼装,发挥自己的想象力,将整体的问题分解成多种简单的小问题,之后再对小问题继续分解,设置小目标开始实施,层层递进,一步一步循序渐进地解决,就像做饭的步骤一样,将做饭分为买菜、洗菜、下锅这三个大步骤,之后再针对这三个大步骤分别分解小步骤,总之最终的目的就是为了解决“做饭”这一问题。
        (二)培养主动探究思维,调动学习的积极性
        机器人走进课堂,可以提高整体课堂教学的趣味性,激发同学们学习的兴趣。让大家在兴趣的驱动下,主动学习,在积极参与的过程中,寻求以及想要掌握的知识内容。同时它还能有效提高学生的动手能力和思考能力,让大家在学习中学会合作,共同解决面临的难题。在此基础上,不但可以帮助大家快速地形成相应的知识框架,还能让学生们在学习的过程中打下良好的基础。同时,机器人教学,更加提倡让学生自主学习和探究,强调了其个性化的发展,在教学指导中要注重以学生为主,关注他们的学习差异,多给予大家学习的空间和思考空间,使其在搭建机器人的过程中发现问题,并主动探究和解决问题。
        (三)培养学生的抽象思维,提高解决问题的效率
        机器人可以引导同学们针对某一问题进行分析和思考,让学生将所有的问题能够在脑海当中列出来,搭建成一个整体的框架。之后将问题按照时间的顺序进行排列,这样可以有效避免问题的混乱,提高学生解决问题的效率。在大概的问题梳理完毕之后,就引导同学们对目前的学习任务进行聚焦。通过聚焦分析,直击根本问题,同时,通过机器人的引导,促使同学们能够快速把所有的操作和问题。
        (四)注重计算思维的激发,锻炼学生的思维能力
        计算思维和数学思维是相同的,计算机思维和数学思维非常相似,它是解决问题和促进学生进行学习的核心要素。计算思维同时需要学生掌握基本的技术和经验。在授课过程中要对学生进行循序渐进地引导,使其从简单的排列和整理顺序到学会思考和探究,能够对程序的参数进行精心和精确的调节,或者可以从结构化编程开始转变为面向对象的编程。使其编程能力和思维能力都能得到有效地提高。
        结束语:
        总而言之,应用机器人对学生进行创新编程思维的培养教学,能有效激发他们的学习兴趣,同时也让教师在教学中节省精力,去研究更多有效的授课方式。它不但可以打造良好的课堂氛围,也能够全面推进素质教育理念,让更多的老师意识到素质教育的重要性和作用,从而注重学生的个人全面发展。同时机器人教学还能树立学生的科学理念,使其相信科学并热爱科学,树立正确的思想观念。
         参考文献
         [1]江蓉.基于中学编程机器人教学的计算思维评价体系构建[J].汉字文化,2020(20):130-131+147.

         [2]林达春.基于机器人教学的创新编程思维培养模式与实践研究[J].教育信息技术,2020(04):28-30.

         [3]连秋菊.基于计算思维的教学活动设计与实施——以编程机器人教学为例[J].信息与电脑(理论版),2020,32(07):214-217.

         [4]姚佳磊. 基于项目学习的小学机器人教学活动设计研究[D].上海师范大学,2019.
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