本文分析了智能機(jī)器人在創(chuàng)設(shè)智能情境、引導(dǎo)協(xié)作學(xué)習(xí)以及開展個性輔導(dǎo)等方面的應(yīng)用方式及優(yōu)勢，并結(jié)合具體課堂實例闡述其對提升學(xué)生信息科技素養(yǎng)、培養(yǎng)綜合能力的積極影響，旨在為智能機(jī)器人在小學(xué)信息科技教學(xué)中的有效應(yīng)用提供參考。
隨著科技的不斷創(chuàng)新，智能機(jī)器人技術(shù)逐漸在教育領(lǐng)域嶄露頭角。智能機(jī)器人集智能化、交互性、趣味性于一身，將智能機(jī)器人引入小學(xué)信息科技課堂，能夠打破以往相對枯燥、單調(diào)的教學(xué)模式，通過創(chuàng)設(shè)生動逼真的智能情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。然而，目前智能機(jī)器人在小學(xué)信息科技課堂中的應(yīng)用尚處于探索階段，諸多方面仍有待深入研究和實踐檢驗。基于此，筆者圍繞智能機(jī)器人在小學(xué)信息科技課堂中的應(yīng)用展開全面探索，以期為優(yōu)化小學(xué)信息科技教學(xué)、促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。
機(jī)器人創(chuàng)設(shè)智能情境，構(gòu)建信息科技趣味課堂
智能機(jī)器人創(chuàng)設(shè)的智能情境可以將抽象的知識轉(zhuǎn)化為生動有趣的場景，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在小學(xué)信息科技課堂中，教師在利用智能機(jī)器人創(chuàng)設(shè)情境時，要結(jié)合小學(xué)生的興趣點與教學(xué)目標(biāo)設(shè)定機(jī)器人角色，明確其在情境中的行為與任務(wù)，把總?cè)蝿?wù)拆分成多個小任務(wù)，每個小任務(wù)對應(yīng)相應(yīng)的知識點。此外，教師要做好引導(dǎo)與互動工作，鼓勵學(xué)生與機(jī)器人互動，引導(dǎo)他們運(yùn)用信息科技解決實際問題。
例如，教師可以在小學(xué)信息科技課堂上開展“機(jī)器人太空探險之旅”活動，將教室一角布置成模擬太空站，并選擇一款具有編程功能和多種傳感器（如距離傳感器、光線傳感器等）的智能機(jī)器人，將其設(shè)定為“太空探險機(jī)器人”，具體流程如下表所示。
本活動的任務(wù)是從太空站出發(fā)，收集太陽系內(nèi)小行星的環(huán)境數(shù)據(jù)并安全返回太空站。教師介紹情境與任務(wù)，并展示相關(guān)布置和機(jī)器人的功能。接著，將學(xué)生分組，每組分配一臺機(jī)器人，并將教學(xué)任務(wù)細(xì)化為多個環(huán)節(jié)。
①出發(fā)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)。學(xué)生通過編程設(shè)置機(jī)器人初始位置、前進(jìn)方向等，掌握編程基本操作。在穿越小行星帶時，學(xué)生利用距離傳感器感知周圍物體距離，通過編程讓機(jī)器人根據(jù)反饋數(shù)據(jù)做出轉(zhuǎn)向或停止動作以避開小行星，學(xué)會根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行編程決策。
②行星著陸環(huán)節(jié)。 學(xué)生依據(jù)光線傳感器感知的行星表面的光線情況，調(diào)整機(jī)器人的著陸速度和姿態(tài)。
③數(shù)據(jù)收集環(huán)節(jié)。 通過編程讓機(jī)器人按順序在行星表面移動采集不同位置的數(shù)據(jù)并存儲，涵蓋循環(huán)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲等知識點。
在安全返回時，學(xué)生再次運(yùn)用距離傳感器和編程技能讓機(jī)器人避開障礙順利回太空站。 在任務(wù)完成后，各小組討論任務(wù)所需的信息科技手段和編程方法，并根據(jù)討論結(jié)果進(jìn)行編程實踐，不斷調(diào)試和修改程序。 通過這樣的活動，學(xué)生在趣味的氛圍中學(xué)習(xí)知識與技能，綜合能力得到鍛煉。
智能機(jī)器人引導(dǎo)協(xié)作，提升學(xué)生信息科技能力
教師運(yùn)用智能機(jī)器人引導(dǎo)協(xié)作學(xué)習(xí)，一方面有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊合作精神，讓他們在分組共同操控機(jī)器人完成任務(wù)的過程中學(xué)會分工協(xié)作、溝通交流，另一方面有助于提升學(xué)生的實踐能力，使其更好地掌握知識與技能。 在教學(xué)中，教師首先要依據(jù)學(xué)生信息科技水平、學(xué)習(xí)能力及性格特點等進(jìn)行合理分組，并明確各小組任務(wù)分工，然后搭建溝通平臺，方便學(xué)生隨時交流。 教師在整個過程中要做好引導(dǎo)與監(jiān)督工作（活動前明確要求、活動過程中巡視指導(dǎo)、活動后評價總結(jié)）。
例如，在小學(xué)信息科技課堂中可以組織一場“智能機(jī)器人足球賽”，先在教室空地設(shè)置簡易“足球場”，準(zhǔn)備若干具有編程及運(yùn)動控制能力的智能機(jī)器人，再將學(xué)生分組，每組負(fù)責(zé)操控一臺機(jī)器人參賽。 每組分別設(shè)置“程序員”“硬件維護(hù)員”“觀察員”（如下圖）。
“程序員”負(fù)責(zé)根據(jù)比賽規(guī)則和機(jī)器人運(yùn)動特點編寫程序，讓機(jī)器人能在場上自主移動、轉(zhuǎn)向、踢球等（需熟練掌握編程邏輯判斷、循環(huán)結(jié)構(gòu)及運(yùn)動控制指令運(yùn)用）。
“硬件維護(hù)員”在賽前仔細(xì)檢查機(jī)器人硬件，確保各部件正常工作，比賽中若出現(xiàn)硬件問題要及時維修調(diào)整（需了解機(jī)器人基本硬件結(jié)構(gòu)和常見故障處理方法）。
“觀察員”負(fù)責(zé)密切觀察機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常及時反饋給“程序員”和“硬件維護(hù)員”。
活動開始前教師詳細(xì)介紹規(guī)則、任務(wù)分工及注意事項，各小組學(xué)生進(jìn)行分工準(zhǔn)備。 在比賽結(jié)束后，各小組展示機(jī)器人精彩表現(xiàn)，教師需要進(jìn)行全面評價。 通過這次活動，讓學(xué)生在協(xié)作中提升信息科技能力及多種綜合素質(zhì)。
智能機(jī)器人個性輔導(dǎo)，鞏固信息科技知識漏洞
教師利用智能機(jī)器人開啟個性輔導(dǎo)能針對學(xué)生的個體差異，精準(zhǔn)定位知識薄弱點進(jìn)行強(qiáng)化輔導(dǎo)，滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。 在小學(xué)信息科技課堂中，教師先要全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，借助測試、作業(yè)及課堂表現(xiàn)等確定知識漏洞，接著根據(jù)評估結(jié)果設(shè)定個性化輔導(dǎo)目標(biāo)，明確各學(xué)生需達(dá)成的具體任務(wù)，再挑選合適的智能機(jī)器人定制輔導(dǎo)內(nèi)容。 在輔導(dǎo)過程中教師要進(jìn)行密切監(jiān)督，依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展適時調(diào)整輔導(dǎo)方案。
例如，在小學(xué)信息科技課堂上，教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)圖像編輯軟件時存在知識漏洞，如對某些工具的功能理解不清、操作步驟不熟練等。為了幫助學(xué)生鞏固知識，教師選擇“智教小助手”智能機(jī)器人對學(xué)生進(jìn)行個性化輔導(dǎo)。 首先，通過作業(yè)、課堂表現(xiàn)對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行評估，如A學(xué)生裁剪工具使用易錯、B學(xué)生色彩調(diào)整不熟練等。
針對A學(xué)生，機(jī)器人根據(jù)教師設(shè)定的輔導(dǎo)目標(biāo)，對A學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)。 通過語音詢問： “A同學(xué)，我們先來復(fù)習(xí)一下裁剪工具的基本功能，你還記得它可以用來做什么嗎？ ”在A學(xué)生回答后，機(jī)器人根據(jù)回答情況判斷A學(xué)生對裁剪工具的主要功能（如去除圖像多余部分、調(diào)整圖像大小等）有一定了解，但在具體操作步驟上存在混淆。 于是，機(jī)器人通過屏幕展示了一張帶有詳細(xì)標(biāo)注的圖像，用動畫演示了裁剪工具的正確使用步驟： 先選擇裁剪工具，然后框選要裁剪的區(qū)域，接著調(diào)整裁剪框的大小和位置，最后確認(rèn)裁剪。 在演示完后，機(jī)器人讓A學(xué)生按照演示步驟對另一張圖像進(jìn)行實際操作，并實時指導(dǎo)，指出A學(xué)生操作過程中的錯誤。 經(jīng)過反復(fù)練習(xí)，A學(xué)生逐漸掌握了裁剪工具的正確使用方法。
針對B學(xué)生，機(jī)器人同樣先以對話的形式開啟輔導(dǎo)：“B同學(xué)，我們知道圖像的色彩調(diào)整很重要，你能說一說你目前遇到的困難是什么嗎？”B學(xué)生說出了自己在色彩調(diào)整工具的選擇和參數(shù)設(shè)置上的困惑。機(jī)器人在屏幕上展示了多種色彩調(diào)整工具（如亮度對比度調(diào)整、色彩平衡調(diào)整、色相飽和度調(diào)整等）的介紹視頻，詳細(xì)講解了每種工具的適用場景和基本操作方法，然后給出了一張需要進(jìn)行色彩調(diào)整的圖像示例，讓B學(xué)生根據(jù)自己的理解嘗試進(jìn)行調(diào)整操作。在B學(xué)生操作的過程中，機(jī)器人密切觀察并及時反饋：“B同學(xué)，你這次使用的亮度對比度調(diào)整工具參數(shù)設(shè)置有點高，圖像看起來過亮，你可以試著降低一些參數(shù)值看看效果。”通過不斷嘗試、反饋和調(diào)整，B學(xué)生對圖像的色彩調(diào)整操作越來越熟練，能夠根據(jù)不同的需求準(zhǔn)確選擇合適的工具并設(shè)置合適的參數(shù)。智能機(jī)器人個性化的輔導(dǎo)方式能夠有效鞏固學(xué)生的知識漏洞，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。
結(jié)束語
智能機(jī)器人在小學(xué)信息科技課堂中展現(xiàn)出了巨大的潛力：通過創(chuàng)設(shè)智能情境，能夠營造趣味盎然的學(xué)習(xí)氛圍，讓學(xué)生在身臨其境中更好地理解和運(yùn)用信息科技知識；引導(dǎo)協(xié)作學(xué)習(xí)則有效培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作精神與實踐動手能力；開展個性輔導(dǎo)更是精準(zhǔn)針對學(xué)生的知識漏洞，助力其鞏固學(xué)習(xí)成果。相信在未來，隨著智能機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及教育理念的持續(xù)更新，智能機(jī)器人將在小學(xué)信息科技課堂中發(fā)揮更加重要的作用，為培養(yǎng)適應(yīng)時代需求的創(chuàng)新型人才奠定堅實的基礎(chǔ)。期待更多的教育工作者能夠積極投身于這一領(lǐng)域的探索與實踐，共同推動小學(xué)信息科技教育邁向新的臺階。
本文作者：
田瑜
江蘇省常熟市報慈小學(xué)
文章刊登于《中國信息技術(shù)教育》2025年第2期
引用請注明參考文獻(xiàn)：
田瑜.小學(xué)信息科技教學(xué)中智能機(jī)器人應(yīng)用實踐探索[J].中國信息技術(shù)教育，2025（02）：51-53.
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