教育教学论文 初探小学数学与机器人平台整合.doc

类别：提高信息技术与课程教学整合的研究与实践 学科：数学 论文题目： 初探小学数学与机器人平台整合 作者单位：福州林则徐小学 作者姓名：郑东炜 联系电话电子邮箱：604416467@ 【摘 要】　随着世界的不停发展及信息技术的日新月异，数字化时代的信息素养已成为当代社会公民所必备的基本素养，开设信息技术课程、培养少年儿童的信息素养是义务教育的重要任务。而机器人教学不仅有利于培养学生的信息素养，更有利于推进中国科技的发展，其重要性不容忽视。笔者认为，教小学生学习机器人程序编程，可以帮助他们从小培育程序设计意识与能力，学习程序设计文化，这也是信息素养的主体内容。以机器人教学平台为载体开展中小学算法与程序设计教学实验，巧妙利用小学数学的基本知识，突破了语言的障碍，融小学数学基本活动经验和程序设计为一体，大大降低了学习信息技术的门槛，其所特有的易学、易用、实用、趣味性强的特点使其成为适合在中小学开展程序设计的语言，可以帮助学生通过学习机器人编程快速地进入程序编写的大门，使学生能够深刻体会数字化时代的特征。 关键词　 小学生　　程序设计　　机器人教学平台 小学数学 　　学习机器人编程可以培养学生运用算法来解决实际问题的能力，这种解决问题的方式是计算机所独有的, 也只有通过对计算机的程序设计语言和程序设计方法的学习才有可能获得这种解决问题的能力。一、机器人平台应用于小学程序设计教学的理性思考??? 1.适合小学生的年龄特征与知识储备 机器人程序的学习需要学生的数学知识经验作为基础，学生对问题的分析、解决问题的能力，都会影响学习的积极性，而分析问题与解决问题能力，在小学生数学学习过程中也常常作为学习能力的一个标准，这其实也是我们机器人编程的一个重要标准。小学生的思维往往是从具体形象思维逐渐过渡到抽象逻辑思维，但他们的抽象逻辑思维在很大程度上依赖感性经验，具有很大成分的直观性。低年级学生在不能直接观察到事物特征的情况下，对某些逻辑进行分析会感到困难。而到了高年级，他们则开始能够依靠表现一定数量关系的词语来进行分析。随着年龄的增长，他们掌握事物中直观、外部特征的成分日渐减少，而掌握抽象、本质特征的成分不断增多。机器人模拟软件可以为低年级的孩子提供一个直观操作平台，让他们的奇思妙想变为一个个简单的程序，通过仿真运行，直观感受计算机程序的趣味性；而我们的机器人平台，可以为高年级学生在程序设计这个抽象思维中，直接提供了从直观到抽象的实践平台，符合学生的心理特征与年龄特征，让他们在动手操作、实践编程中领悟算法的奇妙和逻辑的神奇。 曾经也有学者提出“程序设计教学越早越好”。爱沙尼亚，一个仅有130万人口的小国，在科技进展方面不容小觑。爱沙尼亚是即时通讯工具Skype的诞生地，最早实现政府办公完全电子化的几个国家之一，现在，它又发起了一项全国性计划——教7到19岁的在校生编写代码。该计划并非是要开始大量炮制未来的应用程序开发者，而是培养能更聪明地利用科技、电脑和网络的人。而中国在程序设计的推进过程中，我们教师都有这样一种体会，只要教材和教法适当，程序设计入门，初中生比高中生容易，甚至高年级小学生比初中生容易，最困难的是成年人。我们可以在初小阶段的机器人课堂教学采用积木机器人，进行搭建研究学习，简单介绍相关机械原理，培养孩子的动手能力。 根据笔者学校的实际情况，我们的具体做法是：一至三年级初步接触了解什么是机器人，动手制作简易的powerteck机器人；四年级简单了解机器人传感器和编程语言；五年级运用机器人虚拟软件设计简单任务；六年级开始系统学习机器人仿真平台下的程序设计相关知识。 实际上，机器人平台教学，使编程教学能更突出“算法”（解决问题的方法）的学习，使“算法”变得直观而形象，大大提高了学生对学习的投入度，有利于学生思维能力、整体规划的能力、解决问题的能力、连续运用推理的能力、合作沟通能力、动手能力、创新能力的提高。这些年来的实践证明，采用这样的机器人课堂教学梯度铺垫策略，有利于学生兴趣的培养，同时也符合学生的认知规律层层递进。而学生在学习编程的过程，对数学学习的兴趣大大提高，不再简单的认为数学就是做题，在编程的实践活动中，感受到了学习数学的必要性，这也是对数学活动经验的直接体验。 2.小学数学知识与程序设计的有效融合 根据笔者学校的特色，我们采用中鸣机器人公司的编程软件，进行数学学科与机器人平台整合性研究。学生能真正学到的是跟他们生活息息相关的知识，这个知识的范围我们称作“最近发展区域”，简称ZPD（Zone of Proximal Development）。因此，我们的课堂需要关注学生的“ZPD”：前苏联著名心理学家L.S.Vygotsky提出：单一的教授知识是枯燥乏味的，没有体现实际用处的知识是不完整的