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摘 要 结合小学信息技术课堂中的实体机器人教学实践，探讨如何在信息技术教学中利用菜单式学习材料进行机器人教学活动，提出具有实践意义的活动构建模式及相应的注意事项。
关键词 信息技术教学；菜单式材料；机器人实体教学
中图分类号：G622.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）23-0058-03
1 小学生机器人学习现状分析
小学信息技术课引入机器人教学是2007年江苏省版教材实施以来的新举措，目的是开发小学生的创新能力，培养学生获取信息、加工信息、处理信息的综合能力，并在此基础上形成初步的结构性思维方式，为后一阶段的学习打下基础。小学开设机器人教学的目的是与小学阶段学生的行为特征息息相关，处于此年龄阶段的学生是小学高年级学生，由于生理上的变化和抽象思维能力的进一步发展，自我意识随之迅速发展起来，进入了个体自我意识发展的第二个上升时期。具体运算阶段特征为此时的认知特征。如何结合机器人教学，最大限度地挖掘此时学生的潜能，具有重要的作用[1]。
作为首批进行机器人实体教学的尝试者，信息技术教师在机器人教学方面进行了一系列有益的尝试。总结九年来的教学实践，感到有很多方面还有待继续完善提高，主要是：
从教学实践层面观察：重理论、轻行为 首批尝试实体机器人教学的老师普遍发现，机器人实体教学有着相当大的难度。学生机器人虽然已经是简化版的智能机器人，但是仍然存在理论知识量巨大、编程内容过多的难题。加之机器人活动需要较大的场地，因此，形成了很多信息技术教师把教学重点放在了理论层次，而忽视了机器人行为实践的状况。很多学生都是在教室中学习编程、概念，而机器人运动却成为空中楼阁，有所偏废。
从课堂实施层面观察：教学组织困难 机器人实体教学实施之初，缺少对班级规模设置的研究和合理规划。开设机器人实体教学课的学校大多是师资力量较为充足的学校，学生生源数较多，每班的学生人员也大多在近五十人左右，加之机器人教学一般在机房内进行，人多、机器多、场地小的矛盾日益凸显出来，带来的直接矛盾就是教学组织困难，师生都很难找到适合的授课形式进行有效的教学，课堂效率差、气氛热闹却难以控制等问题，成为实施机器人实体教学的难点。
2 基于菜单式学习材料的机器人教学模式
学生行为特征分析 小学信息技术课程中开设实体机器人课是在五、六年级，此时的小学生处于认知发展阶段中的具体运算阶段到形式运算阶段的过渡，具有好奇心、自尊心强、逻辑分析能力初步形成的行为特征，具有一定的行为能力（如图1所示）。因此，此时的机器人实体教学应注重学生的行为促发，在保证安全的基础上积极拓展他们的行为能力和运算能力[2]。
菜单式机器人实体教学的界定 所谓菜单式机器人教学（Communication Robot Teaching）是相对普通机器人实体教学中的师生单一交流模式的教学形式，它主要通过学生间、师生间的菜单选择形式，分解教学目标，简化教学重点，在菜单选择的过程中强化不理解的部分的学习，弱化已经掌握部分的学习，避免部分晦涩难懂的概念的混淆，借助学习小组、核心骨干互助等菜单方式，给予学生感性经验，从而避免了机械的讲授、生硬的任务指派，能够让学生通过自我选择、自我加工、自我求知的形式来进行知识内化和展示。
一般而言，菜单式机器人教学材料包括以下几个部分。
1）关键点解析（Key points）。这部分以机器人的关键性的概念解析为主，帮助学生通过各种形式进行概念的学习，主要呈现知识的结构、历史、形成等主干性内容，目的是通过适当的提示，形成学生的全景式的思维结构图。
2）应用实例资料（Applications）。机器人教学中有大量的编程内容，这些内容与机器人可以完成的动作和任务息息相关。在教学中，提供实例菜单供学生选择，这些实例包含有机器人实体教学中的前进、后退、转弯、避障、循迹等基本动作程序，以期帮助学生在适当的提示下进行组合编程的尝试[3]。通过对这些程序的反复组合和修改，可以完成复杂的动作，对于自身能力不足的学生，实例菜单可以起到引导和促进知识理解的作用。
3）程序勘误（Correction procedure）。机器人的实体教学中，调试机器人是必不可少的环节，对于检查自我行为、验证程序的合理性有着非常重要的作用。程序勘误菜单提供给学生典型问题的解析、错误程序的提示、运动常见故障的排除方法等，指导学生根据实际需要修正程序，对机器人的运行进行必要的干预，以完成既定任务。
基于菜单式学习材料的机器人教学模式建构
1）材料准备。菜单式材料的着眼点在于“菜单”和“材料”，因此，寻找适合的材料并以菜单的形式呈现，是菜单式机器人教学模式建构的首要因素，重点关注以下几个原则。
①以教材为本。机器人教学是新版省编教材选修册的内容，关于教材的编订和设计理念，在“江苏省义务教育信息技术实施纲要”中有详细的介绍，任何学习材料，必修基于“纲要”的基础，进行材料设计。
②以生源为根。机器人教学的对象是小学高年级学生，学习者需要一定的编程基础作为知识铺垫。如果生源需要尚处于编程的起步阶段，就需要教师给予更多的编程基礎知识菜单的设置（如图2所示）；如果生源已经可以具有完整的结构性思维过程，则需要教师更多的提供高级编程内容的启发菜单[4]。
③菜单样式设计。研究了材料的选择之后，面临的问题就是菜单样式的选择，不同样式的菜单对学生的影响是不同的。合适的菜单可以帮助学生加深知识的理解，不合适的菜单反而对学习起到负面作用。
第一，套餐式菜单。所谓套餐式菜单是指材料按照机器人的动作类型进行分类，每一种动作为一种套餐，每个套餐内部包括完整的设计流程图和程序要求、场地准备和运行规则，由学生根据每课的具体环境进行菜单的选择。如机器人学习中的“机器人避障”运动，就具备菜单式材料的选择因素，可以帮助学生不断复习旧知，引发新知。 第二，协商式菜单。所谓协商式菜单是指学习材料根据学生的实际情况进行罗列，教师在事前备课时准备提纲，提供给学生已有知识材料的名称，然后学生根据自己的需要进行再次的增删。如机器人中的“传感器”单元学习，就可以借助学习网站进行协商式菜单的设计，让学习者根据主观意愿选择。
第三，交互式菜单。所谓交互式菜单，顾名思义，指师生间的学习材料可以随时进行交互，学习材料可以成为教学材料，而教学材料也可以很方便地转换为学生材料为学习者所用。这种材料形式应用灵活，有很好的互动性，因此，适用于情况变化比较频繁的机器人比赛等综合应用课的学习，如机器人“循光”单元学习中，就可以将不同红外传感器的效能进行菜单设置，让学习者领会不同传感器的功能区分。
2）菜单式机器人教学中的教师角色定位。基于菜单式的机器人教学，学生是在教师的教学引导下进行的一种主动式学习，不仅参与度方面要大大超越于传统教学，效果方面也要明显优于传统教学。基于菜单式机器人教学的课堂中，教师的角色把握显得尤为重要，既要在备课阶段充分准备机器人相关材料，又要控制课堂气氛，在给学生充分选择的同时，还需要有丰富的临场应变能力，实现在教学过程中的主导作用。教师在基于菜单式机器人的教学中应注意以下两点。
①为菜单提供选择指导。在机器人实体教学中，教师要完成好指导学生选择菜单式材料的任务。教师在学习者学习的过程中，除了提供给学生设计好的菜单式学习材料之外，还有更加重要的任务，就是帮助学生了解应该如何选择这些菜单，选择的依据是什么、选择的标准是什么、选择的时机是什么。对菜单的选择是帮助学生了解如何去应用这些菜单。
②成为学习伙伴。学生在学习机器人的过程中，团体合作是常见的组织形式，至少要提供二人以上的小组进行合作学习，这点已经得到了教师们的认同。但是，教师是如何定位呢？在菜单式材料提供给学生的基础上，是不是教师就成为旁观者呢？当然不是，教师是学习者的学习伙伴，要以这样的身份参与到学习过程中去，帮助学生共同设计程序，选择学习材料，并对某些交互式的菜单进行共同的修正，在学习过程中完成知识的学习。一节合格的机器人实体教学课，教师是要不断变换自身身份的：即课前的菜单制作者、课中的选择指导者、课间的伙伴协作者、课后的复习延伸者，不同的时间阶段都有不同的要求，有待教师去积极应对。
3 基于菜单式资料的实体机器人教学模式的构建注意事项
首先，菜单的内容选择尤为重要，需要根据学情进行必要的筛选，找到符合学习者学习需要的内容，选入菜单式资料中；
其次，构建菜单的载体要符合学生认知的习惯，切莫造成技术使用的障碍，而让学习者无法真正进行选择；
最后，要進行必要的总结性评价，让菜单成为动态的选择，不断根据学情进行调整，以期更加适应学生学习的需要。
总之，基于菜单式材料的机器人教学是知识、技术、基础成果、操作技能等方面的主客观统一，为机器人实体教学提供了一条有效的途径，可以帮助信息技术教师解决课堂教学中的难点。机器人教学是一个新兴课程，需要研究的东西还有很多，实践表明菜单式学习材料应用研究，不失为一项有益的尝试，有助于提高小学机器人教学效率和质量。
参考文献
[1]李艺，张义兵.信息技术教育的双本体观分析[J].教育研究，2002（11）：70-73.
[2]朱彩兰，李艺.信息技术课程内容建设任务分析[J].中小学信息技术教育，2004（12）：18-20.
[3]苗逢春.中小学信息技术教育的回顾与反思[J].中国信息技术教育，2004（12）：19-22.
[4]张丽霞，郭清水.中小学信息技术教学原则体系初探[J].电化教育研究，2004（6）：67-72.
关键词 信息技术教学；菜单式材料；机器人实体教学
中图分类号：G622.0 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2016）23-0058-03
1 小学生机器人学习现状分析
小学信息技术课引入机器人教学是2007年江苏省版教材实施以来的新举措，目的是开发小学生的创新能力，培养学生获取信息、加工信息、处理信息的综合能力，并在此基础上形成初步的结构性思维方式，为后一阶段的学习打下基础。小学开设机器人教学的目的是与小学阶段学生的行为特征息息相关，处于此年龄阶段的学生是小学高年级学生，由于生理上的变化和抽象思维能力的进一步发展，自我意识随之迅速发展起来，进入了个体自我意识发展的第二个上升时期。具体运算阶段特征为此时的认知特征。如何结合机器人教学，最大限度地挖掘此时学生的潜能，具有重要的作用[1]。
作为首批进行机器人实体教学的尝试者，信息技术教师在机器人教学方面进行了一系列有益的尝试。总结九年来的教学实践，感到有很多方面还有待继续完善提高，主要是：
从教学实践层面观察：重理论、轻行为 首批尝试实体机器人教学的老师普遍发现，机器人实体教学有着相当大的难度。学生机器人虽然已经是简化版的智能机器人，但是仍然存在理论知识量巨大、编程内容过多的难题。加之机器人活动需要较大的场地，因此，形成了很多信息技术教师把教学重点放在了理论层次，而忽视了机器人行为实践的状况。很多学生都是在教室中学习编程、概念，而机器人运动却成为空中楼阁，有所偏废。
从课堂实施层面观察：教学组织困难 机器人实体教学实施之初，缺少对班级规模设置的研究和合理规划。开设机器人实体教学课的学校大多是师资力量较为充足的学校，学生生源数较多，每班的学生人员也大多在近五十人左右，加之机器人教学一般在机房内进行，人多、机器多、场地小的矛盾日益凸显出来，带来的直接矛盾就是教学组织困难，师生都很难找到适合的授课形式进行有效的教学，课堂效率差、气氛热闹却难以控制等问题，成为实施机器人实体教学的难点。
2 基于菜单式学习材料的机器人教学模式
学生行为特征分析 小学信息技术课程中开设实体机器人课是在五、六年级，此时的小学生处于认知发展阶段中的具体运算阶段到形式运算阶段的过渡，具有好奇心、自尊心强、逻辑分析能力初步形成的行为特征，具有一定的行为能力（如图1所示）。因此，此时的机器人实体教学应注重学生的行为促发，在保证安全的基础上积极拓展他们的行为能力和运算能力[2]。
菜单式机器人实体教学的界定 所谓菜单式机器人教学（Communication Robot Teaching）是相对普通机器人实体教学中的师生单一交流模式的教学形式，它主要通过学生间、师生间的菜单选择形式，分解教学目标，简化教学重点，在菜单选择的过程中强化不理解的部分的学习，弱化已经掌握部分的学习，避免部分晦涩难懂的概念的混淆，借助学习小组、核心骨干互助等菜单方式，给予学生感性经验，从而避免了机械的讲授、生硬的任务指派，能够让学生通过自我选择、自我加工、自我求知的形式来进行知识内化和展示。
一般而言，菜单式机器人教学材料包括以下几个部分。
1）关键点解析（Key points）。这部分以机器人的关键性的概念解析为主，帮助学生通过各种形式进行概念的学习，主要呈现知识的结构、历史、形成等主干性内容，目的是通过适当的提示，形成学生的全景式的思维结构图。
2）应用实例资料（Applications）。机器人教学中有大量的编程内容，这些内容与机器人可以完成的动作和任务息息相关。在教学中，提供实例菜单供学生选择，这些实例包含有机器人实体教学中的前进、后退、转弯、避障、循迹等基本动作程序，以期帮助学生在适当的提示下进行组合编程的尝试[3]。通过对这些程序的反复组合和修改，可以完成复杂的动作，对于自身能力不足的学生，实例菜单可以起到引导和促进知识理解的作用。
3）程序勘误（Correction procedure）。机器人的实体教学中，调试机器人是必不可少的环节，对于检查自我行为、验证程序的合理性有着非常重要的作用。程序勘误菜单提供给学生典型问题的解析、错误程序的提示、运动常见故障的排除方法等，指导学生根据实际需要修正程序，对机器人的运行进行必要的干预，以完成既定任务。
基于菜单式学习材料的机器人教学模式建构
1）材料准备。菜单式材料的着眼点在于“菜单”和“材料”，因此，寻找适合的材料并以菜单的形式呈现，是菜单式机器人教学模式建构的首要因素，重点关注以下几个原则。
①以教材为本。机器人教学是新版省编教材选修册的内容，关于教材的编订和设计理念，在“江苏省义务教育信息技术实施纲要”中有详细的介绍，任何学习材料，必修基于“纲要”的基础，进行材料设计。
②以生源为根。机器人教学的对象是小学高年级学生，学习者需要一定的编程基础作为知识铺垫。如果生源需要尚处于编程的起步阶段，就需要教师给予更多的编程基礎知识菜单的设置（如图2所示）；如果生源已经可以具有完整的结构性思维过程，则需要教师更多的提供高级编程内容的启发菜单[4]。
③菜单样式设计。研究了材料的选择之后，面临的问题就是菜单样式的选择，不同样式的菜单对学生的影响是不同的。合适的菜单可以帮助学生加深知识的理解，不合适的菜单反而对学习起到负面作用。
第一，套餐式菜单。所谓套餐式菜单是指材料按照机器人的动作类型进行分类，每一种动作为一种套餐，每个套餐内部包括完整的设计流程图和程序要求、场地准备和运行规则，由学生根据每课的具体环境进行菜单的选择。如机器人学习中的“机器人避障”运动，就具备菜单式材料的选择因素，可以帮助学生不断复习旧知，引发新知。 第二，协商式菜单。所谓协商式菜单是指学习材料根据学生的实际情况进行罗列，教师在事前备课时准备提纲，提供给学生已有知识材料的名称，然后学生根据自己的需要进行再次的增删。如机器人中的“传感器”单元学习，就可以借助学习网站进行协商式菜单的设计，让学习者根据主观意愿选择。
第三，交互式菜单。所谓交互式菜单，顾名思义，指师生间的学习材料可以随时进行交互，学习材料可以成为教学材料，而教学材料也可以很方便地转换为学生材料为学习者所用。这种材料形式应用灵活，有很好的互动性，因此，适用于情况变化比较频繁的机器人比赛等综合应用课的学习，如机器人“循光”单元学习中，就可以将不同红外传感器的效能进行菜单设置，让学习者领会不同传感器的功能区分。
2）菜单式机器人教学中的教师角色定位。基于菜单式的机器人教学，学生是在教师的教学引导下进行的一种主动式学习，不仅参与度方面要大大超越于传统教学，效果方面也要明显优于传统教学。基于菜单式机器人教学的课堂中，教师的角色把握显得尤为重要，既要在备课阶段充分准备机器人相关材料，又要控制课堂气氛，在给学生充分选择的同时，还需要有丰富的临场应变能力，实现在教学过程中的主导作用。教师在基于菜单式机器人的教学中应注意以下两点。
①为菜单提供选择指导。在机器人实体教学中，教师要完成好指导学生选择菜单式材料的任务。教师在学习者学习的过程中，除了提供给学生设计好的菜单式学习材料之外，还有更加重要的任务，就是帮助学生了解应该如何选择这些菜单，选择的依据是什么、选择的标准是什么、选择的时机是什么。对菜单的选择是帮助学生了解如何去应用这些菜单。
②成为学习伙伴。学生在学习机器人的过程中，团体合作是常见的组织形式，至少要提供二人以上的小组进行合作学习，这点已经得到了教师们的认同。但是，教师是如何定位呢？在菜单式材料提供给学生的基础上，是不是教师就成为旁观者呢？当然不是，教师是学习者的学习伙伴，要以这样的身份参与到学习过程中去，帮助学生共同设计程序，选择学习材料，并对某些交互式的菜单进行共同的修正，在学习过程中完成知识的学习。一节合格的机器人实体教学课，教师是要不断变换自身身份的：即课前的菜单制作者、课中的选择指导者、课间的伙伴协作者、课后的复习延伸者，不同的时间阶段都有不同的要求，有待教师去积极应对。
3 基于菜单式资料的实体机器人教学模式的构建注意事项
首先，菜单的内容选择尤为重要，需要根据学情进行必要的筛选，找到符合学习者学习需要的内容，选入菜单式资料中；
其次，构建菜单的载体要符合学生认知的习惯，切莫造成技术使用的障碍，而让学习者无法真正进行选择；
最后，要進行必要的总结性评价，让菜单成为动态的选择，不断根据学情进行调整，以期更加适应学生学习的需要。
总之，基于菜单式材料的机器人教学是知识、技术、基础成果、操作技能等方面的主客观统一，为机器人实体教学提供了一条有效的途径，可以帮助信息技术教师解决课堂教学中的难点。机器人教学是一个新兴课程，需要研究的东西还有很多，实践表明菜单式学习材料应用研究，不失为一项有益的尝试，有助于提高小学机器人教学效率和质量。
参考文献
[1]李艺，张义兵.信息技术教育的双本体观分析[J].教育研究，2002（11）：70-73.
[2]朱彩兰，李艺.信息技术课程内容建设任务分析[J].中小学信息技术教育，2004（12）：18-20.
[3]苗逢春.中小学信息技术教育的回顾与反思[J].中国信息技术教育，2004（12）：19-22.
[4]张丽霞，郭清水.中小学信息技术教学原则体系初探[J].电化教育研究，2004（6）：67-72.