陳俊宇　楊雪梅

【摘 要】智能機器人課程是一門集計算機、通信、物理、機械、電子和人工智能等多門學(xué)科技術(shù)于一體的高度綜合的課程，有著極強的理論性和實踐性。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，移動設(shè)備的快速普及，基于信息技術(shù)環(huán)境構(gòu)建智能機器人教學(xué)模式就成了一種必然趨勢。本文結(jié)合個人智能機器人的教學(xué)經(jīng)驗，探究和思考在信息技術(shù)環(huán)境下有效開展智能機器人教學(xué)的新模式。

【關(guān)鍵詞】智能機器人；信息技術(shù)；教學(xué)模式

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷更新，筆記本電腦、iPad和手機等移動設(shè)備的快速普及，將傳統(tǒng)面對面課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有機結(jié)合成了切實可行的教學(xué)模式，為智能機器人科學(xué)教育提供了一條新的教育之路。筆者結(jié)合個人的教學(xué)實踐，探索和思考在信息技術(shù)環(huán)境下有效開展智能機器人教學(xué)的新模式。

一、智能機器人教學(xué)新模式的構(gòu)建

智能機器人課程是一門集計算機、通信、物理、機械、電子和人工智能等多門學(xué)科技術(shù)于一體的高度綜合的課程，有著極強的理論性和實操性。而依靠傳統(tǒng)教學(xué)模式開展的智能機器人教學(xué)受到時間的限制，教師只能根據(jù)教學(xué)需要有針對性地選擇教學(xué)內(nèi)容，即使如此，也難以保證學(xué)生有足夠的時間消化理論知識和動手實踐?；谶@個原因，只能打破傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，借助信息技術(shù)來傳授智能機器人的理論知識，將面對面教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合，構(gòu)建成智能機器人教學(xué)的新模式，使學(xué)生成為整個教學(xué)過程中的主體，達到預(yù)期的教學(xué)效果。

智能機器人教學(xué)新模式，主要是教師通過信息化的教學(xué)手段，將搜索到的相關(guān)學(xué)習資源統(tǒng)一發(fā)布到云空間；學(xué)生利用信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，自主規(guī)劃學(xué)習內(nèi)容、學(xué)習進度、學(xué)習方式，實現(xiàn)師生互動、學(xué)習交流、主題討論、資源共享和作品分享、評價等功能。

二、基于信息技術(shù)環(huán)境開展智能機器人教學(xué)的具體途徑和方法

基于信息技術(shù)環(huán)境開展智能機器人教學(xué)，主要是學(xué)生應(yīng)用電腦、手機、iPad等設(shè)備進行學(xué)習，只要在網(wǎng)絡(luò)暢通的前提下，就可以進行學(xué)習和交流，在此學(xué)習過程中，學(xué)生作為學(xué)習的主體，自主建構(gòu)智能機器人知識體系，教師作為幫助者和促進者，及時進行正確的指引。

（一）利用云空間共享資源，延伸學(xué)習時間和內(nèi)容

智能機器人教學(xué)主要包括了解智能機器人的歷史和發(fā)展、智能機器人的結(jié)構(gòu)和工作原理、智能機器人的組裝、智能機器人的控制（智能機器人的程序設(shè)計）等內(nèi)容，單純用文字和語言來描述這些抽象的機械、電子、編程等知識，學(xué)生難以理解，僅靠課堂的40分鐘學(xué)生也無法完全消化。于是在智能機器人教學(xué)過程中，筆者將學(xué)習指引和任務(wù)，對學(xué)生有輔導(dǎo)作用的課件、視頻、習題等學(xué)習資源上傳到群共享、網(wǎng)絡(luò)云盤等云空間上，實現(xiàn)課程資源共享。學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習情況，上網(wǎng)下載學(xué)習資源，隨時隨地進行智能機器人知識的自主學(xué)習。例如，在教學(xué)智能機器人巡線功能時，筆者先是以思維導(dǎo)圖的形式呈現(xiàn)智能機器人巡線的4種狀況，再利用會聲會影等軟件制作簡短的微課視頻，逐步分解巡線的知識要點和難點，分析4種巡線狀況下的程序編寫方法，演示加載程序后機器人巡線行走的實際情況。通過微視頻一步步呈現(xiàn)每一個學(xué)習模塊的重點和難點，化抽象為形象，并能讓學(xué)生根據(jù)自身需求反復(fù)觀看視頻，解決疑難問題，讓學(xué)生很好地理解和掌握智能機器人行走的方法。

（二）借助網(wǎng)絡(luò)通訊工具，實現(xiàn)師生實時互動

在智能機器人教學(xué)活動中，筆者建立了QQ群、微信群，這樣既可以與某個學(xué)生單獨對話，實現(xiàn)單獨輔導(dǎo)，也可以組織全體學(xué)生進行主題討論，學(xué)生之間也可以互相幫助和協(xié)作，在共同探討的學(xué)習氛圍中加深對知識的理解，獲取所需的知識。如學(xué)生在學(xué)習感應(yīng)器、非門、與門等電子元件的工作原理時，遇到問題時在群里發(fā)問，其他學(xué)生就會提出自己的見解，于是就會展開一場激烈的討論。在輕松愉悅的環(huán)境下，學(xué)生們自己就把問題解決了，很多時候，老師只需偶爾點撥，甚至在場外默默關(guān)注就收獲了預(yù)期的教學(xué)效果，這讓老師教得輕松，學(xué)生也學(xué)得快樂。又如在進行垃圾智能機器人外觀設(shè)計時，不僅要考慮智能機器人精美獨特的外觀，又要顧及吸塵裝置的大小，還要考慮動力系統(tǒng)的支持，師生通過QQ群或微信群，以問題為向?qū)нM行組內(nèi)探討，每位同學(xué)發(fā)揮自己的想象力、創(chuàng)造力，有時候有的學(xué)生突然來了靈感，在群里發(fā)表，在線的同學(xué)就會跟著討論。在一輪又一輪的積極討論中，將他們智慧之花激發(fā)出來，集思廣益，設(shè)計出各種智能裝置和富有個性的外觀，實現(xiàn)自己的創(chuàng)意。

（三）借助網(wǎng)絡(luò)平臺，展示和分享學(xué)習成果，獲得成功的體驗

在智能機器人教學(xué)過程中，筆者除了讓學(xué)生在課堂上進行展示、交流學(xué)習外，還讓學(xué)生將學(xué)習成果通過視頻或者照片的方式分享在論壇、微博、微信朋友圈、QQ空間等網(wǎng)絡(luò)平臺，讓更多的學(xué)生能欣賞到他們的作品。而作為老師，筆者也以帖子的形式將一些具有代表性的學(xué)習作品范例上傳到QQ空間中，師生之間圍繞這些作品進行交流和評價，學(xué)生在自評和互評的過程中得到表揚和修改的意見，有利于提高學(xué)生分析能力和鑒賞能力，也鍛煉了學(xué)生的語言組織和表達能力；而作為老師，也能通過學(xué)生的自評和互評的內(nèi)容來了解學(xué)生對知識的掌握程度，以此發(fā)現(xiàn)學(xué)生的潛能和需求，及時給予針對性的指導(dǎo)。

三、信息技術(shù)環(huán)境下有效開展智能智能機器人教學(xué)的體會

（一）有利于實現(xiàn)分層教學(xué)

智能機器人課程是一門跨學(xué)科的課程，其涵蓋了電子技術(shù)、計算機技術(shù)、人工智能技術(shù)、傳感技術(shù)等，學(xué)生這方面的知識本來就少，而且這些知識內(nèi)容也相對較難，要掌握這些知識不容易，僅靠面對面教學(xué)難以達到很好的教學(xué)效果，但是借助多媒體和網(wǎng)絡(luò)等信息技術(shù)手段的話，學(xué)生能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源和老師提供的學(xué)習資源，根據(jù)自己原有水平、自己的喜好，決定學(xué)習進度、學(xué)習內(nèi)容，反復(fù)觀看微課視頻，自主探索，參與討論和實踐操作，每個學(xué)生通過努力，都能得到最優(yōu)的發(fā)展。真正做到尊重學(xué)生的個性差異，切實實現(xiàn)了分層教學(xué)，使得優(yōu)等生“吃得飽”，中等生“吃得好”，學(xué)困生“吃得了”。

（二）有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力

基于信息技術(shù)環(huán)境的學(xué)習，賦予了學(xué)生更多的自由，滿足了學(xué)生在不同場合、不同需要的個性化學(xué)習，并提高了學(xué)生的自主學(xué)習能力，讓學(xué)生逐漸成為學(xué)習的主人。同時，學(xué)生也有更多獨立思考的時間，在獨立思考和探究中，不斷鍛煉思維能力、觀察能力。由于智能機器人是一個創(chuàng)作和開發(fā)的過程，以小組的形式開展活動，學(xué)生通過通訊工具隨時隨地進行討論和交流，更能自由發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，在這個過程中，慢慢學(xué)會傾聽和接受，培養(yǎng)團隊合作能力，在思想碰撞下也更能提高創(chuàng)新能力；在分享作品時，也能提高語言表達能力，學(xué)會自我批評，提高作品鑒賞能力。

總而言之，基于信息技術(shù)環(huán)境下的智能機器人教學(xué)新模式，明顯提高了學(xué)生的綜合能力，減少了學(xué)生的挫敗感，增強了學(xué)生的自信心，并獲得更多的成就感，更有利于學(xué)生開發(fā)出具有創(chuàng)意的智能機器人作品。

（三）教師要及時組織和引導(dǎo)

基于信息技術(shù)環(huán)境的智能機器人教學(xué)模式，教師要付出更多的時間和精力，事前要做好必要的準備，除了教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容和任務(wù)，還要尋找和制作學(xué)習資源，而且在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中，還要時刻關(guān)注學(xué)生的動態(tài)，特別是對于自控能力比較差的學(xué)生，避免他們以學(xué)習的名義上網(wǎng)聊天、玩游戲，做與學(xué)習無關(guān)的事，時時引導(dǎo)才能確保每個學(xué)生都能學(xué)有所獲。

基于信息技術(shù)環(huán)境的教學(xué)模式，是教學(xué)的一種新趨勢，它能打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)上的時間和空間的局限，彌補了傳統(tǒng)面對面教學(xué)的不足，但是也存在一定的弊端，這需要教師在實踐中繼續(xù)探索和研究，盡最大的努力趨利避害，把基于信息技術(shù)環(huán)境的教學(xué)模式的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，以便于更有效地開展智能機器人教學(xué)。

參考文獻

[1]龔建良，章婕.基于QQ群聊的網(wǎng)絡(luò)小組合作學(xué)習模式的探析[J].科技信息，2007（16）.

[2]馬開生.中小學(xué)智能機器人數(shù)字化教學(xué)模式研究探索[J].電子制作，2013（04）.

[3]蔡曉程.信息技術(shù)與智能機器人教學(xué)的整合[J].新課程學(xué)習（上），2014（04）.