時間：2024-03-10 08:22:08
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學習者分析
隨著因特網應用普及程度的提高，學生都或多或少了解了一些因特網的一般應用，但由于成長環境和教育條件的不同，每位學生在認知上會有所差異。另外，這個階段的學生好奇心很強，接受新事物的能力也比較強，因此，適當補充一些因特網的前沿技術知識很有必要。
教學目標
知識與技能目標：了解因特網的一般應用，并對前沿技術有所了解，能將所學知識應用于生活。
過程與方法目標：在實踐探究活動中學習新知，掌握自我學習與認知的方法；通過小組活動形式學會分享合作的新型學習方法。
情感態度與價值觀目標：培養關注前沿科技的習慣，對新技術、新事物保持好奇心；具有警惕信息安全隱患的意識，能保護個人隱私。
教學重點、難點
重點：了解因特網的一般應用，并能將其應用于生活實踐；知道因特網的前沿科技，了解其發展趨勢。
難點：理解因特網的前沿科技，特別是對物聯網的理解、思考與暢想。
教學策略
本課教材上的內容嚴重滯后，如果按照課本的思路根本達不到教學目標，教師需要課本框架，加入新技術的介紹，但這又很容易讓課堂變成技術宣講會，因此，讓新技術教學從單一輸入變為體驗互動是很有必要的。采用任務驅動的方式讓學生在完成任務中體驗技術，在小組討論中學會溝通交流并內化新知，在思考分享中拓展思路構想未來發展。
教學過程
1.創設情境，感受因特網應用的豐富多彩
師：大家在生活中接觸過的因特網應用有哪些呢？
生：游戲、網購、QQ……
師：其實，因特網的應用遠比我們知道的要豐富多彩。今天，我們就一起來認識它，這里老師先給大家演示一個好玩的東西（如圖1）。
筆者使用提前自制的“全息投影設備”，配合iPad上播放的全息投影視頻演示“初音未來”（以下簡稱“初音”，為了使每位學生都能看到，筆者使用手機和分屏器配合在投影儀上轉播）。
筆者簡單地講解了“初音”的原理，由全息投影的虛擬3D成像引出虛擬現實（VR）技術，再過渡到本節課要介紹的技術。這些技術都是因特網應用的基礎與依托，教師將這些技術以學生在“初音”科技館參觀所見的形式帶入課堂。
設計意圖：以學生感興趣的“初音”作為導入，既能增強科技的親近感，又能引起學生學習的興趣，將他們帶入到本課內容上來，同時用“初音”作為導游帶領學生參觀科技館，將要講解的技術串成一條主線，這樣的課堂設計清晰明了。另外，全息投影設備是自制的，旨在告訴學生技術可以平民化，由此激發他們實踐操作的欲望。
2.科技展館之一――虛擬現實（VR）技術
（1）初識虛擬現實（VR）技術
師：請大家思考見過的VR應用。
生1：VR游戲。
生2：虛擬家居。
教師出示VR游戲的圖片讓學生更深刻地感受它，同時用春節QQ搶紅包中的VR應用這一生活中的例子引導學生總結出因特網應用趨勢的“生活化”這一特點。
（2）體驗虛擬現實（VR）技術
教師使用iPad上提前裝好的“宜家家居”APP來演示VR應用，讓學生體驗在實景中與虛擬家居互動的過程。
（3）總結及拓展虛擬現實（VR）技術應用
師：虛擬現實（VR）技術由三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨率顯示技術等生成逼真的虛擬三維環境，給用戶以身臨其境之感。
為了拓展學生對VR應用的認識，教師用兩幅圖片分別講解VR在“虛擬實戰演練”和“犯罪破案”中的應用，引導學生總結出因特網發展趨勢“人性化”這一特點。
設計意圖：單純講解技術必然會使內容顯得枯燥單調，因此將VR搬進課堂，來增強學生的課堂體驗。但是VR游戲這類應用硬件設備難以配備，很難在課堂中實現。因此，想到使用移動端VR應用“宜家家居”APP來實現這一構想，可以讓學生在課堂上體驗。
3.科技展館之二――物聯網技術
師：導游“初音”要來學校接大家去參觀展館了，由于學校地理位置偏遠，最后三公里成了大難題，請大家思考如何解決。（學生基本上可以聯想到最近火熱的“共享單車”，而共享單車是“物聯網技術”的一個很好體現）現在我們就來參觀“物聯技術館”，無錫市是物聯網技術應用的先進城市，作為市民的我們更應該去了解學習。物聯網有別于互聯網，它代表著一個物物相連的新型網絡時代，我們就跟隨使用共享單車的步驟去深入了解一下物聯技術。
（1）尋找單車
：在搜索框中輸入所在位置，附近單車的位置信息就會發送到手機APP中，請同學們思考這些位置信息是如何獲取的呢？
生：單車車身裝了GPS定位裝置。
（2）掃碼開鎖
師：使用圖像識別技術對二維碼進行掃描解讀，首次使用單車都會出現“押金繳納”提示，恰巧導游“初音”的余額不夠押金，怎么辦？支付寶聯合單車推出免押金業務，只要用戶信用積分達到600分以上即可，這可是個好消息。請同學們思考我們使用支付寶時的個人信用積分是如何評估出來的呢？
生：根據我們平時使用支付寶時的消費記錄信息獲得。
師：同學們說得很對，這里其實涉及到了另一項技術，叫做“大數據”。平時，我們使用淘寶，都體驗過個性化推送功能吧，這也是大數據技術的體現?，F在，我們通過一個平臺去看看大數據技術的神奇魅力，打開桌面上老師發送的快捷圖標（圖標是一個瀏覽器，首頁已提前配置為阿里數據http：///area），砜純礎鞍⒗鍤據平臺”有什么有趣的內容?？梢赃x擇不同類型的商品，看看淘寶網上這些商品購買者的特點分析，如星座、年齡、喜好和所在地區等（如下頁圖2）。
師：同學們，這些有趣的數據背后其實是互聯網商業，通過數據的分析來總結商品購買情況的趨勢，從而推出相應的營銷策略，以此提高銷售量。押金問題解決以后就可以開鎖了，通過傳感器的控制，鎖自動彈開，現在就可以使用單車了。
（3）鎖車付費
師：到達目的地后，需要手動把車鎖撥回鎖定狀態，通過傳感器手機端就可以知道行程結束了，最后根據行程付費，通過線上支付完成。請同學們思考使用單車的行程是如何被計算出來的呢？
生：車身的GPS定位裝置實時記錄了單車位置，通過這些位置信息最終計算出行程。
（4）單車的自我保護機制
師：共享單車如此便利，改善了我們的出行方式，但同時卻有一些不好的事情發生在它們身上，違停、肆意破壞、隨便擺放等問題層出不窮，但有“物聯技術”的支撐，這些問題都能迎刃而解。用戶一旦發現問題車輛，就可以通過APP的舉報功能進行報修，選擇相關損壞情況并上傳，那么請同學們思考如何知道是哪輛單車出了問題呢？
生：通過圖像識別技術掃描車身二維碼，就可以將車輛信息進行關聯。
師：完全正確，二維碼就是車輛的身份證，是唯一的標識，是物物相連的物聯網世界的一個地址。
小結：隨著物聯網技術的不斷發展，未來會出現更多、更好、更便民的產品。
設計意圖：如果能用一個實體將物聯網技術串在其中，學生會更容易理解。共享單車最近很火，把它作為實體搬進課堂會是個不錯的選擇，讓學生跟著使用單車的步驟去了解物聯網，也讓技術線路更加清晰明了。
4.科技館視頻賞析館之百度神燈
師：經過剛才的學習，同學們會發現共享單車背后是由多項技術一同支持的，“技術的融合”也是當今因特網應用的發展趨勢之一。接下來在視頻賞析館中，讓我們來看另一個體現技術融合的神奇產品。
教師播放視頻“百度神燈搜索”，學生觀看并感受。
師：搜索技術、全息投影技術、人工智能技術、語音技術等，一同支持催生出了全新的搜索方式，讓搜索體驗更加真實。
設計意圖：多媒體教學手段對晦澀難懂的技術講解來說是個不錯的教學方法，用視頻方式能讓學生更為直觀地了解技術，讓教學變得生動有趣且高效。
5.科技館觀后感之未來暢想
師：同學們，今天的科技館展覽行程到此結束。請同學們根據今日課上所學，發揮你們的想象力，以小組為單位思考并討論技術還能從哪些方面使我們的生活更加美好。（筆者給出引導提示：智能文具盒、AR教具等）
生1：虛擬教師。虛擬教師可以讓一些沒法接受正常學校教育的特殊學生也能享受同樣的教育模式，足不出戶，教師就能在你的面前為你授課。
生2：智能黑板。這樣的黑板就像一臺智能計算機，不僅包含豐富的教輔工具，還可以在線解答疑惑，如果學生有問題，老師又剛好不在，它就能幫我們解答疑惑。
生3：智能拐杖。智能拐杖具備自動導航功能，可以幫助老人去想去的地方；還具有GPS定位裝置，與家人的手機綁定，再也不用擔心老人走丟；還應帶有自動報警功能，老人一旦有安全隱患，立即按鍵即可呼叫救護車。
生4：虛擬寵物。如果你熱愛寵物，但得不到父母的同意喂養，可以試試虛擬寵物，與QQ寵物不同，虛擬寵物要實現更多的交互功能，讓它成為你的虛擬玩伴。
設計意圖：教師單方面的輸入難以達到最佳的教學效果，讓學生參與進來，學以致用、發散思維并結合小組討論，有助于學生將知識內化，改善教學效果。另外，科技的發展就是一個將幻想變為現實的過程，隨著創客時代的到來，鼓勵學生暢想未來，可以為學生未來的發展、創業做好準備。
6.總結課堂，回顧新知
師：因特網的應用不只局限于游戲、網購，還有更多的人性化、生活化、個性化、智能化、多元化的應用。
設計意圖：對一整堂課進行概括總結，沒有再梳理知識，而是去概括一種趨勢，這也是本課教學目標之所在，技術太多，一一掌握不是教師所要求的，而是要讓學生理解技術背后的發展趨勢。
中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）14-0-02
機器人教學在信息技術學科里面是一門嶄新的、具有綜合性的學科。機器人教學能把信息技術學科所學的知識融合到具體的實踐中。在與信息技術課程的整合中，機器人教學既有數學的嚴謹性，又有物理的動手能力，同時還能在創新實踐活動中找到創新和實踐的空間。機器人教學正是因為把趣味性、實踐性、綜合性、科學性、探究性有機地融合在了一起，才受到廣大青少年的喜愛。機器人教學接觸到計算機、聲、光、電等多種技術，可以讓學生全面接觸傳感器、計算機軟硬件、人工智能、自動控制、電子技術和機械工程等多個學科的高新科技知識。
1 機器人教學可以培養學生的創新與實踐能力
在培養學生創新能力方面，機器人教學可以發揮其獨特性。機器人技術具有實用性高、動手能力強、創新性強等特點。例如，教師在編制使機器人走直線程序的教學過程中，可以鼓勵學生發散思維，創造性地編制出走四邊形、八邊形等程序。通過這一探索，學生開闊了思路，增強了動手能力，同時這一程序的編制也學會了。此外，部分學習好的學生還會根據自己的實踐和認知，創造性地搭建各種機器人。學生結合所學知識，將自己的構想付諸實踐，想盡各種辦法檢驗自己的創意和設計，這樣就擴大了學生的思維，培養了學生的創新與實踐能力。
機器人教學可以培養學生嚴謹的科學探究態度。教學中，機器搭建、編程調試、設計改裝等都必須從實際出發，將自己所學知識與實際結合起來才能獲得成功。設計能否成功必須經過檢驗。這就要求學生要養成實事求是、腳踏實地的科學作風。機器人的搭建、設計與編程不可能一次成功，往往需要反復拆卸、調試、整改，幾經挫折才能成功，這就可以培養學生嚴謹的探究和學習態度，養成堅忍不拔、不言放棄的探究精神和良好的心理承受能力。
機器人教學會培養學生的團隊合作。由于受到學生的知識層次和動手能力等方面的局限，機器人學習中教師通常采用小組形式的教學方法，經過小組切磋、交流、探討，再一起探討、編制、調試程序，從而共同完成機器人的搭建，同時搭建完成后總結機器人運行過程中出現的問題。小組成員既要分工又要合作，形成了一個良好的團隊，這就是未來社會需要的合作模式。
2 機器人教學培養學生創新和實踐能力的具體方法
2.1 創設教學情境，激趣導課
機器人教學是新興的一門學科，每堂課都要做好精心設計安排。例如，第一課時《初識機器人》，就用上海世博會上展出的機器人視頻導課，學生立刻被各式機器人深深吸引，從而對機器人知識產生濃厚的興趣。后期機器人教學中的探究主題都來自于生活中的事物或者一個故事，經過學生的討論后確定制作主題。例如，荒島求生的故事，我以故事設境：杰克一家在海上探險遇到風浪，漂到一個無人小島，為了在這個小島上能生存下去我們需要做些什么？學生根據自身已有的認知就提出了各種不同的方案，有的說首先要熟悉當地環境，有的說必須先找到淡水，有的說先要想辦法生火，有的說就在海邊等待過往船只……經過討論后一致決定應該先熟悉一下小島，順便尋找些生活上能用得上的東西，于是師生共同形成了一個設計主題：幫助杰克家制作一輛能夠行駛的機器人小車。通過這樣融入情境的討論，學生在本身的認知結構聯系新知識，激發了學生的研究興趣，也充分調動了學生進行機器人知識建構的熱情。
2.2 以學生主體，合作探究
“玩”是學生的天性，機器人教學從學生的天性出發，讓學生作為活動的主人，在有序的組織討論中積極建構主題。此時，教師會給學生提出一個挑戰項目，并給他們提供相應的器材和時間，讓他們通過已形成的技能去尋求自己的解決方案。教師只需要給出基本的要求，剩下的則需要學生自己去補充、想象，并且最終完成。在此過程中，教師應鼓勵學生表達自己的觀點，讓學生在合作中差異互補，在相互的合作探究中，最終建構一種新舊技能和生生之間的融合。
2.3 利用3D虛擬環境，創新實踐
學校的教學機器人一般數量有限，而學生數量大，為解決“僧多粥少”的問題，教師可以利用機器人廠家設計的3D虛擬環境，首先要求學生在虛擬環境中搭建機器人，然后進行場地創建、程序編寫，最后在3D虛擬環境中試運行。這一系列過程構成了一個完整的問題解決方案。教師適時講解與引導。每個學生都有自身的知識結構，所以每一個學生的作品都是與眾不同的。每一個學生的設計都有自己獨特的創造性。例如，行駛的機器人小車，課堂上有的學生是走四邊形，有的學生是走八邊形，有的學生巧妙地設計走五角星，有的學生向前走三步后退四步，作品豐富多彩。在整個建構過程中學生是不折不扣的主角。
2.4 分享成果，展中反思
學習成果是保持學習原動力的重要內容，學生思考自己構建的機器人，從而加深對自己建構體驗的理解。教師可以組織學生對各自的3D運行方案進行討論，尋找優缺點，然后再對自己的方案進行完善和改進。教師只需以點撥者的身份對這一環節學生的表現進行鼓勵與引導。筆者通過這種教學方式，使每個學生都積極地要求向大家展示自己方案的特點，方案設計的可行性，成功地展示出了前期活動成果。例如，一個走五角星的設計的學生，滔滔不絕地跟其他學生講解了他的程序設計，并且闡述了選擇如此的速度與持續時間……使其他學生興奮地拿自己的設計方案進行研究與比較、討論與反思，提出自己的中肯建議，這樣的成果分享是更為有效的，能將下階段的活動貫通起來，實現整體上的建構與融合。
2.5 開放思維、延續再“延”
機器人教學是充滿挑戰與趣味的活動，每一次下課學生都帶著意猶未盡的神情。他們渴求了解更多知識，希望尋求更多技能的欲望把自己帶到一個更高的“聯系”階段，這是一個螺旋上升的良性循環。教師要善于激發學生的這種探究熱情，給他們自由交流、主動探索的平臺，鼓勵學生在課后主動地去查找能滿足求知欲望的科學素材來超越難度不斷增加的挑戰。
當今社會真正需要的是有綜合素質能力的學生，不再局限于文憑、學歷。機器人課堂提供給學生們一個開放的環境、一種開放解決問題方式，彌補了其他學科教學中的不足。機器人教學鍛煉學生綜合能力、團隊合作能力、嚴謹做事能力，提高了學生的動手能力、合作能力，而且能激發學生對未知事物探索的思考與創新，更能激發學生對學習科學文化知識的動力，只要學生能保持他們與生俱來的探索興趣，在教師的引導鼓勵下，他們自己就能找到解決問題的方式！
參考文獻：
[1]教育部.中小學信息科技課程指導綱要(試行).
