时间：2024-03-10 08:22:08
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学习者分析
随着因特网应用普及程度的提高，学生都或多或少了解了一些因特网的一般应用，但由于成长环境和教育条件的不同，每位学生在认知上会有所差异。另外，这个阶段的学生好奇心很强，接受新事物的能力也比较强，因此，适当补充一些因特网的前沿技术知识很有必要。
教学目标
知识与技能目标：了解因特网的一般应用，并对前沿技术有所了解，能将所学知识应用于生活。
过程与方法目标：在实践探究活动中学习新知，掌握自我学习与认知的方法；通过小组活动形式学会分享合作的新型学习方法。
情感态度与价值观目标：培养关注前沿科技的习惯，对新技术、新事物保持好奇心；具有警惕信息安全隐患的意识，能保护个人隐私。
教学重点、难点
重点：了解因特网的一般应用，并能将其应用于生活实践；知道因特网的前沿科技，了解其发展趋势。
难点：理解因特网的前沿科技，特别是对物联网的理解、思考与畅想。
教学策略
本课教材上的内容严重滞后，如果按照课本的思路根本达不到教学目标，教师需要课本框架，加入新技术的介绍，但这又很容易让课堂变成技术宣讲会，因此，让新技术教学从单一输入变为体验互动是很有必要的。采用任务驱动的方式让学生在完成任务中体验技术，在小组讨论中学会沟通交流并内化新知，在思考分享中拓展思路构想未来发展。
教学过程
1.创设情境，感受因特网应用的丰富多彩
师：大家在生活中接触过的因特网应用有哪些呢？
生：游戏、网购、QQ……
师：其实，因特网的应用远比我们知道的要丰富多彩。今天，我们就一起来认识它，这里老师先给大家演示一个好玩的东西（如图1）。
笔者使用提前自制的“全息投影设备”，配合iPad上播放的全息投影视频演示“初音未来”（以下简称“初音”，为了使每位学生都能看到，笔者使用手机和分屏器配合在投影仪上转播）。
笔者简单地讲解了“初音”的原理，由全息投影的虚拟3D成像引出虚拟现实（VR）技术，再过渡到本节课要介绍的技术。这些技术都是因特网应用的基础与依托，教师将这些技术以学生在“初音”科技馆参观所见的形式带入课堂。
设计意图：以学生感兴趣的“初音”作为导入，既能增强科技的亲近感，又能引起学生学习的兴趣，将他们带入到本课内容上来，同时用“初音”作为导游带领学生参观科技馆，将要讲解的技术串成一条主线，这样的课堂设计清晰明了。另外，全息投影设备是自制的，旨在告诉学生技术可以平民化，由此激发他们实践操作的欲望。
2.科技展馆之一――虚拟现实（VR）技术
（1）初识虚拟现实（VR）技术
师：请大家思考见过的VR应用。
生1：VR游戏。
生2：虚拟家居。
教师出示VR游戏的图片让学生更深刻地感受它，同时用春节QQ抢红包中的VR应用这一生活中的例子引导学生总结出因特网应用趋势的“生活化”这一特点。
（2）体验虚拟现实（VR）技术
教师使用iPad上提前装好的“宜家家居”APP来演示VR应用，让学生体验在实景中与虚拟家居互动的过程。
（3）总结及拓展虚拟现实（VR）技术应用
师：虚拟现实（VR）技术由三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨率显示技术等生成逼真的虚拟三维环境，给用户以身临其境之感。
为了拓展学生对VR应用的认识，教师用两幅图片分别讲解VR在“虚拟实战演练”和“犯罪破案”中的应用，引导学生总结出因特网发展趋势“人性化”这一特点。
设计意图：单纯讲解技术必然会使内容显得枯燥单调，因此将VR搬进课堂，来增强学生的课堂体验。但是VR游戏这类应用硬件设备难以配备，很难在课堂中实现。因此，想到使用移动端VR应用“宜家家居”APP来实现这一构想，可以让学生在课堂上体验。
3.科技展馆之二――物联网技术
师：导游“初音”要来学校接大家去参观展馆了，由于学校地理位置偏远，最后三公里成了大难题，请大家思考如何解决。（学生基本上可以联想到最近火热的“共享单车”，而共享单车是“物联网技术”的一个很好体现）现在我们就来参观“物联技术馆”，无锡市是物联网技术应用的先进城市，作为市民的我们更应该去了解学习。物联网有别于互联网，它代表着一个物物相连的新型网络时代，我们就跟随使用共享单车的步骤去深入了解一下物联技术。
（1）寻找单车
：在搜索框中输入所在位置，附近单车的位置信息就会发送到手机APP中，请同学们思考这些位置信息是如何获取的呢？
生：单车车身装了GPS定位装置。
（2）扫码开锁
师：使用图像识别技术对二维码进行扫描解读，首次使用单车都会出现“押金缴纳”提示，恰巧导游“初音”的余额不够押金，怎么办？支付宝联合单车推出免押金业务，只要用户信用积分达到600分以上即可，这可是个好消息。请同学们思考我们使用支付宝时的个人信用积分是如何评估出来的呢？
生：根据我们平时使用支付宝时的消费记录信息获得。
师：同学们说得很对，这里其实涉及到了另一项技术，叫做“大数据”。平时，我们使用淘宝，都体验过个性化推送功能吧，这也是大数据技术的体现。现在，我们通过一个平台去看看大数据技术的神奇魅力，打开桌面上老师发送的快捷图标（图标是一个浏览器，首页已提前配置为阿里数据http：///area），砜纯础鞍⒗锸据平台”有什么有趣的内容。可以选择不同类型的商品，看看淘宝网上这些商品购买者的特点分析，如星座、年龄、喜好和所在地区等（如下页图2）。
师：同学们，这些有趣的数据背后其实是互联网商业，通过数据的分析来总结商品购买情况的趋势，从而推出相应的营销策略，以此提高销售量。押金问题解决以后就可以开锁了，通过传感器的控制，锁自动弹开，现在就可以使用单车了。
（3）锁车付费
师：到达目的地后，需要手动把车锁拨回锁定状态，通过传感器手机端就可以知道行程结束了，最后根据行程付费，通过线上支付完成。请同学们思考使用单车的行程是如何被计算出来的呢？
生：车身的GPS定位装置实时记录了单车位置，通过这些位置信息最终计算出行程。
（4）单车的自我保护机制
师：共享单车如此便利，改善了我们的出行方式，但同时却有一些不好的事情发生在它们身上，违停、肆意破坏、随便摆放等问题层出不穷，但有“物联技术”的支撑，这些问题都能迎刃而解。用户一旦发现问题车辆，就可以通过APP的举报功能进行报修，选择相关损坏情况并上传，那么请同学们思考如何知道是哪辆单车出了问题呢？
生：通过图像识别技术扫描车身二维码，就可以将车辆信息进行关联。
师：完全正确，二维码就是车辆的身份证，是唯一的标识，是物物相连的物联网世界的一个地址。
小结：随着物联网技术的不断发展，未来会出现更多、更好、更便民的产品。
设计意图：如果能用一个实体将物联网技术串在其中，学生会更容易理解。共享单车最近很火，把它作为实体搬进课堂会是个不错的选择，让学生跟着使用单车的步骤去了解物联网，也让技术线路更加清晰明了。
4.科技馆视频赏析馆之百度神灯
师：经过刚才的学习，同学们会发现共享单车背后是由多项技术一同支持的，“技术的融合”也是当今因特网应用的发展趋势之一。接下来在视频赏析馆中，让我们来看另一个体现技术融合的神奇产品。
教师播放视频“百度神灯搜索”，学生观看并感受。
师：搜索技术、全息投影技术、人工智能技术、语音技术等，一同支持催生出了全新的搜索方式，让搜索体验更加真实。
设计意图：多媒体教学手段对晦涩难懂的技术讲解来说是个不错的教学方法，用视频方式能让学生更为直观地了解技术，让教学变得生动有趣且高效。
5.科技馆观后感之未来畅想
师：同学们，今天的科技馆展览行程到此结束。请同学们根据今日课上所学，发挥你们的想象力，以小组为单位思考并讨论技术还能从哪些方面使我们的生活更加美好。（笔者给出引导提示：智能文具盒、AR教具等）
生1：虚拟教师。虚拟教师可以让一些没法接受正常学校教育的特殊学生也能享受同样的教育模式，足不出户，教师就能在你的面前为你授课。
生2：智能黑板。这样的黑板就像一台智能计算机，不仅包含丰富的教辅工具，还可以在线解答疑惑，如果学生有问题，老师又刚好不在，它就能帮我们解答疑惑。
生3：智能拐杖。智能拐杖具备自动导航功能，可以帮助老人去想去的地方；还具有GPS定位装置，与家人的手机绑定，再也不用担心老人走丢；还应带有自动报警功能，老人一旦有安全隐患，立即按键即可呼叫救护车。
生4：虚拟宠物。如果你热爱宠物，但得不到父母的同意喂养，可以试试虚拟宠物，与QQ宠物不同，虚拟宠物要实现更多的交互功能，让它成为你的虚拟玩伴。
设计意图：教师单方面的输入难以达到最佳的教学效果，让学生参与进来，学以致用、发散思维并结合小组讨论，有助于学生将知识内化，改善教学效果。另外，科技的发展就是一个将幻想变为现实的过程，随着创客时代的到来，鼓励学生畅想未来，可以为学生未来的发展、创业做好准备。
6.总结课堂，回顾新知
师：因特网的应用不只局限于游戏、网购，还有更多的人性化、生活化、个性化、智能化、多元化的应用。
设计意图：对一整堂课进行概括总结，没有再梳理知识，而是去概括一种趋势，这也是本课教学目标之所在，技术太多，一一掌握不是教师所要求的，而是要让学生理解技术背后的发展趋势。
中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）14-0-02
机器人教学在信息技术学科里面是一门崭新的、具有综合性的学科。机器人教学能把信息技术学科所学的知识融合到具体的实践中。在与信息技术课程的整合中，机器人教学既有数学的严谨性，又有物理的动手能力，同时还能在创新实践活动中找到创新和实践的空间。机器人教学正是因为把趣味性、实践性、综合性、科学性、探究性有机地融合在了一起，才受到广大青少年的喜爱。机器人教学接触到计算机、声、光、电等多种技术，可以让学生全面接触传感器、计算机软硬件、人工智能、自动控制、电子技术和机械工程等多个学科的高新科技知识。
1 机器人教学可以培养学生的创新与实践能力
在培养学生创新能力方面，机器人教学可以发挥其独特性。机器人技术具有实用性高、动手能力强、创新性强等特点。例如，教师在编制使机器人走直线程序的教学过程中，可以鼓励学生发散思维，创造性地编制出走四边形、八边形等程序。通过这一探索，学生开阔了思路，增强了动手能力，同时这一程序的编制也学会了。此外，部分学习好的学生还会根据自己的实践和认知，创造性地搭建各种机器人。学生结合所学知识，将自己的构想付诸实践，想尽各种办法检验自己的创意和设计，这样就扩大了学生的思维，培养了学生的创新与实践能力。
机器人教学可以培养学生严谨的科学探究态度。教学中，机器搭建、编程调试、设计改装等都必须从实际出发，将自己所学知识与实际结合起来才能获得成功。设计能否成功必须经过检验。这就要求学生要养成实事求是、脚踏实地的科学作风。机器人的搭建、设计与编程不可能一次成功，往往需要反复拆卸、调试、整改，几经挫折才能成功，这就可以培养学生严谨的探究和学习态度，养成坚忍不拔、不言放弃的探究精神和良好的心理承受能力。
机器人教学会培养学生的团队合作。由于受到学生的知识层次和动手能力等方面的局限，机器人学习中教师通常采用小组形式的教学方法，经过小组切磋、交流、探讨，再一起探讨、编制、调试程序，从而共同完成机器人的搭建，同时搭建完成后总结机器人运行过程中出现的问题。小组成员既要分工又要合作，形成了一个良好的团队，这就是未来社会需要的合作模式。
2 机器人教学培养学生创新和实践能力的具体方法
2.1 创设教学情境，激趣导课
机器人教学是新兴的一门学科，每堂课都要做好精心设计安排。例如，第一课时《初识机器人》，就用上海世博会上展出的机器人视频导课，学生立刻被各式机器人深深吸引，从而对机器人知识产生浓厚的兴趣。后期机器人教学中的探究主题都来自于生活中的事物或者一个故事，经过学生的讨论后确定制作主题。例如，荒岛求生的故事，我以故事设境：杰克一家在海上探险遇到风浪，漂到一个无人小岛，为了在这个小岛上能生存下去我们需要做些什么？学生根据自身已有的认知就提出了各种不同的方案，有的说首先要熟悉当地环境，有的说必须先找到淡水，有的说先要想办法生火，有的说就在海边等待过往船只……经过讨论后一致决定应该先熟悉一下小岛，顺便寻找些生活上能用得上的东西，于是师生共同形成了一个设计主题：帮助杰克家制作一辆能够行驶的机器人小车。通过这样融入情境的讨论，学生在本身的认知结构联系新知识，激发了学生的研究兴趣，也充分调动了学生进行机器人知识建构的热情。
2.2 以学生主体，合作探究
“玩”是学生的天性，机器人教学从学生的天性出发，让学生作为活动的主人，在有序的组织讨论中积极建构主题。此时，教师会给学生提出一个挑战项目，并给他们提供相应的器材和时间，让他们通过已形成的技能去寻求自己的解决方案。教师只需要给出基本的要求，剩下的则需要学生自己去补充、想象，并且最终完成。在此过程中，教师应鼓励学生表达自己的观点，让学生在合作中差异互补，在相互的合作探究中，最终建构一种新旧技能和生生之间的融合。
2.3 利用3D虚拟环境，创新实践
学校的教学机器人一般数量有限，而学生数量大，为解决“僧多粥少”的问题，教师可以利用机器人厂家设计的3D虚拟环境，首先要求学生在虚拟环境中搭建机器人，然后进行场地创建、程序编写，最后在3D虚拟环境中试运行。这一系列过程构成了一个完整的问题解决方案。教师适时讲解与引导。每个学生都有自身的知识结构，所以每一个学生的作品都是与众不同的。每一个学生的设计都有自己独特的创造性。例如，行驶的机器人小车，课堂上有的学生是走四边形，有的学生是走八边形，有的学生巧妙地设计走五角星，有的学生向前走三步后退四步，作品丰富多彩。在整个建构过程中学生是不折不扣的主角。
2.4 分享成果，展中反思
学习成果是保持学习原动力的重要内容，学生思考自己构建的机器人，从而加深对自己建构体验的理解。教师可以组织学生对各自的3D运行方案进行讨论，寻找优缺点，然后再对自己的方案进行完善和改进。教师只需以点拨者的身份对这一环节学生的表现进行鼓励与引导。笔者通过这种教学方式，使每个学生都积极地要求向大家展示自己方案的特点，方案设计的可行性，成功地展示出了前期活动成果。例如，一个走五角星的设计的学生，滔滔不绝地跟其他学生讲解了他的程序设计，并且阐述了选择如此的速度与持续时间……使其他学生兴奋地拿自己的设计方案进行研究与比较、讨论与反思，提出自己的中肯建议，这样的成果分享是更为有效的，能将下阶段的活动贯通起来，实现整体上的建构与融合。
2.5 开放思维、延续再“延”
机器人教学是充满挑战与趣味的活动，每一次下课学生都带着意犹未尽的神情。他们渴求了解更多知识，希望寻求更多技能的欲望把自己带到一个更高的“联系”阶段，这是一个螺旋上升的良性循环。教师要善于激发学生的这种探究热情，给他们自由交流、主动探索的平台，鼓励学生在课后主动地去查找能满足求知欲望的科学素材来超越难度不断增加的挑战。
当今社会真正需要的是有综合素质能力的学生，不再局限于文凭、学历。机器人课堂提供给学生们一个开放的环境、一种开放解决问题方式，弥补了其他学科教学中的不足。机器人教学锻炼学生综合能力、团队合作能力、严谨做事能力，提高了学生的动手能力、合作能力，而且能激发学生对未知事物探索的思考与创新，更能激发学生对学习科学文化知识的动力，只要学生能保持他们与生俱来的探索兴趣，在教师的引导鼓励下，他们自己就能找到解决问题的方式！
参考文献：
[1]教育部.中小学信息科技课程指导纲要(试行).
