信息技術(shù)教學(xué)的又一村

1、信息技術(shù)教學(xué)的又一村 機器人在初中的教學(xué),一、機器人內(nèi)容編寫背景,多媒體技術(shù)應(yīng)用,算法與程序設(shè)計,數(shù)據(jù)管理技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用,人工智能初步,信息技術(shù)基礎(chǔ),高中信息技術(shù) 課程組成,必修,選修,2 學(xué)分,2+X 學(xué)分,1 2 3 4 5,信息獲取 信息加工與表達(dá) 信息資源管理 信息技術(shù)與社會,高中人工智能的目標(biāo),通過人工智能的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能描述人工智能的基本概念，會使用一種人工智能語言解決簡單問題，把握其基本特點；能利用簡易的專家系統(tǒng)外殼開發(fā)簡單的專家系統(tǒng)；知道人工智能對人類學(xué)習(xí)、生活的影響；通過感受人工智能技術(shù)的豐富魅力，增強對信息技術(shù)發(fā)展前景的向往和對未來生活的追求。,初中小學(xué)的怎樣定位,機器

2、人的教學(xué)為高中人工智能教學(xué)做好知識的鋪墊,二、機器人教學(xué)進入信息技術(shù)課堂的必要性,1、智能機器人作為教具的特點 技術(shù)的綜合性：智能機器人是眾多技術(shù)的集成體，更是信息技術(shù)的集成體。 技術(shù)的先進性：智能機器人被公認(rèn)為21世紀(jì)的技術(shù)制高點之一，集成了眾多領(lǐng)域的先進技術(shù)。 技術(shù)的自我更新性：智能機器人發(fā)展的終極目標(biāo)是創(chuàng)造出類人機器人，還有漫長的路要走，在此過程中，智能機器人能自主全方位吸收其他領(lǐng)域的最新技術(shù)成果。 自主體驗性：學(xué)生在實現(xiàn)挑戰(zhàn)性的智能機器人項目和比賽過程中，培養(yǎng)動手能力、創(chuàng)造能力、協(xié)作能力、綜合能力和進取精神。 興趣性：幾乎每個青少年都喜歡機器人，從而激發(fā)學(xué)生對科技的濃厚興趣，使他們關(guān)注

3、科技的相關(guān)知識及科技的發(fā)展。,2、中小學(xué)開展機器人教學(xué)的益處,（1）普及機器人知識的需要。要破除對機器人的神秘感，提高全社會對機器人的認(rèn)識，促進機器人在社會各領(lǐng)域的應(yīng)用，必須通過加強機器人學(xué)科教學(xué)，使機器人知識普及化。 （2）深入開展信息技術(shù)教育的需要。開展機器人教育，有助于克服信息技術(shù)教育的一些弊端。一是避免片面強調(diào)軟件工具應(yīng)用技能的學(xué)習(xí)而造成的程序設(shè)計思維素質(zhì)培養(yǎng)的缺失。二是避免重“軟”輕“硬”、重模仿輕創(chuàng)新、重實踐輕理論。,（3）與國際接軌的需要。日本、美國等一些發(fā)達(dá)國家高度重視機器人學(xué)科教育對高科技社會的作用和影響，已在信息技術(shù)課與課外科技活動開設(shè)了有關(guān)機器人的課程內(nèi)容。要趕超世界教育

4、先進水平，必須大力加強機器人教育。 （4）迎接智能機器人時代的需要。據(jù)預(yù)測，21世紀(jì)中期，人類社會將全面進入以智能機器人為代表的智能時代。最近10年，有關(guān)機器人的研究與應(yīng)用水平將取得重大突破。機器人的廣泛應(yīng)用將極大促進社會生產(chǎn)力的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整；開展機器人教育，有助于使我們不至于在機器人時代落伍。,3、是算法和程序設(shè)計教學(xué)的補充,80年代初，我國開展中小學(xué)計算機教育之初時，程序設(shè)計教學(xué)內(nèi)容是計算機教育誕生的基礎(chǔ)。程序設(shè)計教學(xué)是本學(xué)科中知識性較強的教學(xué)內(nèi)容，相對于技能性比較強的部分應(yīng)用軟件的教學(xué)會更有生命力，程序設(shè)計教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題能力及建立科學(xué)的思維方式上，有著其它學(xué)習(xí)內(nèi)

5、容不可替代的作用。在程序設(shè)計教學(xué)中結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想的建立和算法教學(xué)的實施，對學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)作用是超學(xué)科的。不過在以前的程序設(shè)計教學(xué)中側(cè)重語言教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)語言的兩極分化的問題非常嚴(yán)重，削弱了程序設(shè)計教學(xué)的作用。語言只是算法的一種表現(xiàn)形式，算法分析和結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計思維方式對學(xué)生將是終身受益的。,隨著智能機器人教育在中小學(xué)信息技術(shù)教育中的出現(xiàn)，使得程序設(shè)計教學(xué)得到了更好的發(fā)展，解決了以往程序設(shè)計教學(xué)中存在的一些問題。使得程序設(shè)計教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生信息素養(yǎng)和綜合能力上的作用得到了更充分的體現(xiàn)。 用機器人的教學(xué)作為程序設(shè)計教學(xué)的啟蒙內(nèi)容，可以降低程序設(shè)計教學(xué)入門的門檻。在學(xué)習(xí)為機器人

6、編寫程序的過程中，學(xué)生會獲得成功的喜悅、會建立成功的信心，從而取得程序設(shè)計學(xué)習(xí)的興趣。將智能機器人作為程序設(shè)計學(xué)習(xí)的載體，會從根本上解決程序設(shè)計學(xué)習(xí)之初就已經(jīng)形成的兩極分化問題。智能機器人使程序設(shè)計的學(xué)習(xí)與信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域緊密的結(jié)合在一起，從而提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。,三、教材的編寫意圖,本著以算法和程序設(shè)計為主要內(nèi)容，弱化具體語言教學(xué)的思想設(shè)計教材。因為具體語言只是算法的一種表現(xiàn)形式，有些機器人編程環(huán)境中就有圖形化編程，為我們?nèi)趸Z言教學(xué)提供了有力支持，另外具體機器人的編程語言也有所不同。編寫“認(rèn)識機器人”這章的內(nèi)容，主要目的是讓同學(xué)們了解機器人概念、機器人原理、機器

7、人歷史、應(yīng)用等內(nèi)容；通過讓智能機器人完成幾個由簡單到復(fù)雜的小任務(wù)來學(xué)習(xí)操作控制機器人，了解機器人的基本組成，掌握機器人的編程和機器人的一般工作原理；進一步使學(xué)生在第一章程序設(shè)計初步的基礎(chǔ)上理解、掌握算法分析、算法的流程圖表示、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計。,教材的呈現(xiàn)方式,本章首先提出實際問題，然后對問題的進行算法分析，再用流程圖把算法表示出來，最后利用機器人編程環(huán)境進行編程和調(diào)試，讓機器人來模擬完成的方式呈現(xiàn)的如下圖。目的是讓學(xué)生了解計算機、機器人及自動控制在解決實際問題的步驟和一般過程。,問題提出,分析解決問題的算法,表示算法,調(diào)試-利用機器人模擬解決問題,四、教材的內(nèi)容安排及目標(biāo),本章一共6節(jié)，每節(jié)安

8、排2學(xué)時。 本章的教學(xué)的目標(biāo) （1）知識方面：了解機器人概念、原理、發(fā)展與應(yīng)用等方面的基本知識。 （2）能力方面：能對簡單問題進行算法分析，能用流程圖表示算法，能編寫機器人程序，能在調(diào)試機器人過程發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題。 （3）情感方面：真正認(rèn)識到智能機器人對社會進步與經(jīng)濟發(fā)展的作用，積極參加機器人編程教學(xué)活動，參加機器人有關(guān)比賽、機器人百科知識賽等各種課外活動,養(yǎng)成關(guān)注科技知識和科技的發(fā)展習(xí)慣。,第一節(jié)、認(rèn)識機器人 本節(jié)首先讓同學(xué)們了解什么是機器人、機器人的產(chǎn)生、發(fā)展、種類及其廣泛的應(yīng)用，使學(xué)生產(chǎn)生想了解和學(xué)習(xí)機器人的強烈欲望。然后結(jié)合具體教學(xué)用的機器人，讓學(xué)生了解機器人的一般組成及工

9、作原理。 第二節(jié)、機器人走直線 本節(jié)主要了解機器人的編程環(huán)境，掌握機器人的簡單操作，初步掌握機器人直行的工作原理。同時理解機器人的“電腦”執(zhí)行命令與“執(zhí)行機構(gòu)”完成命令之間存在的差異。,第三節(jié)、機器人走正方形 本節(jié)首先了解機器人轉(zhuǎn)彎的工作原理，通過走正方形的任務(wù)的編程，讓學(xué)生理解循環(huán)語句Fornext的使用方法。 第四節(jié)、機器人認(rèn)路 本節(jié)主要介紹傳感器的概念與作用，使學(xué)生掌握聲音、紅外傳感器的使用方法，進一步掌握條件語句的用法，通過任務(wù)的分析與實踐理解機器人認(rèn)路的工作原理。,第五節(jié)、機器人走迷宮 本節(jié)介紹紅外或碰撞測障傳感器的使用方法。根據(jù)人在黑暗中行走的方法來分析機器人走迷宮的工作原理，它是

10、一個比較綜合任務(wù)，要求在一個永遠(yuǎn)循環(huán)中不斷地檢測周圍的障礙信息來確定行走的策略。 第六節(jié)、機器人滅火 本節(jié)介紹火焰?zhèn)鞲衅鞯氖褂梅椒āＭㄟ^機器人滅火任務(wù)的分析，掌握分析復(fù)雜問題的方法，理解機器人探測火焰與撲滅火焰的工作原理。,五、對教學(xué)的建議,教師進行教學(xué)時應(yīng)具有的相關(guān)知識和技能 在能力方面，教師應(yīng)具有一定的動手、自學(xué)能力，有較強觀察、分析問題的能力。敢于嘗試，不怕失敗。對知識要求我認(rèn)為應(yīng)有一定程序設(shè)計基礎(chǔ)，最好具有電子技術(shù)、數(shù)字模擬電路等知識。能理解傳感器的工作原理。熟悉一種機器人的使用和編程。,教師如何利用教材進行教學(xué) 教材中沒有涉及具體的機器人，因此大家在課前的準(zhǔn)備中要對每節(jié)可能要涉及到的具體機器人的操作、編程環(huán)境的具體使