信息技术环境下的智能机器人教学模式探究

陈俊宇　杨雪梅

【摘 要】智能机器人课程是一门集计算机、通信、物理、机械、电子和人工智能等多门学科技术于一体的高度综合的课程，有着极强的理论性和实践性。随着信息技术的不断发展，移动设备的快速普及，基于信息技术环境构建智能机器人教学模式就成了一种必然趋势。本文结合个人智能机器人的教学经验，探究和思考在信息技术环境下有效开展智能机器人教学的新模式。

【关键词】智能机器人；信息技术；教学模式

随着信息技术的不断发展，网络技术的不断更新，笔记本电脑、iPad和手机等移动设备的快速普及，将传统面对面课堂教学和网络教学有机结合成了切实可行的教学模式，为智能机器人科学教育提供了一条新的教育之路。笔者结合个人的教学实践，探索和思考在信息技术环境下有效开展智能机器人教学的新模式。

一、智能机器人教学新模式的构建

智能机器人课程是一门集计算机、通信、物理、机械、电子和人工智能等多门学科技术于一体的高度综合的课程，有着极强的理论性和实操性。而依靠传统教学模式开展的智能机器人教学受到时间的限制，教师只能根据教学需要有针对性地选择教学内容，即使如此，也难以保证学生有足够的时间消化理论知识和动手实践。基于这个原因，只能打破传统的课堂教学模式，借助信息技术来传授智能机器人的理论知识，将面对面教学与网络教学相结合，构建成智能机器人教学的新模式，使学生成为整个教学过程中的主体，达到预期的教学效果。

智能机器人教学新模式，主要是教师通过信息化的教学手段，将搜索到的相关学习资源统一发布到云空间；学生利用信息技术网络，自主规划学习内容、学习进度、学习方式，实现师生互动、学习交流、主题讨论、资源共享和作品分享、评价等功能。

二、基于信息技术环境开展智能机器人教学的具体途径和方法

基于信息技术环境开展智能机器人教学，主要是学生应用电脑、手机、iPad等设备进行学习，只要在网络畅通的前提下，就可以进行学习和交流，在此学习过程中，学生作为学习的主体，自主建构智能机器人知识体系，教师作为帮助者和促进者，及时进行正确的指引。

（一）利用云空间共享资源，延伸学习时间和内容

智能机器人教学主要包括了解智能机器人的历史和发展、智能机器人的结构和工作原理、智能机器人的组装、智能机器人的控制（智能机器人的程序设计）等内容，单纯用文字和语言来描述这些抽象的机械、电子、编程等知识，学生难以理解，仅靠课堂的40分钟学生也无法完全消化。于是在智能机器人教学过程中，笔者将学习指引和任务，对学生有辅导作用的课件、视频、习题等学习资源上传到群共享、网络云盘等云空间上，实现课程资源共享。学生可以根据自己的学习情况，上网下载学习资源，随时随地进行智能机器人知识的自主学习。例如，在教学智能机器人巡线功能时，笔者先是以思维导图的形式呈现智能机器人巡线的4种状况，再利用会声会影等软件制作简短的微课视频，逐步分解巡线的知识要点和难点，分析4种巡线状况下的程序编写方法，演示加载程序后机器人巡线行走的实际情况。通过微视频一步步呈现每一个学习模块的重点和难点，化抽象为形象，并能让学生根据自身需求反复观看视频，解决疑难问题，让学生很好地理解和掌握智能机器人行走的方法。

（二）借助网络通讯工具，实现师生实时互动

在智能机器人教学活动中，笔者建立了QQ群、微信群，这样既可以与某个学生单独对话，实现单独辅导，也可以组织全体学生进行主题讨论，学生之间也可以互相帮助和协作，在共同探讨的学习氛围中加深对知识的理解，获取所需的知识。如学生在学习感应器、非门、与门等电子元件的工作原理时，遇到问题时在群里发问，其他学生就会提出自己的见解，于是就会展开一场激烈的讨论。在轻松愉悦的环境下，学生们自己就把问题解决了，很多时候，老师只需偶尔点拨，甚至在场外默默关注就收获了预期的教学效果，这让老师教得轻松，学生也学得快乐。又如在进行垃圾智能机器人外观设计时，不仅要考虑智能机器人精美独特的外观，又要顾及吸尘装置的大小，还要考虑动力系统的支持，师生通过QQ群或微信群，以问题为向导进行组内探讨，每位同学发挥自己的想象力、创造力，有时候有的学生突然来了灵感，在群里发表，在线的同学就会跟着讨论。在一轮又一轮的积极讨论中，将他们智慧之花激发出来，集思广益，设计出各种智能装置和富有个性的外观，实现自己的创意。

（三）借助网络平台，展示和分享学习成果，获得成功的体验

在智能机器人教学过程中，笔者除了让学生在课堂上进行展示、交流学习外，还让学生将学习成果通过视频或者照片的方式分享在论坛、微博、微信朋友圈、QQ空间等网络平台，让更多的学生能欣赏到他们的作品。而作为老师，笔者也以帖子的形式将一些具有代表性的学习作品范例上传到QQ空间中，师生之间围绕这些作品进行交流和评价，学生在自评和互评的过程中得到表扬和修改的意见，有利于提高学生分析能力和鉴赏能力，也锻炼了学生的语言组织和表达能力；而作为老师，也能通过学生的自评和互评的内容来了解学生对知识的掌握程度，以此发现学生的潜能和需求，及时给予针对性的指导。

三、信息技术环境下有效开展智能智能机器人教学的体会

（一）有利于实现分层教学

智能机器人课程是一门跨学科的课程，其涵盖了电子技术、计算机技术、人工智能技术、传感技术等，学生这方面的知识本来就少，而且这些知识内容也相对较难，要掌握这些知识不容易，仅靠面对面教学难以达到很好的教学效果，但是借助多媒体和网络等信息技术手段的话，学生能够利用网络资源和老师提供的学习资源，根据自己原有水平、自己的喜好，决定学习进度、学习内容，反复观看微课视频，自主探索，参与讨论和实践操作，每个学生通过努力，都能得到最优的发展。真正做到尊重学生的个性差异，切实实现了分层教学，使得优等生“吃得饱”，中等生“吃得好”，学困生“吃得了”。

（二）有利于培养学生的综合能力

基于信息技术环境的学习，赋予了学生更多的自由，满足了学生在不同场合、不同需要的个性化学习，并提高了学生的自主学习能力，让学生逐渐成为学习的主人。同时，学生也有更多独立思考的时间，在独立思考和探究中，不断锻炼思维能力、观察能力。由于智能机器人是一个创作和开发的过程，以小组的形式开展活动，学生通过通讯工具随时随地进行讨论和交流，更能自由发挥想象力和创造力，在这个过程中，慢慢学会倾听和接受，培养团队合作能力，在思想碰撞下也更能提高创新能力；在分享作品时，也能提高语言表达能力，学会自我批评，提高作品鉴赏能力。

总而言之，基于信息技术环境下的智能机器人教学新模式，明显提高了学生的综合能力，减少了学生的挫败感，增强了学生的自信心，并获得更多的成就感，更有利于学生开发出具有创意的智能机器人作品。

（三）教师要及时组织和引导

基于信息技术环境的智能机器人教学模式，教师要付出更多的时间和精力，事前要做好必要的準备，除了教学计划、教学内容和任务，还要寻找和制作学习资源，而且在网络教学过程中，还要时刻关注学生的动态，特别是对于自控能力比较差的学生，避免他们以学习的名义上网聊天、玩游戏，做与学习无关的事，时时引导才能确保每个学生都能学有所获。

基于信息技术环境的教学模式，是教学的一种新趋势，它能打破传统课堂教学上的时间和空间的局限，弥补了传统面对面教学的不足，但是也存在一定的弊端，这需要教师在实践中继续探索和研究，尽最大的努力趋利避害，把基于信息技术环境的教学模式的优势充分发挥出来，以便于更有效地开展智能机器人教学。

参考文献

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