《迷宮探險》學(xué)習(xí)工具制作綜述

林志浩

● 特色與亮點(diǎn)

1.內(nèi)容全面，操作簡單

學(xué)習(xí)工具《迷宮探險》能夠較為全面地涵蓋多方面的資源，導(dǎo)航一目了然，操作簡單，利于智能機(jī)器人教學(xué)的開展，切實(shí)服務(wù)于課堂教學(xué)。

2.著眼于探索與創(chuàng)新

將各種知識以任務(wù)的方式呈現(xiàn)，并給學(xué)生提供任務(wù)分析提示和視頻流程，學(xué)生通過運(yùn)用流程圖對任務(wù)進(jìn)行分析，在理解掌握命令的使用方法和技巧的基礎(chǔ)上，進(jìn)行程序設(shè)計和機(jī)器人的演練。而且鼓勵學(xué)生在活動中大膽嘗試、勇于創(chuàng)新、開放思維，去進(jìn)行各種機(jī)器人活動項目的設(shè)計，并通過實(shí)踐加以檢驗、完善，最終完成各種任務(wù)。

3.開放性強(qiáng)、教學(xué)并重、教學(xué)相長

教師可根據(jù)教學(xué)的實(shí)際情況，安排各種相關(guān)的教學(xué)活動，可以指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，小組學(xué)習(xí)，也可以集體學(xué)習(xí)。師生共同使用學(xué)習(xí)工具資源來進(jìn)行教與學(xué)。

4.科學(xué)評價，促進(jìn)學(xué)生健康成長

通過科學(xué)有效的評價，學(xué)生能夠正確地看待自己和他人，相互促進(jìn)，共同進(jìn)步。

5.加強(qiáng)原創(chuàng)，有的放矢

本學(xué)習(xí)工具中的教學(xué)范例、機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行的效果視頻、動畫等，都是我根據(jù)教學(xué)的實(shí)際需求制作的，從而使得課堂教學(xué)更加順暢，更容易解決教學(xué)中的重難點(diǎn)。

● 課程內(nèi)容簡介

《可愛的智能機(jī)器人》這門課程，是我校的校本課程，配有LOGO語言教學(xué)系統(tǒng)軟件和教學(xué)機(jī)器人，在課堂教學(xué)中主要以程序教學(xué)為主，學(xué)習(xí)LOGO語言中的基本命令。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生可以運(yùn)用LOGO語言的命令編程，直接指揮機(jī)器人畫畫、滅火、走迷宮、踢足球、做游戲，還可以指揮機(jī)器人演奏動聽的音樂，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以充分發(fā)揮自己的想象，來設(shè)計各種程序，既可以在模擬環(huán)境中進(jìn)行仿真練習(xí)，又可以將自己的程序下載到教學(xué)機(jī)器人上進(jìn)行實(shí)際演練，這門課程著眼于學(xué)生真正意義上的學(xué)習(xí)與思考。

● 教學(xué)內(nèi)容分析

本課選自五年級智能機(jī)器人校本教材第14課《迷宮探險》，主要學(xué)習(xí)嘗試?yán)昧鞒虉D進(jìn)行程序設(shè)計，學(xué)會了使用左手定則或右手定則讓機(jī)器人走迷宮的程序設(shè)計方法。這節(jié)課的教學(xué)主要關(guān)注能夠?qū)χR進(jìn)行分析、綜合、抽象、概括出最佳方案，以完成各種任務(wù)。并通過仿真軟件在虛擬環(huán)境中完成的基礎(chǔ)上，實(shí)際使用機(jī)器人完成任務(wù)，使學(xué)生感受到知識的實(shí)際用途，并在應(yīng)用中體會成功的喜悅。

● 設(shè)計思路及內(nèi)容結(jié)構(gòu)

圍繞“迷宮探險”這個教學(xué)主題，從學(xué)生的學(xué)和教師的教雙方面入手，確立了教學(xué)并重的七個板塊（如圖1），分別從理論分析、課時備課、課堂教學(xué)、教學(xué)反思、課后練習(xí)、課堂評價、課堂延伸等方面為課堂教學(xué)提供了支持。

1.理論依據(jù)

該板塊展示的是本課的教學(xué)依據(jù)，以及在理論依據(jù)支撐下的課堂教學(xué)思路（如圖2）。

2.教學(xué)設(shè)計

本板塊展示的是本課教師所用的教學(xué)設(shè)計，為了便于教師備課，我把教學(xué)設(shè)計分為“內(nèi)容概述、學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)過程”等五部分，將本節(jié)課的內(nèi)容清晰地展示出來，教師在進(jìn)行備課時可以根據(jù)需要對教學(xué)設(shè)計進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修改，滿足了教師個性化教學(xué)的需求（如圖3）。

3.教學(xué)資源

本板塊共由教學(xué)學(xué)習(xí)工具、知識解析、仿真實(shí)際等三部分組成，為教師的課堂教學(xué)提供全面的支持（如圖4）。

①教學(xué)學(xué)習(xí)工具板塊，包括教師教學(xué)學(xué)習(xí)工具、學(xué)生用的資源和學(xué)生活動報告單。教師教學(xué)學(xué)習(xí)工具是供教師課堂教學(xué)使用的，操作簡單，輕輕點(diǎn)擊鼠標(biāo)操作即可（如圖5）。

學(xué)生用的資源是一個學(xué)件，功能是組建程序設(shè)計流程圖，輔助課堂教學(xué)使用，學(xué)生可以按照自己的思路來編寫各種流程圖，點(diǎn)擊鼠標(biāo)拖拽組建即可（如圖6）。

學(xué)生活動報告單，記錄的是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程、主要記錄任務(wù)完成的過程（包括遇到的問題及解決的方法），以及學(xué)生通過學(xué)習(xí)所獲得的收獲，以小組為單位開展，而且在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，學(xué)生還可以給教師發(fā)送電子郵件，將本組的學(xué)習(xí)情況反饋給教師，教師則能夠切實(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的各種的想法，便于教師因材施教。

②知識解析板塊，包括本課所涉及的四個知識點(diǎn)，即灰度傳感器的使用、紅外傳感器的使用、流程圖的編寫和程序設(shè)計應(yīng)用的左右手定則。對于每一個知識點(diǎn)的解析都是以任務(wù)的方式呈現(xiàn)，對于知識的解析包括實(shí)際效果視頻、參考程序和相關(guān)傳感器知識的簡介，而且為了能夠更貼近于學(xué)生實(shí)際，對于左右手定則的講解，我節(jié)選了實(shí)際課堂教學(xué)片段，實(shí)踐證明，課堂上學(xué)生非常樂于這種學(xué)習(xí)方式，收到了良好的教學(xué)效果（如圖7）。

③仿真實(shí)際板塊，是以任務(wù)的方式進(jìn)行本課的綜合練習(xí)，提供了參考程序、仿真運(yùn)行效果、學(xué)生課堂調(diào)試機(jī)器人的視頻片段、學(xué)生課堂上完成任務(wù)的實(shí)際視頻表演（如下頁圖8）。

4.教學(xué)啟示

在本板塊中，我將自己幾年來對于本課內(nèi)容教學(xué)的一些體會和感受進(jìn)行了簡要的總結(jié)，供教師備課參考使用（如圖9）。

5.快樂學(xué)堂

本板塊中，提供了六關(guān)，每關(guān)都對應(yīng)一項任務(wù)，從虛擬機(jī)器人的搭建，到簡單任務(wù)的完成，再到綜合人物的挑戰(zhàn)，幾關(guān)之間密切相關(guān)，由淺入深，推進(jìn)了學(xué)生全面系統(tǒng)地掌握任務(wù)，而且我在給學(xué)生提供的答案解析中，不是簡單地直接給出答案，而是在每一關(guān)的任務(wù)答案中還設(shè)置了相應(yīng)的問題，激勵學(xué)生依照“任務(wù)分析、流程圖編寫、程序設(shè)計、仿真測試、實(shí)際演練”的方法去完成各種任務(wù)，在完成任務(wù)的過程中不斷地思考、探索，鼓勵學(xué)生創(chuàng)造性地完成任務(wù)，在實(shí)際教學(xué)中，樂學(xué)、好學(xué)。

第一關(guān)——搭建，本關(guān)的設(shè)計在于使學(xué)生能夠掌握虛擬機(jī)器人的基本搭建方法，了解傳感器的功能和作用，能夠根據(jù)需要搭建出所需要的機(jī)器人，并能夠正確調(diào)試虛擬機(jī)器人（如圖10）。

第二關(guān)——辨色，本關(guān)的設(shè)計在于幫助學(xué)生掌握光敏傳感器的使用方法，認(rèn)識光敏傳感器可以識別不同的顏色，并按要求進(jìn)行程序設(shè)計，完成指定的機(jī)器人走黑線任務(wù)（如圖11）。

第三關(guān)——避障，本關(guān)的設(shè)計在于幫助學(xué)生掌握紅外傳避障感器的使用方法，認(rèn)識到紅外避障傳感器是機(jī)器人的眼睛，機(jī)器人可以通過紅外發(fā)射與接收器來判斷障礙物，并對障礙物的不同位置來做出不同反應(yīng)，并完成機(jī)器人避障任務(wù)（如圖12）。

第四關(guān)——識路，本關(guān)的設(shè)計在于將光敏傳感器和紅外避障傳感器綜合使用，來讓機(jī)器人完成行走的任務(wù)（如圖13）。

第五關(guān)——迷宮，本關(guān)的設(shè)計在于綜合運(yùn)用前面的知識，在完成任務(wù)的過程中，應(yīng)使學(xué)生認(rèn)識到機(jī)器人在完成任務(wù)時要想提高效率，就要將虛擬機(jī)器人的傳感器的設(shè)置與程序相匹配，這樣通過不斷的調(diào)整、改進(jìn)才能更好地完成任務(wù)，達(dá)到最佳效果（如圖14）。

第六關(guān)——設(shè)想，本關(guān)的任務(wù)是要求學(xué)生設(shè)計一個機(jī)器人要完成的探險任務(wù)，機(jī)器人在完成任務(wù)的過程中必須用到光敏傳感器和紅外避障傳感器，在使用流程圖分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行程序的編寫，使機(jī)器人能夠完成自行設(shè)定的機(jī)器人迷宮探險的任務(wù)（如圖15）。（參考答案中，提供了以機(jī)器人過橋回家為主題的活動項目。）

6.課堂評價

本板塊分為“學(xué)習(xí)體會”、“課堂評價”兩部分。教師在課堂上，根據(jù)自己的教學(xué)實(shí)際需要，來使用這兩種功能，“學(xué)習(xí)體會”是學(xué)生對本節(jié)課的綜合總結(jié)，而“課堂評價”可以即時評價，及時將評價結(jié)果呈現(xiàn)。我在實(shí)際教學(xué)中在使用這一板塊中的功能時，還將其與學(xué)校的學(xué)生評價系統(tǒng)相結(jié)合進(jìn)行綜合運(yùn)用，對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)有效的全面評價，充分發(fā)揮課堂評價的激勵作用，促進(jìn)學(xué)生的健康成長。

“學(xué)習(xí)體會”以留言板的形式呈現(xiàn)，學(xué)生可以對自己的學(xué)習(xí)體會進(jìn)行總結(jié)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，可以以電子郵件的形式提交給教師，形成有效的師生互動（如圖16）。

“課堂評價”以表單的形式呈現(xiàn)，學(xué)生可以通過拖拽具有相應(yīng)等級的不同顏色五角星填入到評價表單中，對自己或他人進(jìn)行相應(yīng)的評價（如圖17）。

7.學(xué)生風(fēng)采

學(xué)生風(fēng)采板塊包括調(diào)試機(jī)器人、測試機(jī)器人、機(jī)器人足球、機(jī)器人滅火四個視頻，視頻中操作的都是學(xué)生，貼近學(xué)生的實(shí)際，在展示學(xué)生的學(xué)習(xí)成果之時，也開擴(kuò)了他們的視野，激發(fā)了他們的想象，引導(dǎo)他們?nèi)?chuàng)設(shè)更多的機(jī)器人活動的領(lǐng)域（如圖18）。

● 評價與反思

本學(xué)習(xí)工具較為全面地為課堂教學(xué)提供了豐富的資源，在使用的過程中，教師可以根據(jù)學(xué)生的具體情況，來安排資源的使用。在課上學(xué)習(xí)時，可以指導(dǎo)學(xué)生使用資源自學(xué)等，較好地服務(wù)于課堂教學(xué)，我根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，安排學(xué)生分組使用資源進(jìn)行小組學(xué)習(xí)，或者是安排師生共同使用資源進(jìn)行集體學(xué)習(xí)等，針對不同程度的學(xué)生安排不同的使用方法，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果。

● 關(guān)鍵技術(shù)處理

本學(xué)習(xí)工具使用FrontPage 2003和Dreamweaver 8.0兩款網(wǎng)頁制作軟件相結(jié)合的方式開發(fā)制作完成。在制作的過程中，我認(rèn)為雖然這兩款軟件的版本不是最新的，但便于使用，而且能夠滿足各種需要，這就足夠了。

學(xué)習(xí)工具使用了大量的視頻，而視頻的獲得有兩種方式：機(jī)器人的仿真運(yùn)行視頻我是通過屏錄軟件，將機(jī)器人在計算機(jī)上虛擬環(huán)境中的運(yùn)行視頻錄制下來;而另一種就是使用攝像機(jī)進(jìn)行實(shí)際機(jī)器人的各種相關(guān)活動的錄制。為了能夠減少視頻所占的空間，以及降低視頻播放對計算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境的要求，我將所有的視頻都轉(zhuǎn)換成了SWF的格式。

在制作流程圖搭建學(xué)件和課堂評價工具時，我使用的是Flash軟件。

本學(xué)習(xí)工具中所涉及的虛擬環(huán)境源于機(jī)器人多語言教學(xué)平臺，此軟件中具有虛擬環(huán)境的設(shè)置，包括虛擬機(jī)器人的搭建和虛擬場地的設(shè)置。

● 幕前幕后

轉(zhuǎn)眼間，我已連續(xù)追隨NOC活動四年之久，順利完成了從做課件到研發(fā)數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的蛻變，完成了從新手到老兵的升華。

1.注重素材的積累，積少成多

十多年的智能機(jī)器人教學(xué)，使我深深地體會到積跬步才能至千里，因此我在工作中非常注重各種教學(xué)資源的積累，要想制作一個優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)工具，豐富的積累是必不可少的。在工作中，我利用網(wǎng)絡(luò)、各種相關(guān)領(lǐng)域的書籍，以及各種機(jī)器人的研討活動等，進(jìn)行資料的收集，經(jīng)過不懈的努力，幾年來積累了較為豐富的教學(xué)資料。同時，我還對各種資源進(jìn)行整理，細(xì)心統(tǒng)籌、精心編輯，逐漸形成了一個學(xué)科素材庫，其中包含大量的視音頻、圖片、文字等。學(xué)習(xí)工具中的大量素材我都是從實(shí)際教學(xué)中汲取的，如視頻、學(xué)生作品、學(xué)生操作機(jī)器人表演、興趣小組的機(jī)器人訓(xùn)練等。因此，學(xué)習(xí)工具能夠緊密聯(lián)系課堂教學(xué)實(shí)際，服務(wù)于教師備課，服務(wù)于課堂教學(xué)。

2.加強(qiáng)學(xué)習(xí)，集思廣益，不斷提高自身信息技術(shù)應(yīng)用水平

伴隨著NOC活動的開展，我看到了大量的作品，通過不斷地學(xué)習(xí)，開闊了視野，拓寬了的理念，并切實(shí)感受到了學(xué)習(xí)工具對于課堂教學(xué)的強(qiáng)大的輔助功效。因此，學(xué)習(xí)工具制作也成為工作中不可或缺的重要組成部分。為此，我經(jīng)常學(xué)習(xí)相關(guān)信息技術(shù)知識，通過不斷的學(xué)習(xí)運(yùn)用技術(shù)制作學(xué)習(xí)工具逐步提高自己的水平。由于個人的能力是有限的，我還經(jīng)常與其他教師合作，各展所長、相互學(xué)習(xí)、相互促進(jìn)、共同提高，這樣才能更容易制作出符合課堂教學(xué)實(shí)際需要的高質(zhì)量的學(xué)習(xí)工具。再有就是第三方軟件的使用，在制作學(xué)習(xí)工具的過程中，會需要對素材進(jìn)行加工、修改，教師不可能掌握所有專業(yè)軟件的使用方法，這就需要到網(wǎng)上去查找，如幾何畫板的使用，視頻剪切小軟件等。相信只要不斷地努力、實(shí)踐和思考，就能不斷進(jìn)步。

3.科學(xué)分析，精心設(shè)計，構(gòu)思合理

我在學(xué)習(xí)工具制作過程中遵循 “科學(xué)分析——精心設(shè)計——構(gòu)思合理”的思路，從整體上把握教學(xué)內(nèi)容，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)分析，依據(jù)教學(xué)設(shè)計，制訂出學(xué)習(xí)工具設(shè)計整體思路，結(jié)構(gòu)清晰。在此基礎(chǔ)上，對于教學(xué)內(nèi)容從多個角度來進(jìn)行分析研究，既要考慮學(xué)生的學(xué)，又要考慮教師的教。在實(shí)施的過程中，將學(xué)習(xí)工具的內(nèi)容進(jìn)行板塊化設(shè)計管理，這樣在制作過程中便于操作，而且思路清晰，便于完成，在與其他教師的合作中，各司其職，分工明確，相互配合，能更好地完成學(xué)習(xí)工具的制作。從而使學(xué)習(xí)工具中包含了大量的資源和教學(xué)參考資料，使得學(xué)習(xí)工具既服務(wù)于教師的教，同時也便于學(xué)生的學(xué)，通過不懈的努力，逐漸形成了自己的特色。

幾年來，NOC活動給予了我很多，我兩次獲得了一等獎，拿獎不是目的，提高課堂教學(xué)質(zhì)量、提高自身的能力才是關(guān)鍵，數(shù)字化學(xué)習(xí)工具的制作給我?guī)砹撕芏嗫鞓?，使我的課堂教學(xué)更加豐富充實(shí)，教學(xué)質(zhì)量不斷提高，自身的業(yè)務(wù)水平更是不斷進(jìn)步。