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JXKT-XJ-04-017中期工作总结
发布:刘学忠  时间:2017/7/12 10:35:18  来源:宁夏教研网  点击: 讨论:

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第一章 引言.... 3

1.1 课题研究的背景.... 3

1.2 研究的目的和意义.... 4

1.2.1研究目的... 4

1.2.2研究意义... 4

1.3 研究的内容和研究方法.... 4

1.3.1研究内容... 4

1.3.2研究方法... 5

1.4 研究的对象.... 5

1.5 研究过程.... 6

第二章 相关的理论基础.... 8

2.1  Logo语言.... 8

2.2 萝卜圈机器人虚拟平台.... 8

2.3  LOGO语言与机器人整合理论.... 9

第三章 各实验学校开展实验课题现状调查分析.... 10

3.1 吴忠利通区69所小学.... 10

3.1.1 在利通区69所小学开展区域试点原因. 10

3.1.2区域试点工作安排. 10

3.1.3区域试点工作的申请. 13

3.1.4区域试点工作的启动. 15

3.1.5 区域试点方案. 16

3.1.6 以评选促试点工作开展. 18

3.1.7 中期工作的推进. 23

3.1.8收集到的成果. 24

3.2 金凤区良田回中. 24

3.2.1 良田回中学校硬件投入概况. 24

3.1.2 良田回中六年级学生情况分析. 24

3.1.3 良田回中开展实验课程情况. 25

3.3 银川市第二十一小学. 25

3.3.1学校硬件投入概况. 25

3.3.2六年级学生情况分. 25

3.3.3开展实验课程情况. 26

3.4 青铜峡第三小学. 26

3.4.1学校硬件投入概况. 26

3.4.2六年级学生情况分. 26

3.4.3开展实验课程情况... 27

3.4.4阶段性实验工作报告………………………………………………27

第四章 课题成员逐级培训情况. 28

4.1  课题组主要成员培训. 28

4.1.1 28

4.1.2 29

4.2试点学校教师集中培训. 39

4.2.1  培训概况. 39

4.2.2  培训总结. 39

第五章 提交的阶段性成果与讨论. 39

5.1 阶段性成果. 39

5.2主要创新点. 40

5.3研究存在的问题及后续研究方向. 40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

第一章 引言

1.1 课题研究的背景      

基础教育信息技术课程标准关于课程内容架构设置,在小学阶段设置两个拓展模块,分别是“算法与程序设计入门”和“机器人入门”,适合在小学高学段开设。机器人是具备一些与人或生物相似的智能能力的自动化机器。

程序设计和机器人都是中小学信息技术学科重要的教学内容。我区的小学信息技术课程在六年级的两个学期分别设置了(六上)和《机器人初步》(六下),两部分内容相对独立。在《LOGO语言》的学习中,由于学习内容的单一性,为学习程序设计而学习,枯燥的程序设计,用人脑代替电脑写出程序的运行结果,确实也扼杀了部分同学的学习兴趣。受经济条件之约,学习《机器人初步》,采用的是虚拟仿真机器人。学生在计算机屏幕上创建虚拟机器人和虚拟机器人平台,模拟场景的设置、机器人对象的建立和各种传感器和设备的安装,完成各种机器人实验。但是,使用仿真机器人平台,学生在刚接触到时显得很兴奋,但随着学习的深入一部分学生流露出了畏难的情绪,慢慢失去了进一步学习的耐心和信心,个别学生甚至游离在学习之外;还有相当数量的学生完全围着教师“转”,学习上缺乏主动性、创造性,仿真机器人平台进入小学信息技术课堂的教学效果并不理想。机器人进入信息技术课堂,学生经历机器人搭建、调试、运行等实践任务,学习算法、物理、机械等科学知识,初步理解程序设计的思想和方法,培养逻辑思维和动手能力,是全面提升中小学生的综合素质的有效途径。

程序是智能机器人的灵魂,机器人需要计算机语言编程控制,将机器人作为程序设计学习的载体,程序是否达到预期的目标,可以通过机器人的行为来检验,能从根本上解决程序设计教学中存在的问题。目前,小学的程序设计与机器人教学多为独立进行,程序设计与机器人整合教学的实验尚处于的探索阶段,将LOGO语言、三维仿真机器人及实物机器人整合进行教学,将是中小学信息技术课程教学内容和教学方式的创新探索。

1.2 研究的目的和意义    

1.2.1研究目的

开展LOGO语言、三维仿真机器人及实物机器人整合教学的课程目的在于培养学生学习机器人的兴趣,通过学习,学生应能初步了解机器人的基本结构,了解机器人在社会生活中的应用;在教师指导下,通过模仿及积极的创意,能够完成简单的机器硬件装配、程序编写、简单调试任务、使机器人能够解决简单的问题。

1.2.2研究意义

在教育领域,机器人拥有极高的教育价值。开展机器人教育,不仅为信息技术教育的进一步发展开辟出一条新路,有利于探索教育改革和人才培养的新途径、新方法,有利于培养学生的科技素养,提高学生的创新能力,综合设计能力和动手实践能力,同时,还将推动我国机器人知识和技术的普及,促进我国机器人事业的发展和专业人才的培养。

机器人教学具有鲜明的实践性,强调学生在直接经验和亲身经历的基础上,通过观察、思考、设计、制作、试验等活动获得丰富的学习体验,在实践中获得知识,培养能力,形成意识,在实践中检验设计、创意和成果。

1.3 研究的内容和研究方法

1.3.1研究内容

整合小学信息技术LOGO语言与机器人教学内容,利用学习机器人作为程序(LOGO语言)设计学习的载体,程序设计学习是否达到预期的目标,可以通过机器人的行为来检验,从根本上解决程序设计教学中存在抽象、单调、学习兴趣低的问题。

Ø  改编我区小学六年级信息技术现用教材,整合“LOGO语言”与“机器人初步”内容作为课题研究试验教材。

Ø  与教育机器人厂家沟通,设计“虚拟仿真机器人+实物机器人”套装系统,通过课题试验完善,定型为全区小学六年级信息技术教学配套器材。

Ø  汇集“LOGO语言与机器人整合”的教学经验和成果。

1.3.2研究方法

1文献研究法:开题阶段、课题实施过程以及结题阶段,采用了文献研究法,理清了本课题与同类课题的区别与联系,梳理了相关概念。确定了本课题以及子课题的关键词,给出了基本概念界定。

2行动研究法:为了最终总结区域推广经验,为区内全面开展教学做准备,课题的主要成员分头行动,每人负责一块,针对所负责的内容,深入到课堂,挖掘研究、讨论内容,及时收集一手材料,发现问题及时讨论解决,不断为课题收集内容、总结经验。

3调查法:在课题的前期,深入到各个学校,对六年级学生及信息技术教师进行调查与访谈,完善“LOGO语言与机器人教学内容整合”的可行性调查分析;在全国范围内寻找有实力网络技术公司,为我区的实验教材量身定做“虚拟仿真机器人+实物机器人”系统和器材,协调研发相关系统软件和实验器材。在课题的实施中期,为了发现实验教材和与之配套的软、硬件系统的问题,通过微信群和QQ群对实验校教师进行实时调查,及时发现问题,解决问题,总结经验。

4案例分析:对实验学校和区域的教学案例进行分析,提炼具有说服力的案例,支撑研究结果,寻求并总结出能够在全区范围内推广的教育教学经验。

5实践反思:本课题研究加强实践过程中的诊断与反馈,课题小组成员要在课后积极进行调研,进行自我反思,以便调控研究进度,调整研究思路,修订研究假设,完善研究方案。

1.4 研究的对象

 吴忠利通区69所小学

银川市第二十一小学

青铜峡第三小学

 金凤区良田回民中学小学部

1.5 研究工作进展 

课题进行的两年之中,按计划已完成了以下3个方面的工作。

1 20148月——201510月,已完成课题的前期调研:

Ø 完善“LOGO语言与机器人教学内容整合”的可行性调查分析。

Ø 寻找杭州萝卜圈网络技术有限公司进行“虚拟仿真机器人+实物机器人”系统和器材开发厂家,协调研发相关系统软件和实验器材。

Ø 拟定课题试验教材架构,进行实验教材《LOGO语言与机器人》(六年级)编写。

220149月——201510月,完成课题试验准备(具体实施详见附件:“自治区小学信息技术‘‘‘‘LOGO语言与机器人整合‘‘‘‘ 教学区域实验实施方案”):

Ø 20158月完成了“LOGO语言与机器人整合”实验教材《LOGO语言与机器人》(六年级)的改编和“IRobotq3d虚拟仿真机器人robokid-FR1实物机器人”套装开发。

Ø 20159月在区内遴选吴忠市利通区(65所小学,详见吴忠市教研室申报文件)和银川市二十一小学、青铜峡市第三小学和金凤区良田学校三所小学的六年级学生为实验对象。

Ø 2015930日前,依托宁夏教育厅信息中心云平台和杭州萝卜圈网络技术有限公司的iRobotQ 3D完成 “宁夏中小学机器人教育公共服务平台” 的搭建和测试运行。

Ø 20159月为实验学校配备“LOGO语言与机器人整合”实验教材《LOGO语言与机器人》及教学机器人(“虚实结合”实验校每校12套),于930日前完成试点学校机器人实验室建设。

Ø 20151019日至21日进行试点地区实验教师培训。

3 20159月——20167月,在实验区及实验学校对“实验教材”、IRobotQ3D及配套实验器材(机器人套件)进行测试,课题组根据实验数据对实验进行评估。

Ø 2015910日前完成实验县(区)、学校申报、遴选;

Ø 2015915日前完成实验教材印制、配发;

Ø 2015930日前,完成 “宁夏中小学机器人教育公共服务平台” 的搭建和测试运行;完成试点学校机器人实验室建设和信息技术教师培训;

Ø 萝卜圏公司提供的机器人实验套装1020前到校,各校机器人实验室在1030前完成布署”;

Ø 201613月进行中期总结:参与实验学校(教师)至少提交1课时教学设计和教学录像,课题组成员提交3课时教学设计,1课时录像,并撰写第一学期研究报告;课题汇集、分析实验数据,修正第二学期实验方案。

Ø 20164月结合宁夏科协开展的“全区青少年机器人大赛”活动组织试点学校参加比赛;

Ø   20167月完成项目测试,进行中期总结:参与实验学校(教师)提交1课时第二学期教学设计和教学录像,课题组成员提交3课时第二学期教学设计,1课时录像,并撰写第二学期实验报告;课题组汇集、分析实验数据,汇集实验成果,完成实验报告。


第二章 相关的理论基础

2.1  Logo语言 

LOGO语言是一种早期的编程语言,也是一种与自然语言非常接近的编程语言,它通过绘图的方式来学习编程,对初学者进行寓教于乐的教学方式。 LOGO语言创始于1968年,是美国国家科学基金会所资助的一项专案研究,在麻省理工学院(MIT)的人工智能研究室完成。 LOGO源自西腊文,原意即为思想,是由一名叫佩伯特的心理学家在从事儿童学习的研究中,发现一些与他的想法相反的教学方法,并在一个假日中出外散步时,偶然间看到一个像海龟的机械装置触发灵感,于是利用他广博的知识及聪明的才智而最终完成了LOGO语言的设计。

绘图是LOGO语言中最主要的功能,佩伯特博士就是希望能通过绘图的方式来培养学生学习电脑的兴趣和正确的学习观念。LOGO语言从开始发展到现在,已有Windows版本——MSWLogo,包括Windows 3.X版及Windows9X版等。在以前的LOGO语言中有一个海龟,它有位置与指向两个重要参数,海龟按程序中的LOGO指令或用户的操作命令在屏幕上执行一定的动作,现在,图中的海龟由小三角形所替代。中文LOGO语言 最近已经有人开发出了flashLOGO语言,还挻好用,不仅可以实现常用命令,还自行开发了一些机器人智能命令 上世纪90年代,台湾推出繁体版的LOGO语言,称之为:【葛拉堡/Gerlabau】,其后国内也推出了中文化的LOGO语言。

LOGO语言是一种适合小学生学习的程序设计语言,首先,它采用儿童十分喜爱的积木拼图方式,通过海龟绘图来学习编制程序的一般方法,培养学生的逻辑思维和创造才能。LOGO语言非常接近人类自然语言,它提供结构化程序设计,模块化的过程编程和调用,以及程序的递归调用;同时它所包含的参数、变量、带参过程等重要概念以及丰富的数据结构类型,生动的图形处理功能,为孩子们提供了非常好的编程环境,为学习更高级的计算机语言打下了良好基础。

 

2.2 萝卜圈机器人虚拟平台

IRobotQ 3D是全球首款基于网络的机器人教育和创新设计平台。平台通过虚拟现实技术,将机器人教育和设计的各个应用细节进行高度的三维仿真,实现三维世界里的任务场景设计、智能体构建、行为设计、运动模拟和组织评价等功能。

物理引擎能模拟真实的刚体运动。运动物体具有密度、质量、速度、加速度等各种现实的物理动力学属性。在发生碰撞、受力、摩擦的运动模拟中不同的属性将得到不同的运动效果。

物理引擎对机器人仿真意义重大,可以实现逼真的现实物理运动模拟,机器人项目的创新能力及学科知识整合能力将极大增强。

因为有了物理引擎的支持,平台提供了各种不同物理力学属性的驱动机构,能让你的机器人应对各种复杂的物理环境和任务。平台提供了大量的场景元素,简单构建丰富的机器人运动场景。使用平台提供的各种积木结构,可以构建充满创意的机器人模型

2.3  LOGO语言与机器人整合理论   

程序是智能机器人的灵魂,机器人需要计算机语言编程控制,将机器人作为程序设计学习的载体,程序是否达到预期的目标,可以通过机器人的行为来检验,能从根本上解决程序设计教学中存在的问题。目前,小学的程序设计与机器人教学多为独立进行,程序设计与机器人整合教学的实验尚处于的探索阶段,将LOGO语言、三维仿真机器人及实物机器人整合进行教学,将是中小学信息技术课程教学内容和教学方式的创新探索。

三维仿真机器人与实物机器人,即相互联系,又相互独立,适合不同学校和不同起点学生使用。教材整体按照“搭建机器人”——“设计、编写程序”——“仿真测试”这样一个流程进行编写与设制,以突显用LOGO程序指挥教学机器人完成预定的动作,这一理念。

虚拟仿真机器人教学是一个可操作的虚拟机器人平台,支持在计算机屏幕上创建虚拟机器人。学生可以通过虚拟机器人学习相关的知识和技能,可在计算机屏幕上模拟场景的设置,机器人对象的建立和各种传感器和设备的安装,并可以完成多种机器人实验:如机器人走规定图形、机器人灭火、走迷宫、……仿真机器人平台将成为培养同学们动手能力、创造力、综合能力、协作能力和进取精神等多元能力的最佳创新平台。

今天很多类型的机器人都可以直接用LOGO语言编程控制。在仿真环境下的程序,勿需作任何修改,便可直接下载到实物机器人,控制机器人的行为。

 

 

 

第三章 各实验学校开展实验课题现状调查分析 

 3.1 吴忠利通区69所小学

  3.1.1 在利通区69所小学开展区域试点原因

一、吴忠市区义务教育阶段,信息技术教育教学水平较好,保持着一支较为专业的信息技术教师队伍。

二、吴忠市区作为全区“学生信息技术等级考试”的试点区域,为自治区近年来开展中考的信息技术考试提供了成功的经验。

三、吴忠市区作为一个宁夏传统的义务教育强区,其区域内有小学72所,即有城市小学又有边远的农村村小,其教育环境符合试点工作的开展。

  3.1.2区域试点工作安排

第一层次为主要开展试点工作的学校,主要为城市小学加上个别农村小学,在六年级教学中需建设机器人工作室;

第二层次主要为规模中等的农村小学,学校主要开展基于软件平台的教学,同时学校可根据情况确定是否建设机器人工作室;

第三层为较小的农村村小学校,学校开展基于软件平台的教学。

试点学校安排表

第一层次学校名单

学校名称

六年级学生人数

吴忠市裕民小学

589

吴忠市利通区盛元小学

373

吴忠市利通区开元小学

406

吴忠市利通区第十一小学

316

吴忠市利通区第十五小学

95

第八中学小学部

70

吴忠市利通区第十二小学

324

吴忠市利通区第九小学

222

吴忠市利通区扁担沟中心学校

125

吴忠市利通街第一小学

388

吴忠市利通街第二小学

406

吴忠市朝阳小学

406

复兴学校

162

共十三所学校,六年级在校学生人数3077人。在六年级教学中需建设机器人工作室,为主要开展试点工作的学校,为城市小学加上个别农村小学。

第二层次学校名单

学校名称

六年级学生人数

吴忠市利通区金积中心学校

155

吴忠市利通区郭家桥中心学校

135

吴忠市利通区高闸中心学校

100

吴忠市利通区马莲渠中心学校

98

吴忠市利通区第十五小学

95

吴忠市利通区金银滩中心学校

87

吴忠市利通区第十小学

83

7所学校,六年级在校学生人数1567人。积极动员,力争第二层次中50%的学校建设机器人工作室。

第三层次学校名单

学校名称

六年级学生人数

吴忠市利通区金积大庙桥小学

89

吴忠市利通区扁担沟同利燕宝小学

78

吴忠市利通区东塔第三小学

76

吴忠市利通区孙家滩闽宁小学

75

吴忠市利通区汉渠学校

75

吴忠市利通区扁担沟黄沙窝学校

75

吴忠市利通区上桥罗渠小学

71

吴忠市利通区板桥中心学校

70

吴忠市利通区第十四小学

70

吴忠市利通区金银滩杨马湖小学

68

吴忠市巴浪湖农场回民学校

60

吴忠市利通区板桥波浪渠小学

53

吴忠市滨河实验小学

51

吴忠市利通区高闸周闸小学

50

吴忠市利通区郭家桥马湾小学

44

吴忠市利通区金银滩团庄小学

42

吴忠市利通区郭家桥苏家滩小学

42

吴忠市利通区金积高田小学

39

吴忠市利通区金银滩镇跃进小学

39

吴忠市利通区孙家滩中心学校

38

吴忠市利通区郭家桥杨家岔小学

37

吴忠市利通区金银滩东湾小学

36

吴忠市利通区金积田桥小学

34

吴忠市利通区马莲渠陈木闸小学

34

吴忠市利通区孙家滩石家窑小学

33

吴忠市利通区金积镇丁家湾小学

31

吴忠市利通区马莲渠汉北堡小学

30

吴忠市利通区扁担沟五里坡小学

30

吴忠市利通区马莲渠杨渠小学

29

吴忠市利通区东塔第四小学

28

吴忠市利通区扁担沟第一小学

28

吴忠市利通区马莲渠巴浪湖小学

28

吴忠市利通区金积塔湾小学

27

吴忠市利通区金积黎花桥小学

27

吴忠市利通区高闸侯桥小学

27

吴忠市利通区高闸郭桥小学

27

吴忠市利通区东塔龙二小学

25

吴忠市利通区扁担沟第二小学

25

吴忠市利通区金积马家湖学校

25

吴忠市利通区金积回民小学

24

吴忠市利通区高闸高糜湾小学

24

吴忠市利通区板桥高家湖小学

23

吴忠市利通区上桥牛家坊学校

22

吴忠市利通区板桥乡任桥小学

21

吴忠市利通区马莲渠柴桥小学

21

吴忠市利通区高闸李桥小学

17

吴忠市利通区金积关渠小学

16

吴忠市利通区板桥早元小学

15

吴忠市利通区东塔龙一小学

13

吴忠市利通区金银滩镇西滩小学

12

50所学校,六年级学生1974人,学校开展基于软件平台的教学。

  3.1.3区域试点工作的申请

 

  3.1.4区域试点工作的启动

2015916日,为探索我区中小学信息技术课程教学内容和教学方式的创新,经教育厅批准决定在吴忠市利通区、银川市二十一小、青铜峡市三小、金分区良田学校小学六年级开展 “LOGO语言”、“虚拟仿真机器人”及“实物机器人”整合教学实验工作启动会,在我市盛元小学召开。

在启动会上,由教育厅教研室岳维鹏主任宣读了自治区小学信息技术“LOGO语言与机器人整合” 教学区域实验实施方案,自治区信息技术教研员杨宏轩老师对第一学期实验工作进行了安排,吴忠市教育局周占忠副局长代表吴忠市参加实验工作的学校做了表态发言,并对市区的教学实验提出了具体的要示,最后教育厅基教处张可生处长进行了总结。

本次参加启动会议的有吴忠市区、银川市二十一小、青铜峡市三小、金分区良田学校小学的部分校长及六年级信息技术教师代表共90余人。会后吴忠市教育局周占忠副局长陪同教育厅基教处张可生处长、教育厅教研室岳维鹏主任参观了吴忠市盛元小学数字校园建设情况工作。

  3.1.5 区域试点方案

吴忠市区小学信息技术“LOGO语言与机器人整合” 教学区域实验实施方案

 

为探索中小学信息技术课程教学内容和教学方式的创新,经教育厅批准(宁教基函【2015169号),决定在我市区小学六年级开展 “LOGO语言”、“虚拟仿真机器人”及“实物机器人”整合教学实验。根据《自治区小学信息技术LOGO语言与机器人整合教学区域实验方案》,特制定“LOGO语言、虚拟仿真机器人及实物机器人整合”(简称“虚实结合”)教学实验,实验实施方案如下:

一、实验目标

程序设计与机器人整合教学的实验尚处于的探索阶段,将LOGO语言、三维仿真机器人及实物机器人整合进行教学,将是中小学信息技术课程教学内容和教学方式的创新探索。

二、实验内容

在市区内遴选14个学校的小学六年级学生,从2015新学年开始用一个学年时间,使用“LOGO语言与机器人整合”实验教材《LOGO语言与机器人》及相关配套器材进行教材教学,对“实验教材”、IRobotQ3D及配套实验器材(机器人套件)进行测试,课题组根据实验数据对实验进行评估,完善实验教材、系统软件和实验器材的定型。

三、组织实施

1、实验由自治区教育厅基础教育处管理,教育厅教研室组织实施, “LOGO语言与机器人整合”课题组进行实验教学指导。

2、市区实验学校:

吴忠市裕民小学

吴忠市利通区盛元小学

吴忠市利通区开元小学

吴忠市利通区金积中心学校

吴忠市利通区郭家桥中心学校

吴忠市利通区第十一小学

吴忠市利通区第十五小学

吴忠市利通区第八中学小学部

吴忠市利通区第十二小学

吴忠市利通区第九小学

吴忠市利通区扁担沟中心学校

吴忠市利通街第一小学

吴忠市利通街第二小学

吴忠市朝阳小学

吴忠市利通区复兴学校

 3、实验按照两个层次安排:第一层次:所有实验学校,基于“宁夏中小学机器人教育公共服务平台”开展三维虚拟机器人的教学实验;第二层次:建设机器人实验室的学校,开展 “虚实结合”教学实验。

4、依托宁夏教育厅信息中心云平台和杭州萝卜圈网络技术有限公司的iRobotQ 3D搭建 “宁夏中小学机器人教育公共服务平台”。

四、实施计划

 2015910日前完成学校申报、遴选;

 2015915日前完成实验教材印制、配发;

 2015930日前,完成市区试点学校机器人实验室建设和信息技术教师培训;

 20151130日前,各校机器人实验室完成布署;

 20161—3月进行中期总结:参与实验学校(教师)至少提交1课时教学设计和教学录像;课题汇集、分析实验数据,修正第二学期实验方案;

 20163-7月,继续开展使用“LOGO语言与机器人整合”实验教材《LOGO语言与机器人》的教学;

 20167月完成实验,进行终期总结:实验教师提交规定的3单元教学设计和教学录像(以及为上报的本课时的课堂实录教学服务,包括本课时的课件、程序、微课),一个机器人教学故事,一篇机器人教学论文。课题组汇集、分析实验数据,汇集实验成果,完成实验报告。

五、评价机制

教育局将对实验学校进行学校、教师教学、学生学习三个维度的评价机制。

1、评价学校:主要针对项目学校是否按要求组织实验教学,并建设实体机器人实验教室,保障实验教学的正常进行。

2、评价教师教学:实验教师提交规定的3单元教学设计和教学录像(以及为上报的本课时的课堂实录、教学设计,包括本课时的课件、程序、微课),一个机器人教学故事,一篇机器人教学论文。

3、评价学生学习:以现场观察评价为主。

六、教学保障

1、学校要建设好机器人教室;

2、参加实验的学校不参加2016年小学生信息技术应用能力水平测试。

 

 

                            吴忠市教研室   吴忠市师资培训中心

2016418

  3.1.6 以评选促试点工作开展

为促进在我市区小学六年级开展 “LOGO语言”、“虚拟仿真机器人”及“实物机器人”整合教学实验。根据《自治区小学信息技术LOGO语言与机器人整合教学区域实验方案》,吴忠市教育局教研室2016年初在市区实验小学校开展了整合教学区域实验阶段成果的收集评选活动。

  3.1.7 中期工作的推进

LOGO语言与机器人整合”教学区域实验中期推进会召开

 

2016427日,承担自治区在我市区小学六年级开展 “LOGO语言”、“虚拟仿真机器人”及“实物机器人”整合教学实验的十四所小学的校长及实验教师在教育局八楼会议室参加了由吴忠市教研室、吴忠市师资培训中心组织召开的中期工作推进会。

会议上,周占忠副局长出席并对实验工作提出了如下要求:学校领导要高度重视并领会自治区在我市区进行机器人课堂教学实验的重要性,为课堂实验教学投入一定的人力和物力,保证实验教学的顺利进行,为全区交上一份满意的答卷。

吴忠市教研室白忠明主任、吴忠市师资培训中心贺欣主任分别就开展好课堂实验教学工作及评价工作做了具体的布置与分工。

本次会议的召开,必将会促进项目学校领导与实验教师将进一步做好“LOGO语言与机器人整合”教学实验,为全区交上一分满意的答卷。

  3.1.8收集到的成果

实验教师共上交包括教学设计、教学录像、课件、程序、微课、教学故事、教学论文共82G。(这部分将整理成“教学资料库”)

3.2 金凤区良田回中   

     3.2.1 良田回中学校硬件投入概况

 金凤区良田回中,是一所九年制学校,共有计算机教室4个,小学部有专门的计算机教室,配置学生教学用机56(方正英祺,Intel i3处理器,2G内存)。机房接入百兆光纤,能够满足学生同时在线使用萝卜圈虚拟平台。结合学校的实际情况,学校新建机器人教学教室配置了八台六人操作台,每个操作台配置了电脑(4G内存,interi5 处理器,独立显卡2G显存),购置了12套实体机器人套装,开展虚实结合的教学方式。

 

 

  3.1.2 良田回中六年级学生情况分析

   良田回中小学六年级有两个教学班级,六年级(1)班学生43人,六年级(2)班41人。学生均为农村学生,学生使用计算机的能力相对较低。家中有电脑的同学仅有5人,因此学生的信息技术能力和计算机操作水平,主要在学校信息技术课程中的培养和提高。

  3.1.3 良田回中开展实验课程情况  

  小学六年级这两个班级,每周安排信息技术课程两课时。六年级(1)班由秦春娟老师教授,六年级(2)班由夏静老师教授。另外,每周三下午小学开展综合实践活动课程,六年级的主要活动时间,作为机器人教学的补充时间。

3.3 银川市第二十一小学

  3.3.1    学校硬件投入概况

银川二十一小学是教育厅直属小学,拥有2个校区, 6年级数量分别为8个和6个,共计840名学生,机房数量分别为4个和2个,配置均为中高档次,出口带宽均为100M,完全满足机器人仿真教学需要。在被确定为实验校后,学校积极建设实体机器人实验室,实验室面积均在90平米以上,配置多媒体教学设备、学生操作台、学生用电脑、实体机器人套装,满足虚实结合教学的需要。

  3.3.2    学生、教师情况分析

银川二十一小学2个校区均在市区,学生信息素养较好,大部分学生家里均有电脑,一部分学生家里有与机器人相关的器材,对机器人学习并不陌生;我校每周五下午为兴趣课,其中设有乐高机器人课程,主要为结构的搭建,部分参加兴趣课的学生对搭建方面比较熟悉;我校学生参加校外机器人课程的学生大概占到7%左右,这部分学生不仅学习了硬件的搭建,而且初步学习了为机器人编写程序,这部分学生在学习机器人课程内容时,有较好的基础知识。

2个校区共有专兼职信息技术教师7名,均参加过相应的培训工作,能够胜任机器人教学的任务。7名教师中有5名多年来参与机器人相关的培训工作,取得区级、国家级多项奖项。对萝卜圈虚拟机器人软件平台比较熟悉,能够快速熟悉教材内容,并开展教学活动。

  3.3.3开展实验课程情况

学校每周安排信息技术课程1课时,虚拟课程在微机室上,实体实验在机器人教室开展。另外每周5下午安排机器人兴趣课,培养有兴趣和特长的同学进一步学习机器人知识。

 

3.4 青铜峡第三小学

  3.4.1学校硬件投入概况

学校共有计算机教室2个,配置学生教学用机51(方正/联想,Intel i3处理器,2G内存,19寸液晶)。机房接入百兆光纤,在“宁夏萝卜圈(IRobotQ3D)平台”注册开通帐号381个,教学机器人仿真搭建环境成熟。机器人实验室由于综合楼正在建设中,暂未成立。学校计划新建机器人实验教室,配置八套六人操作台,每个操作台配置电脑(interi5 处理器,4G内存,独立显卡2G显存),购置12套实体机器人套装,满足虚实结合教学需要。

  3.4.2学生情况分析

我校六年级有5个教学班级,共261人。学生来自农村和城市,学生使用计算机的能力相对较低。家中有电脑的同学占一半左右,学生的信息技术能力和计算机操作水平,主要在学校信息技术课程中的培养和提高。

  3.4.3开展实验课程情况

学校每周安排信息技术课程两课时。为了保障实验工作顺利进行,由区级骨干教师赵志兴担任实验班级任课教师,另安排两名信息技术教师辅助开展实验工作临时性任务。另外,每周三下午开展综合实践活动课程,六年级的主要活动时间,作为机器人教学的补充时间。

201511月至12月,完成实验教材第36单元教学内容。在此阶段工作中,完成微课设计一篇,录制微课一节,教学设计和课件1课时。20163月至6月,完成实验教材第510单元教学内容。在此阶段工作中,组织学生进行学校“创意机器人搭建比赛”,选拔学生参加“全区青少年机器人虚拟赛”,两名学生获吴忠市二等奖,撰写教学设计3课时。

3.4.4实验工作报告

为探索我区中小学信息技术课程教学内容和教学方式的创新,按照教育厅(宁教基函【2015169号)通知精神,我校(青铜峡市第三小学)被批准为课题实验学校。在六年级开展 “LOGO语言”、“虚拟仿真机器人”及“实物机器人”整合教学实验,现将我校开展试验工作报告如下:

1.实验工作完成情况

12015910日向教育厅提交实验学校申报书;

22015916日参加教育厅实验工作启动会,并领取实验教材300套;

320151030日前,完成实验教材第1单元和第2单元教学内容,为11月使用平台做好知识准备。

42015101921参加实验学校信息技术教师培训。培训主题围绕:IRobotQ3D注册及使用情况;机器人实验室建设及实物机器人场地规划;教学机器人(仿真/实物)搭建与调试;实验教材的使用;基于实验教材的教与学的实践等五个方面进行了面对面培训。

回到学校后,针对培训内容逐一进行落实。在“宁夏萝卜圈(IRobotQ3D)平台”注册开通帐号381个。机器人实验室由于综合楼正在建设中,暂未成立。教学机器人仿真搭建环境成熟,网络带宽稳定,计算机配置较高。严格按照教材内容上课,单元教学按照从任务情景到算法思路再到个性化解决方案和程序出现的模式进行。

5201511月至12月,完成实验教材第36单元教学内容。在此阶段工作中,完成微课设计一篇,录制微课一节,教学设计和课件1课时。

620163月至6月,完成实验教材第510单元教学内容。在此阶段工作中,56单元是基础,假期后学生有些生疏,故快速重学56单元。另组织学生进行学校“创意机器人搭建比赛”,选拔学生参加“全区青少年机器人虚拟赛”,两名学生获吴忠市二等奖,撰写教学设计3课时。

2.实验工作中存在的问题

1)萝卜圈平台软件的安装和使用方面,学校现有计算机配置都较高,软件安装都没有出现什么问题,在课堂使用中,有时出现频繁掉线问题,重新登陆就正常,只是之前在软件中的操作没有保存,学生不得不重复操作,浪费了一些课堂练习时间。

2)我校因为功能室不足,新建综合楼工程正在施工。学生进行虚实结合练习没有得到保障。虚实结合机器人实验室的建设不得不放在今年秋天进行。

3)目前平台帐号可以独立,但是帐号里的操作记录不能上传到服务器,导致学生在学校的操作不能共享在家里或着其他计算机上,一担换机器,就什么都没有了。

3.实验工作问题的解决策略

1)软件平台的频繁掉线问题,需要工程师在服务器端进行调适修改,经过一年的磨合系统平台基本趋于稳定。

2)我校计划新建设的机器人实验室采用6组六角形桌子,每桌配置两台笔记本电脑,两个赛台场地,2组设备存储柜。完全可以满足,学生虚实结合的机器人搭建及调试。

3)建议工程师在服务器端开放帐号的上传存储功能,确保学生帐号的存储的文件能及时下载修改,实现可继承学习,解决学生资源共享的需求。

第四章 实验成员逐级培训情况 

4.1  课题主要成员培训

20159月课题组主要成员一行五人前往杭州萝卜圈网络技术有限公司进行为期5天实地考察与培训。此次主要内容有:

1.  由公司主要技术人员对成员进行萝卜圈软件的介绍、使用及实验体机器人的搭建培训;

2.  对机器人实验室的建设及规划进行全面考察;

3.  在杭州拱墅区萝卜圈实验基地某校进行考察,并与培训教师和学员进行交流学习。

 

 4.2 试点学校教师集中培训情况及总结

4.2.1培训文件

关于开展小学信息技术LOGO语言与机器人整合

试点学校信息技术教师培训的通知

宁教研函【2015 

 

各实验区、校:

依据《“LOGO语言与机器人整合”教学区域实验实施方案》安排,决定组织开展试点学校信息技术教师培训,现将培训有关事项通知如下:

一、培训对象:试点学校参与试点教学的信息技术教师(每校1名)。

二、培训时间、地点

1、时间:20151019日至21

2、地点:吴忠市第二中学

   地址:吴忠市利通区  联系电话

三、培训课程安排(见附件)

四、其它

   1、本次培训免费,参加培训老师交通、食宿自行安排,费用由派出学校报销。

   2、培训老师带实验教材及相关学习用具。

 

宁夏教育厅教学研究室

0一五年十月十二日

附件:

小学信息技术LOGO语言与机器人整合

试点学校信息技术教师培训课程安排

时间

内容

培训教师

19

上午

8:008:40 报到

8:409:00 工作安排

9:0012:00 IRobotQ3D 注册及使用

赵志坚

杨宏轩

赵志新

下午

2:005:30 机器人实验室建设,萝卜圈教学、学习机器人搭建(含学员实践)

徐永惠

20

上午

8:009:30实验教材使用

9:4012:00 实验教学设计

王英

下午

2:003:40 机器人搭建、调试

3:505:30 实验教学设计案例分析、点评

徐永惠

赵志坚 王英

21

上午

8:0012:00基于IRobotQ3D教学实践(含学员实践与点评)

秦春娟

赵志新

下午

2::005:00 基于机器人实验室的教学实践(含学员实践与点评)

 

4.2.2培训总结

依据《“LOGO语言与机器人融合”教学区域实验方案》安排,于1019日至21日在吴忠市第二中学组织开展的65所试点学校信息技术教师培训工作按计划如期结束。为期三天的培训,让身为主讲教师的我们深深体会到了LOGO语言与机器人整合在义务教育学业段信息技术课堂推广的深远意义和作用,以及每个实验教师身负的职责,同时也被前来参加培训的所有试点学校教师时刻保持的学习热情和积极性所感染,坚定了我们将LOGO语言、三维仿真机器人及实物机器人整合进行教学的实验课题在试验学校乃至全区中小学阶段推广的信心和决心。在三天的教与学的互动过程中,所有与会人员逐步意识到LOGO语言与机器人整合将引领大家在信息技术课程教学内容和教学方式上进行新的探索与创新,必将为每一个前来参加培训的成员未来的职业发展创造新的机遇。下面就这次培训进行逐一总结。

1 .教材培训

  在此次培训过程中,针对教材的使用分为两个层面进行,一是了解和认识,二是应用,因此,采取了三步走策略:了解教材→设计教学案例→自评、互评。

1)了解实验教材编写的背景、特点、意义、架构及给出教学实施建议。

此次,为了让实验校的教师尽快了解教材,熟悉教材,在课堂中恰当运用教材,在讲授“实验教材使用”时,围绕着“虚”、“实”两个方面展开,让程序设计语言作为虚实机器人与实物机器人二者的契合点,将LOGO语言、三维仿真机器人及实物机器人三者之间的有机的联系在一起,道出实验教材背景、特点、意义。同时对整本教材架构和内容进行了剖析,以第5单元为例,给出了教学实施建议。

指定内容要求参加培训的教师每人写一课时的教学设计。

2)为了加深对教材的了解,在讲解了教材的背景、架构及教学建议后,要求每一位教师在第5单元“安全出站”第二节(基于虚拟机器人的教学实践)和第三节(基于机器人实验室的教学实践)内容,任选一节写出教学设计,并进行自评、互评及主讲教师点评,在短时间内加深对教材的架构、内容及教学目标的认识与理解。

同课异构——基于实验教材的教与学的实践:主讲教师的示范课,培训学员的汇报课,同堂竞技,在对比中找问题,在学习中勤反思。

结合前一天教材的培训,对教材的分析,选取第五单元第二小节和第三小节作为实验教材的教与学实践内容。

 通过做课和培训教师上交的教学设计发现了以下一些问题:

1)培训教师对教材不熟悉。

从培训教师上交的教学设计中看,尽管王英老师已经对教材进行了介绍和讲解,但是培训教师还是停留在表面,没有深入理解和消化,教材分析比较粗浅。这需要教师今后要仔细研读教材,才能对教材做出正确的分析。

2)教学方法单一。

大部分老师都采取演示法和任务驱动法。布置任务,让学生做,然后由老师或者已经完成的学生演示是怎么做的。整体上还是把重心放到了操作层面上,没有对为什么这样做?进行讨论,缺乏信息素养层面的引导和培养。

3)教学情景创设不合理。

在引课阶段,大部分老师采用的方法是复习旧知识,引出新课。也有老师创设情景,但是有点是为了有创设情景这个环节而创设,并不是为了引课。

4)教师的专业知识欠缺。

培训过程中就发现这样的问题,电脑出现了死机现象有的老师竟然不会处理。在按照调试阶段对于出现的问题不能自行解决。甚至还有老师对LOGO语言一无所知,这都会对教学带来影响。如果我们要教给学生一碗水的内容,我们就要准备一桶水的知识。老师要不断学习提高自己的专业能力。

当然,在上课过程中也出现了一些可喜的现象。培训教师的积极性都很高,积极参与到教学和研讨当中,能够提出一些有价值的问题和建议,促进了教师的成长。动手能力强的教师,自己编写程序,丰富和补充教学内容。具体在学生中教学实践还会出现很多问题,我们需要多学习,多交流,共同进步。

2 萝卜圈虚拟机器人平台使用培训

1IRobotQ3D注册及使用情况

截止此次培训结束,在宁夏萝卜圈(IRobotQ3D)平台注册的学校数为65所,并为每校开通一个管理账号,实验学校的老师们可以进行学生登陆账号注册、账号分组管理、成绩查询等常规操作,对于平台的注册和管理方面已经可以轻松应对。

萝卜圈服务平台的安装和使用方面,在前期实验学校反复测试,通过更新系统显卡驱动,WINXP系统安装NETFX20SP2插件,反馈进行修改的基础上,全区各县市各校也进行测试应用后,架设在教育厅的服务器完全能够满足各校正常使用,突出问题均得到了解决,服务平台客户端能正常安装和使用。  

建议:在服务器端开放帐号的上传存储功能,确保学生帐号的存储的文件能及时下载修改,实现可继承学习,解决学生资源共享的需求。

2)机器人实验室建设及实物机器人场地规划

Ø 虚实结合教学场地:

从教学过程及学员现场学习体验来看,在常规大小的教室中建设虚实结合教学环境,应注意以下问题:一是采取小组合作学习方式,学生分小组进行学习,桌子的放置应以小组合作学习为主;二是桌子不易太大,太大影响学生之间的交流学习,以正方形为例100CM120CM即可;三是每小组配电脑一台,系统为WIN7,内存不小于4G,最好为独显,并接入互联网;四是学习小组人员为46人最为合适;五是桌子可以环墙放置,教室中间可做机器人运行场地及将来固定场地放置。。

Ø 虚拟环境教学场地:

从教学过程及学员现场学习体验来看,在虚拟机器人教学环境,可以使用现有的计算机教室即可,还应注意以下问题:一是操作系统最好为WIN7,如果为WINXP,需要额外打补丁;二是学习在很大程度上对互联网的依赖性较高,需要网络环境的支持。

3)教学机器人(仿真/实物)搭建与调试

将教学内容中的机器人从简单的平面仿真进步为3D仿真+实物的方式,给学生带来更丰富、更真实的体验,是此次教材变化最大的亮点。作为教师,必须掌握两项搭建与调试的技能:一、如何在3D的仿真环境里搭建机器人、编程程序和仿真调试;二、将学到的知识通过实体机器人在真实环境中进行验证。

Ø 掌握仿真环境机器人的搭建、调试;

通过给实验校的教师介绍了萝卜圈软件的使用方法,虚拟环境中的搭建方法,老师们借助新编的教材,进行机器人的搭建。通过观察老师们的搭建情况,感觉到此次采用的软件虚拟环境仿真程度好,比较真实,在教材的帮助下,老师们很快搭建出了自己的机器人。再引导教师对机器人进行编程和调试,老师们很快掌握了虚拟环境中的编程与调试方法。

Ø 掌握实体机器人的搭建、调试;

老师以小组为单位,拆开实物器材,对照教材里的部件表,逐一核对部件的名称、作用、数量。很快熟悉器材的内容,记住各部件的名称,理解各种连接件的不同作用、各自的特点,知道了各种传感器的名称、作用。随后,开始实物机器人的搭建,并进行实体机器人的调试。针对教材里的试验内容,通过搭建和调试,各小组总结了出现的问题,并根据问题不断优化机器人的结构,小组之间互相探讨不同结构的优缺点,积累了很多搭建方面的经验。

通过机器人(仿真/实物)搭建与调试这个教学环节,老师们掌握了搭建的技能,还通过自身的体验,互相探讨了在课堂中如何开展活动、如何管理器材等问题。

 

   

 

3.搭建多种平台,方便成员相互勾通、学习及资源共享

为了让所有实验校之间的交流学习和讨论有可持续的空间,在这次培训期间,创建了QQ群和微信群,同时邀请了萝卜圈工程师进群,架起了实验教师与工程师在线沟通的网络平台,为实验工作提供强有力的技术支持和保障。具体的交流平台为:

1.建“LOGO与机器人”微信群,方便课题成员及实验校教师相互勾通、学习;

2.建“LOGO与机器人整合”QQ群,方便疑难问题的解答及文件上传与共享;

3.在宁夏教研网搭建课题组资源平台,方便课题中各种资源收集、归类、存档及查阅。(平台架构徐永慧已搭建,但还未具体实施)

3 课例教学

   

秦春娟

 

    

    

 

 

 

     

章节名称

安全出站

计划学时

1课时

教材分析

“安全出站”是教材的第3单元,12单元学习机器人的基础知识并学会搭建机器人。本单元是在已经完成“学习者号”机器人的仿真搭建和实物组装的基础上,根据“安全出站”任务,首次经历为机器人编写程序、调试、运行机器人(仿真/实物),指挥机器人完成任务的整个过程,体验赋予机器人智慧与生命,完成具体任务的全过程。在这个过程中,熟悉IRobot3D的编程环境、了解在仿真平台编写程序的一般步骤、体验IRobot3D仿真环境编程、经历将程序导入到实物机器人的控制器,让它在真实场地中完成任务的过程,有效激发学生的学习兴趣,树立学生的成就感。知道计算机程序设计的作用,领会程序设计的思想和方法,理解机器人与程序设计之间的关系,为后面的深入学习奠定基础。包含三个内容:一、熟悉IRobotQ3D的编程环境;二、体验IRobotQ3D仿真环境;三、学习实践。

本节课“安全出站”的第二课时即“体验IRobotQ3D仿真环境”通过完成“安全出站”任务,经历在仿真环境下编写程序的一般过程:任务分析、算法描述、编写程序及仿真调试。

学情分析

学生已经学习了LOGO语言和机器人虚拟及实体的拼装,为本节课的学习奠定了基础。然而,学生对在LOGO语言编程环境与IRobotQ3D仿真环境下编写LOGO程序的区别完全陌生,这也是教学中教师需要引导,重点教学的内容。

教学目标

通过完成“安全出站”任务,经历在仿真环境下编写程序的一般过程:任务分析、算法描述、编写程序及仿真调试,认识RobotQ3D的“LOGO程序编写窗口”,能够在“LOGO程序编写窗口”中编写、保存LOGO程序;熟悉RobotQ3D仿真平台,掌握“进入仿真”的全过程;熟悉仿真窗口,了解仿真工具栏和场景小地图,掌握仿真工具栏中等常用工具的使用

教学重点

1仿真环境下编写程序的一般步骤

2区别在LOGO语言编程环境与RobotQ3D仿真环境下编写LOGO程序的不同

教学难点

区别在LOGO语言编程环境与RobotQ3D仿真环境下编写LOGO程序的不同

教学环境

多媒体网络教室 

教学软件

Winxp    IRobotQ3D

教学准备

教学课件

教学过程

教学步骤

教师活动

学生活动

设计意图

新课引入

1.复习上节课内容,进入IRobotQ3D机器人仿真平台

2.展示仿真录像,揭示课题。

3.分小组完成四个小任务,新手上路,前进、后退、向左走、向右走。

回忆上节课的相关内容

观看仿真录像,明确新课任务。

通过复习上节课的内容,为本节课的学习做好准备。

仿真录像,激发学生的学习兴趣。

新课设计

一、任务分析

3.任务描述:“学习者号”从起始位置沿箭头所示,先向前驶入直角弯道,右转90度,再向前到达检修台(蓝色色块位置),然后后退到直角弯道处,左转90度,最后沿箭头向前驶出红色出站口

明确机器人的“安全出站”的任务。

描述出机器人行走的路线

结合场景图,学生能够描述出机器人行走的路线,帮助学生理解任务。

二、算法描述

①从起始位置向前驶出850步至直角弯道;

②等待0.5秒(改变运动方向),向右转90度;

③从直角弯道向前驶出1000步至检修台(蓝色色块位置);

④等待0.5秒(改变运动方向),从检修台后退1000步至直角弯道;

⑤向左转90度,等待0.5秒(改变运动方向);

⑥从直角弯道驶出红色出站口。

算法流出图:

对应的LOGO语言

 

学生自己用语言能够描述出算法

 

学习用流程图的方式表示算法。

能够将算法描述转换成对应的LOGO语言

学生能自己描述出算法,加深对算法的理解,结合流程图理清楚思路。能够将算法描述转换成对应的LOGO语言为调试程序做好铺垫。

三、编写程序与仿真调试

 

1.按照教材P74页,3编写程序与仿真调试,在程序编辑区输入程序并保存。

2.开始仿真,进入仿真界面。使用仿真工具栏中的按钮开始仿真。程序出错处理方法。

3.修改仿真程序,比一比谁的仿真成绩高。

4.对比LOGO语言与在仿真平台中的编程进行对比,体会不同之处。

5.说说看:IRobotQ 3D的“LOGO语言编程”环境中编写机器人程序,需要考虑哪些实际因素?

借助课本,完成程序输入

熟悉仿真界面环境,开始仿真

 

修改仿真程序,优化程序。

讨论、交流,仿真平台中编写程序的体会,对比与LOGO语言的区别。

说说需要考虑的因素。

 

 

小结:

今天的学习内容你都掌握了吗?

 

学生总结

完成学习评价表

查漏补缺

及时收集反馈情况

作业:IRobotQ 3D中编写一段LOGO程序

参考算法:

  前进3步;

后退3步;

左转90度;

前进3步;

后退3步;

右转90

停止

 

4.依据此次培训,对实验教材、宁夏中小学机器人教育公共服务平台、配套实验器材(实物机器人套装)进行修改、完善的建议

由于实验教材及与之配套的软件、实验器材都属实验阶段,在培训过程中每一位主讲教师都用心观察,认真体会,本着科学、严谨的态度,将发现的问题进行收集、归类、总结,以方便后期改进与完善,具体发现的问题如下:

Ø 对实验教材修订的建议

因为机器人的搭建是个教学难点,能否在简化配件的基础上提高机器人的坚固性成为关注的焦点,在培训教师搭建的各种实物机器人的提示下,找到了简化的方向;另一方面为了提高机器人电机的灵活性和精确度,增加LOGO语言与机器人的融合性,从根本上提升机器人的性能,提出了“步长”与电机转速之间联系的相关改进意见。(见附件:“实验教材修订建议—徐永慧.doc”)

Ø 对宁夏中小学机器人教育公共服务平台改进的建议

在服务器验证时,原默认为内网登陆,现已更换为默认公网登陆,避免每次选择网络或忘记选择造成的登陆异常。

在使用过程中发现与教材配套的场景只能在IRobotQ3D的在线模式中提供,而在离线模式下并没有提供,这与教材中的内容相悖,不利用于教材的使用。

在线场景的任务说明需要完善,按照任务介绍,场景图,完成任务的计分设计等页面呈现。

Ø 对配套实物机器人套装改进的建议

此次针对实物机器人的控制器、传感器、数据线、电机等均不同程度的发现了问题并提出了改进的建议。(见附件:“实物机器人套装改进建议—徐永慧、王英.docx”)

第五章 提交的阶段性成果与讨论

5.1 阶段性成果

 1. 实验教材《LOGO语言与机器人》于20158月出版阶段性

2.根据实验数据,对实验教材、宁夏中小学机器人教育公共服务平台、配套实验器材(实物机器人套装)提出修改、完善方案。

3.按教学内容遴选每课时(共32课时)不少于1个优秀教学设计和1, 课时优秀课堂实录作为范例。即整合教学资源库(教学设计、课件、录像课、微课、论文)

4.阶段性总结区域推进经验,为区内全面开展教学做准备。

5. LOGO语言与机器人整合软件及实体机器人

6. 虚实结合机器人实践活动室建设方案

7. LOGO语言与机器人整合实验报告

8. LOGO语言与机器人整合教学策略

5.2 主要创新点

1. 采用LOGO语言、三维仿真机器人及实物机器人整合进行教学实验,是中小学信息技术课程教学内容和教学方式的创新探索。因为目前,小学的程序设计与机器人教学多为独立进行,程序设计与机器人整合教学的实验尚处于的探索阶段。

2. 国内首例将适合小学生学习的LOGO程序设计语言与机器人进行整合的实验项目。

3. 将“机器人教育”由只能个别学校的个别学生参与的兴趣小级或各类竞赛,推广到地区性的大面积的所有小学生都能够参与的“信息技术课堂”实属个例。

5.3 研究存在的问题及后续研究方向

5.3.1  研究存在的问题

1. 课题“小学信息技术LOGO语言与机器人整合教学的探索与实践”步入中期研究阶段,其中一个重要组成部分随着在“自治区小学信息技术‘‘‘‘LOGO语言与机器人整合‘‘‘‘教学区域实验实施方案”的全面铺展,关于方案在各实验校推广过程中所依托的 “虚拟仿真机器人+实物机器人”实验环境存在的问题也一点点浮出水面,不同程度的影响着LOGO语言与机器人整合项目进一步向全区推广的进程,下面就存在的问题分虚拟和实体两个方面存在的问题及提出的改进建议作以阐述与说明。

1)虚拟仿真机器人——IRobotQ3D存在的问题及建议

Ø 简化IRobotQ3D网络软件的注册和登录过程;同时考虑为部分网络环境不发达地区研发基于本校服务器版的安装软件或单机版软件。由于地缘环境的原因,我区信息技术教师的专业技术能力参差不齐,在实验教材实施过程中软件的注册和登录竟然成了教学的拦路虎,许多教师在日常的教学中很少使用网络版软件,不习惯该软件的使用流程和应用环境直接制约着教学的正常进行,所以能否为我区专门研发一款简化注册与登录的网络版软件,或基于学校服务器版的虚拟机器人软件或单机版软件。

Ø 将实验教材中的所有任务场景直接导入到IRobotQ3D机器人本地模式下。IRobotQ3D环境分在线模式(仿真大厅)与本地模式(IRobotQ3D机器人在线仿真平台),在线模式中直接有与实验教材配套的场景,而本地模式需要任课教师事先将场景导入后方能使用,非常不方便,所以建议在该软件升级后,再安装时能直接在本地模式下装入配套的场景文件。

Ø 扩展Robokid环境中模型库的种类,尤其是直流电机和控制器的种类。由于我区的实验教材采用的是虚实结合环境学习机器人,公司专门为教材量身定做的一套基于Robokid-FR1实体机器人匹配的虚拟环境Robokid,但提供的直流电机只有一种,所以搭建的机器人速度相对恒定,在虚拟场景中完成任务的情况下得分拉不出档次,会制约学生的学习兴趣,同时也会为影响后期任务场景的拓展。同时控制器的种类只有一种也会影响机器人的功能和作用。

Ø 能够将IROBOTQ中搭建的机器人与LOGO语言编写的程序达到无缝联接——既在虚拟环境下可以用LOGO编写的程序指挥在IROBOTQ中搭建的机器人完成指定的场景任务。在IRobotQ3D中搭建机器人有两种环境:ROBOTQRobokid,其中,ROBOTQ全国通用,模型库种类丰富,各类模型颜色搭配合理,环境相对成熟。如果在IROBOTQ中搭建的机器人也能用LOGO程序指挥,可以为那些买不起实物机器人的学校提供更多的选择。

Ø 在服务器端开放帐号的上传存储功能,确保学生帐号的存储的文件能及时下载修改,实现可继承学习,解决学生资源共享的需求。

2)实物机器人——Robokid-FR1存在的问题及建议

Ø 建议杭州萝卜圈网络技术有限公司提供建设“机器人教室”的基本配置清单,例如工作台形状,大小和数量,电脑配置参数,教学机器人配制数量,任务场景图等。便于有条件的学校参考。

Ø 建议在实物机器人配件箱中装入几种典型机器人搭建样例示意图,降低初学者的学习难度。

Ø 细化制作工艺,让机器人硬件配置标准化,减少残次品及配件之间不易挺拔甚至破损的情况。(附:实物机器人套装改进建议.docx

Ø 请杭州萝卜圈网络技术有限公司技术部门将实物机器人在“一鼓作气”任务场景中进行全面测试,提高机器人在真实场景中完成任务的成功率。

2. 课题在完善的过程中各类资源不断充实、完善,但“课题组资源平台”至今还没有搭建起来,阻碍了实验课题的推广不便于各种资源的收集、归类、存档及查阅。

3.实验教材在实施过程中存在着一个突出的问题就是信息技术教师专业技术的参差不齐。器人教学进入小学课堂,重点面临的是师资问题,能否建立一支具有合格水平的老师队伍,是机器人教学的关键。建议每年都组织相应的教师培训课程,进而培养出一批具有较高教学水平的骨干老师。

5.3.2  后续研究方向

1.20168月——20177月,进行面上实验,课题组根据实验数据对实验进行评估,完善实验教材、定型教材和“虚拟仿真机器人+实物机器人” 系统软件和器材。

2.全面总结区域推进经验,为区内全面开展教学做准备。

3.在宁夏教研网搭建“课题组资源平台”,进一步细化“课题组资源平台”分类,方便后期资料整理、归档。

4.与杭州萝卜圈网络技术有限公司争取教育管部门对实验成果进行评估、推介。

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