洛阳市第55中学-新闻之窗

【案例主题】
    洛阳市第五十五中学智能机器人数字化教学校本课程建设的一颗耀眼明珠
【案例理念】
    该试点是在探索投入较少资金，面对全体学生的一项机器人教学活动，研究内容包括：中小学数字化智能机器人教学策略、中小学数字化智能机器人课堂教学模式、中小学智能机器人数字化科技活动模式、以及数字化课堂教学设计、典型实录课例等。研究成果有很大的推广价值，在全国学校推广应用后必定能全面推进机器人教育工作。
【案例描述】
    一、在学校建立机器人仿真实验室
    中小学智能机器人数字化的学习环境硬件的建设主要机器人仿真实验室，学校的仿真实验室主要安装仿真编程软件。
    洛阳市第五十五中学智能机器人数字化的学习环境硬件的建设主要包括一间机器人仿真实验室，二间机器人训练室，一间机器人搭建室。
    机器人仿真实验室主要功能是供全体学生进行机器人数字化编程学习，在此学生可利用仿真软件进行机器人编程数字化学习，在此学生也可以利用机器人开发系统进行真实机器人的编程学习，编程完成后下载到真实机器人中，再到机器人训练室进行测试与试验。机器人仿真实验室就是一间高配置的多媒体网络机房，它由多媒体计算机、网络化环境和数字化学习软件合在一起构成了数字化学习环境。这种学习环境具有信息显示多媒体化、信息传输网络化、信息处理智能化和教学环境虚拟化的特征。通常情况下数字化学习环境包括多媒体计算机、多媒体网络教室、校园网络、教育城域网、因特网，再加上数字化智能机器人学习与检测软件等。洛阳五十五中的智能机器人数字化学习硬件环境建设主要是完成一个高标准的智能机器人数字化学习仿真教学网络机房。机房网络采用双层网络结构建设；第一层是共享式资源的网络，采用千兆到桌面的交换机级联完成，机房内设服务器一台；第二层是教学网络，可实现教师的示范教学，学生监控，分组讨论等功能，这样更方便教师的课堂教学。
    机器人训练室主要功能是让学生在此进行各种机器人的运动练习、训练、试验。洛阳五十五中训练室每间80平方米左右，室内配置有各种训练场地和机器人玻璃展柜。训练场地主要有：足球比赛场地、灭火比赛场地、轨迹赛比赛场地、障碍赛场地、走迷宫场地等。学生使用真实机器人进行实验时主要在这两间训练室完成。机器人玻璃展柜展示有各种型号的获奖机器人及它们人设计者，机器人配件等，主要供学生参观学习用。
洛阳五十五中的智能机器人数字化学习的软件环境主要安装上海末来伙伴机器人公司的VJC1.5二维仿真编程软件，三维数字化编程软件可采用安装上海末来伙伴机器人公司或杭州纳英特机器人公司开发的三维数字智能机器人仿真编程软件。但是在教学中应用最多的还是机器人二维仿真编程软件。
    二、开展智能机器人数字化学习策略研究
    学校在中小学信息技术课上开设机器人教学实践活动，各开设一个学期课程。学校探索采用仿真实验的教学策略实现了智能机器人数字化学习，培养学生的学习兴趣，教学中还要采用真实机器人与学生进行亲密接触，教学中学生用仿真编程系统设计的程序完全可以下载到真实机器人中进行运行，作为课堂中的奖励，他们让编程快的同学与真实机器人进行亲密接触，充分调动了学生学习兴趣和学习的积极性。这种教学策略为学校节约了大量的教育经费，也使课堂组织教学更加方便、更加便捷，课堂教学的有效性得到大幅度的提高；经过教学实践，数字化学习取得了圆满的成功。对有进一步学习研究机器人的同学，组织他们参加智能机器人社团活动。
    洛阳五十五中在智能机器人数字化学习课堂教学是在全体中小学生中全面进行的。小学阶级在四年级第一学期的信息技术课堂进行安排教学内容；初中在初中一级第一学期信息技术课中安排教学内容。在课堂学习中采用自愿报名的方式，对有进一步学习研究机器人的同学，组织他们参加智能机器人科技活动，洛阳五十五中从中选出二十多名选手参加课外智能机器人科技活动，若报名的学生人数太多，则比课堂中获得喜报的数量进行选拔。在智能机器人科技活动中，主要采用真实机器人进行教学，但是也采用智能机器人数字化学习检测软件对学生的学习进行课堂评价。教师所用的教学机器人由学校统一购置。学生课堂学习智能机器人编程不需要购置机器人，而参加智能机器人社团活动的学生所用的机器人全部由学生家长自愿购买，机器人品牌不限，可选用不同厂家的产品。
【案例特点】
    学校的机器人数字化学习形成了的基于数字化学习平台的课堂学习五种模式:数字化示范编程学习模式、数字化协作学习模式、数字化自主学习模式、数字化探究学习模式、数字化学习检测评价模式。
    试点工作主要采用行动研究法，对机器人课堂教学和科技活动中的典型课堂教学个案进行研究，并由点带面，不断完善改进数字化教学模式、大胆实践探索，形成了独特的基于数字化学习平台的课堂教学和科技活动课堂学习模式，具体总结如下：
①数字化示范编程学习模式
创设情景、导入新课——算法分析、研究编程——教师示范、观察效果——举一反三、布置任务——任务达成、课堂竞赛——课堂颁奖、课外拓展
②数字化协作学习模式
创设情景、导入新课——协作学习、共同研究——任务达成、课堂竞赛——课堂颁奖、课外拓展
③数字化自主学习模式
创设情景、明确任务——算法讨论、自主编程——下载实践、观察结果——程序修正、重新实践——示范展示、课堂颁奖
④数字化探究学习模式
创设情景、导入新课——任务展示、探究编程——下载程序、观察效果——修改程序、任务达成——课堂竞赛、喜报颁奖
⑤数字化学习检测评价模式
创设情景、任务展示——研究编程、效果检测——课堂竞赛、喜报颁奖
【案例效果】
        学校采用机器人数字化学习后，提高了学生课堂学习效率和教学目标达程度，学生学习兴趣也得到了进一步的提升，达到了学校投资资金少，见效快的效果，并使智能机器人编程教学工作在全校全面推开，学生参加河南省和全国机器人大赛取得了十分突出的成绩,特别是采用数字化学习后学生参加全省和全国机器人比赛获奖人数和获奖等级逐年提高，收到了显著的教育教学效果。通过机器人数字化学习试点项目带动了中小学其它学科开展数字化学习工作，全面提升学校的教学质量，促进了学生的全面发展。
    一、完成了机器人数字化学习教材的研发
    洛阳市第五十五中学智能机器人数字化学习项目已经完成小学和初中各一册的电子教材的编写工作,小学主要通过可视化的流程图介面学习机器人编程设计，初中采用可视化的流程图介面和JC语言对照方式学习机器人程序设计。河南省基础教研室正在报送省教育厅进行教材了审核发行工作，这项成果的推广应用将在全省的小学和初中开展智能机器人数字化学习。
    二、试点工作开展后学生参加国内外机器人竞赛成绩显著提高
    “第八届国际机器人奥林匹克竞赛”在澳大利亚隆重举行。有来自近20个国家和地区，300多支代表队，超过500位参赛选手参加了本次盛会。中国代表团共有12个省市的80名选手参加竞赛，参与了16个项目中15个项目的竞赛。洛阳市第五十五中学代表国家队参加了这次比赛，并获得两个单项奖，分别是：汪忆辰、韩旭获中学组机器人优秀技术奖，杨孟天、何东豪获中学组机器人优秀设计奖。教练员马开生老师荣获“国际机器人奥林匹克竞赛”优秀教练称号；洛阳市教育局教研室王志奎书记，55中学刘振跃校长带队参加了比赛，目前参赛选手己赴澳凯旋归来。洛阳市第55中学代表队为祖国赢得了荣誉。因成绩突出，国际机器人奥林匹克委员会中国事务局向洛阳市五十五中授予“国际机器人奥林匹克竞赛培训基地学校”称号。12月15日上午，国际机器人奥林匹克委员会中国事务局向洛阳市第55中学发来了贺信表示祝贺。
    2012年3月28日~4月11日,“第十九届国际家用机器人灭火比赛”在美国三一学院隆重举行,有来自世界20多个国家和地区的200多个代表队参加,超过1000人参加了这次盛会,中国代表团有10个省市50多人参赛.参加了8个项目中的6项比赛.这次洛阳市第55中学由副校长陈继带队尹勇老师辅导的刘卓岩和王啸林同学以全国比赛一等奖的身份代表国家队参加了初级组的比赛并取得了优异的成绩,他们在国际机器人奥林匹克知识竞赛中获得了第一名的好成绩.现在已载誉归来。洛阳市第55中学的机器人活动,一直是学校的教学特色之一,在省级,国家级,乃至国际级赛事中成绩优异。
    2012年5月12日至13日国家教育部机器人大赛河南省赛区选拔赛在郑州市教育电视台演播厅举行，来自全省各地的选手参加了比赛。今年中小学机器人比赛设有机器人足球竞赛、人型机器人全能挑战赛、机器人工程挑战赛和机器人蓝球赛四个项目。第五十五中学二支机器人足球代表队和第十二中学的二支机器人蓝球代表队共同代表洛阳市参加了这次比赛。最终洛阳市第五十五中学武圣智、王玉洋代表队荣获初中组机器人足球比赛全省第一名，刘心阳、谢宇尘代表队荣获全省第三名；今年暑期荣获第一名的代表队将代表河南省参加教育部的机器人大赛。
    2012年11月16至18日第十三届"未来伙伴杯"中国智能机器人大赛和2012中国机器人大赛中RoboCup公开赛在南京市举行，来自全国的1600多名选手参加了这次比赛，比赛分小学、初中、高中和大学四个组别；比赛项目多达16个项目。洛阳市第五十五中学选手代表河南参加了初中组足球比赛和初中组（国际）机器人灭火比赛。洛阳巿第五十五中学刘心阳、谢宇尘通过的灵活进攻方式与巧妙防守策略荣获中国智能机器人大赛初中组足球比赛全国第一名、金牌、一等奖；武圣智、王玉洋荣获全国银牌、二等奖。洛阳巿第五十五中学张炜栋通过选择高难度的竞赛模式，机智灵活的编程技巧最终荣获中国智能机器人大赛初中组灭火比赛全国第二名，张炜栋、田真甄、司雨昕荣获全国金牌、一等奖，赵可欣、孟晨风荣获全国银牌、二等奖。
    2012年11月16至18日第十三届"未来伙伴杯"中国智能机器人大赛和2012中国机器人大赛中RoboCup公开赛在南京市举行，来自全国的1600多名选手参加了这次比赛，比赛分小学、初中、高中和大学四个组别；比赛项目多达16个项目。洛阳市第五十五中学选手代表河南参加了初中组足球比赛和初中组（国际）机器人灭火比赛。洛阳巿第五十五中学刘心阳、谢宇尘通过的灵活进攻方式与巧妙防守策略荣获中国智能机器人大赛初中组足球比赛全国第一名、金牌、一等奖；武圣智、王玉洋荣获全国银牌、二等奖。洛阳巿第五十五中学张炜栋通过选择高难度的竞赛模式，机智灵活的编程技巧最终荣获中国智能机器人大赛初中组灭火比赛全国第二名，张炜栋、田真甄、司雨昕荣获全国金牌、一等奖，赵可欣、孟晨风荣获全国银牌、二等奖。
    2013年5月31日至6月1日国家教育部机器人大赛河南赛区选拔赛在郑州市教育电视台演播厅举行，来自全省各地的79个代表队,一百多位选手参加了比赛。河南省电化教育馆赵彤帆书记在开幕式上致辞，洛阳市第五十五中学张辰琰同学代表选手发言宣誓。今年中小学机器人比赛特点是项目设置多，参加人员多。初中组设有机器人灭火、二对二机器人足球、机器人工程挑战赛—“爱晚行动”竞赛、人型机器人全能挑战赛，今年新增比赛项目有：世界未来家居机器人挑战赛--智能机器人管家竞赛、二对二机器人篮球等多个比赛项目。洛阳市第五十五中学派出了十三个代表队,十八位初中学生参加了这次机器人大赛。最终洛阳市第五十五中学初中一年级李昭辉以1.66秒的优异成绩取得了初中组灭火比赛全省第一名，初二年级学生司雨昕荣获全省第二名，初一年级学生毛千一荣获全省第三名。今年暑期洛阳市第五十五中学李昭辉同学将代表河南省参加教育部举办的全国机器人灭火比赛。
    2013年8月16至18日，第十四届中国智能机器人大赛在洛阳市师范学院体育馆隆重举行，来自全国的一千一百多名选手参加了这次比赛。洛阳市第五十五中学派出了17名选手参加了这次机器人灭火和机器人足球比赛，取得了优异成绩。洛阳市第五十五中学学生毛千一荣获初中组灭火比赛冠军，张辰琰、杨雨飞荣获初中组足球比赛冠军。洛阳市第五十五中学的其它选手也取得了很好的成绩：张辰琨荣获机器人灭火比赛亚军，李昭辉荣获季军，另外荣获全国三等奖的同学有刘梦菲、张炜栋、王啸林、孟晨风；荣获全国足球比赛一等奖同学是武圣智、王玉洋、付贝宁、孙逸晨，荣获足球全国三等奖的同学是：谢宇尘、刘心阳、孟宇皓、赵家艺。据悉：毛千一、张辰琨和李昭辉三位同学明年三月将代表中国队参加在美国举办的国际灭火比赛。
    2013年在教育部主办的“中国移动校讯通杯”第十四届全国中小学电脑制作活动夏令营和第二届中国国际学生信息技术科技创意大赛中，该校学生李昭辉代表我省出战，在灭火机器人比赛中获得全国亚军。该项比赛是全国性的机器人竞技舞台，比赛于2013年7月23日至27日在湖南省长沙市举行，来自全国28个省、市、自治区的250多名选手参与角逐，所有选手均是各省选拔赛的单项冠军。市第五十五中学学生李昭辉代表我省参加了初中组机器人灭火比赛，并以1.65秒的成绩荣获该单项比赛亚军，这也是近年来洛阳市在该项赛事中获得的最好成绩。与此同时，参加本届比赛的还有市第四十三中学代表队，在其参赛项目中，该代表队也获得了较好成绩。
    2014年5月1日至3日洛阳市第二届机器人公开赛在洛阳国际学校举行，来自全市47所中小学的400余名学生携百余个机器人参加了比赛。比赛由市教育局、洛阳市科协共同主办。洛阳市第五十五中学派出了十一个代表队参加了比赛，并在大赛中喜获丰收。在中学组WER机器人比赛中毛千一、李昭辉同学一等奖，谭佳悦同学荣获二等奖，司源荣获三等奖。在中学组机器人灭火比赛中毛千一荣获冠军，李昭辉同学荣获一等奖，武悦霖同学荣获二等奖，刘梦菲荣获三等奖。在中学组机器人足球比赛中张睿涵、高昆榉荣获冠军，张辰琰、刘梦菲同学荣获一等奖，孙逸晨、付贝宁同学荣获二等奖，赵家艺、孟钰皓荣获三等奖。由于组织参赛选手多、成绩突出，洛阳市第五十五中学团队荣获机器人最佳表演奖。
    在2014年教育部举办的电脑制作活动河南省赛区机器人竞赛中，洛阳市第55中学学生张辰琨同学荣获初中组机器人灭火比赛全省冠军，一等奖。谭佳悦、司源同学荣获WER能力挑战赛省二等奖; 刘梦菲同学荣获机器人灭火比赛省二等奖。张一林、武悦霖、王井博同学荣获机器人灭火比赛河南省三等奖的；孙逸晨、付贝宁、张辰琰、刘梦菲、张睿涵、高昆榉、孟钰皓、赵家艺同学荣获机器人足球比赛省三等奖。
2014年5月20日，市第五十五中学学生李昭辉、毛千一自重庆载誉归洛。在17日、18日举办的WER世界教育机器人大赛2014年赛季中国赛区西南地区公开赛中，他们代表河南省参加比赛并获得中学组冠军、特等奖。今年8月，他们将和其他赛区优胜队伍一起，代表中国赴美国参加世界教育机器人大赛2014年赛季比赛。洛阳机器人"战队"表现优异，最终获得780分的高分。
    三、引起了家长和媒体的关注
    试点项目开展以来《洛阳晚报》六次报道了学校在机器人教学中取得的科研成果和取得的成绩。洛阳电视台三次报道了机器人取得的成绩。中央电视台新闻频道（第十三套节目）也报道了取得的突出成绩。在数字化学习过程中洛阳五十五中形成优质课、学术论文、教学设计、教学软件获奖成果近五十件，学校承担的河南省现代教育技术“十二五”研究课题《中小学智能机器人教与学研究与探索》圆满结题，因研究成果十分突出，荣获河南省科研成果一等奖。