《智能机器人校本课程开发与实施课题主体报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能机器人校本课程开发与实施课题主体报告（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、“智能机器人”校本课程开发与实施研究（主体报告）一、课题研究的背景和价值智能机器人是信息技术发展的前沿领域，是一门具有高度综合渗透性、前瞻未来性、创新实践性的学科，蕴涵着极其丰富的教育资源。把机器人教育引入中小学，不仅有利于信息技术教育的发展；有利于我们探索教育改革和人才培养的新途径、新方法；有利于高素质人才的培养；同时将推动我国智能机器人知识和技术的普及。学生们在学习机器人技术的过程中能综合的了解到诸多领域的先进技术，并亲身接触和体验现代高新技术，可以激发他们爱科学、学科学、用科学的浓厚兴趣，使他们在获得科技知识和实践能力的同时，激发他们的创新意识和创造发明的潜能，提高他们的综合素质。 我校
2、在市区教育装备中心及学校的大力支持下，于2004年3月成立机器人工作室，经过这几年的改进和提高，实验室现有智能机器人近50套，专业铺导教师3名。在这段时间里，我们参加了市、省、全国各类比赛，也取得了比较好的成绩。如：全国第五届青少年机器人竞赛小学组足球亚军、浙江省第四届青少年机器人竞赛小学组创意一等奖等荣誉。2006年1月被评为首批“全国中小学机器人教学实验学校”。2006学年在各级领导的重视下,我校在六年级进行了课堂教学实验，在此过程中不断反思不断改革，一学年的实验效果较好。2007学年，六年级机器人课堂教学全面铺开，每周一节机器人课，学生积极性都非常高涨。在我们不断进步，机器人教学全面铺开
3、的同时，我们同样遇到了非常多的问题，如教材的开发，教学模式的探索，评价体系的建立，机器人器材的合理分配，管理等。因此提出“智能机器人”校本课程开发与实施研究这一课题，希望以课题为引领，有计划，有目的的对前期的工作进行梳理总结，并对产生的新问题，新想法进行探究，以期开发出面向全体学生，可操作性强，绩效性高的 “智能机器人”校本课程。我们希望通过本课题的研究，把学校教育和科技教育有机的联系起来，结合本校的教育资源和教育特色，进一步校本课程资源，落实学校课程改革，同时进一步研究和推进校本课程实施，让机器人教育给信息技术基础教育带来新的活力，使智能机器人会成为青少年能力、素质培养的智能平台。二、国内外
4、文献综述或研究现状 最近几年，在全国范围内，许多中小学都把电脑机器人活动引入到课堂教学当中，使神奇的机器人走向学生的学习生活。作为一种全新的教学内容，很多教师都在探索如何进行电脑机器人教学，才能使这种跨学科、高操作性、极具挑战性的内容，真正适合学生综合创新活动的需要，提高学生的动手能力、编程能力、创造能力和团队精神，使他们在积极的学习兴趣中不断探索和研究，实现自己的新创意、新设想和新设计。而国外进行智能机器人教学研究的主要是一些大学的机器人实验室和一些培训机构，如美国麻省理工学院的LIST VISUAL ARTS CENTER MEDIA LABORATORY和波士顿的CEEO（Center
5、for Engineering Educational Outreach）中心，前者是研究机器人课程设置和传感器研发的机构，后者是研究机器人培训课程的机构，而两者都有大学背景，所面向的都是部分有兴趣的学生，重点是培训，在中小学进行机器人课程相关研究的信息暂没有更多的相关资料。三、课题的界定智能机器人课程：智能机器课程，是一门综合多种学科知识和技能的课程，学生们通过计算机编程，工程设计，动手制作与技术构建，结合学生们的日常观察、积累，去寻求自己最完美的解决方案,发展自己的创造力。它符合“教育要面向世界，面向未来，面向现代化”的指示精神。面对科学技术突飞猛进，国际竞争日益激烈的态势， 校本课程：指
6、由学校、教师、学生根据本校实际、地方特色、学生的兴趣爱好开发编制选用的课程。“智能机器人课程”对学生的动手能力、空间想象能力、创造性思维，分析问题、解决问题的能力的培养有独特的作用，同时智能机器人涉及到信息技术的多个领域，它融合了机械、电子、传感器、计算机软件硬件、材料、人工智能等多种先进技术。没有一种技术平台比智能机器人更具综合性。四、研究内容：（一）思辨性成果 1.智能机器人开发与实施校本课程的教育价值通过对机器人校本课程的研究与实施，使我们从实践中体会、思辨机器人课程的教育价值，也使我们充分的认识到了机器人校本课程的教育价值，从而使我们进一步的坚定了长期进行机器人校本课程研究与实施的信心
7、。教育部早在2003年颁布的技术课标准（实验）中已经把“人工智能初步”列入信息技术课的教学模块中，把“简易机器人制作”列入通用技术课的教学模块中。（1） 中小学的信息技术课真的要消亡了，要取消了吗？有人说中小学的信息技术课要消亡了，要取消了。原因是中小学各个学科都已经在运用电脑和网络了。我以为这种论点未免过于偏颇了其实，被整合的正是原来不属于信息技术课本身范畴的，属于信息技术课越俎代庖的内容而信息技术课程本身的内容是不可能被其他课程整合掉的。思考：整合之后的信息技术课应该学点什么？（2）智能机器人技术的综合性中国工程院院长宋健指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当
8、代最高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。智能机器人涉及到信息技术的多个领域，它融合了机械、电子、传感器、计算机软件硬件、材料、人工智能等多种先进技术。没有一种技术平台比智能机器人具有如此的综合性。引进智能机器人的教学必将给信息技术课程增添新的活力，智能机器人会成为培养中小学生综合能力、信息素养的优秀平台。（3）智能机器人校本课程是对中小学信息技术课程内容的补充信息技术课程的一个重要目标是培养学生的信息素养，主要内容是学习信息的获取、加工、管理、传播的技术。但目前的中小学信息技术课
9、程教材中对信息的获取部分的介绍大多数还停留在如何从网络获取信息。因特网只是文字信息、图像声音、视频信息的获取，而现实生活中还有更大量的信息是从网上得不到的。例如，温度、压力、污染、亮度等等。我们在信息技术教学中过分地强调了从网上获取信息，而忽略了获取另一类的信息而机器人的行为正好是感知外部信息，然后经过分析判断，做出反馈或决策的过程。这一过程比单纯的文字信息、图像信息的获取加工要复杂的多，涉及到传感器的知识、机械知识、电子知识、编程知识等。（4）智能机器人作为信息技术教学内容之一的作用 使学生了解智能机器人这个信息技术前沿领域的发展和应用状况，了解智能机器人的概念和工作方式，破除中小学生对智能
10、机器人的神秘感，为进一步学习智能机器人技术的有关知识打下基础。使学生掌握为一种智能机器人下载程序的方法，了解智能机器人的传感器和驱动装置的作用。理解体会程序是智能机器人的灵魂，了解体会智能机器人是怎样在人的指挥下工作的。学习为一种智能机器人编写程序，通过为机器人编写程序学到科学而高效的思维方式，提高规划能力，提高学生的分析问题和解决问题的能力。 通过完成项目任务和比赛项目，使学生在为机器人扩充功能的过程中学习有关数字电路方面的知识，在组装扩展机器人的过程中培养学生的动手能力、协作能力和创造能力。 （5）智能机器人是培养中小学生综合能力的优秀平台为智能机器人的行为编写相应的程序是以智能机器人为平
11、台的学习内容之一，在编写程序的过程中，学生不仅要了解智能机器人的功能、结构和工作原理，还要了解各种传感器的功能，并通过编写程序来控制各种传感器，使机器人感知外界的环境信息，并对感知到的信息做出决策和响应，以使机器人能够完成规定的任务。学习为机器人编程序的过程是学生赋予机器人移动、转弯、避障、避碰、说话、听话、观察等人类行为功能的过程。在学习的过程中，学生经常会感受到失败的强烈遗憾和成功的巨大喜悦，对遗憾和喜悦的感受必然形成学习的动力和兴趣。（二）实践性成果1.成立了完善的机器人校本课程开发与实施组织。智能机器人校本课程开发与实施课题，得到学校领导的高度重视，由校长室总体规划，教导处、信息技术中
12、心、大队部、教科室统一管理，也是学校校本课程开发中心的一个分支机构，由专任教师负责管理，下属各学科机器人指导老师。整体教师结构呈现优秀的梯队状态，让机器人课堂教学深入、顺利、高效推进：既有专职机器人辅导教师团队更有优秀学科协作辅导团队，整个团队富有朝气、充满干劲，也为机器人活动充满活力。高级机器人辅导教师（陆志刚、沈李琴、李娟燕、吴建伟）属于机器人推进的第一梯队，这部分辅导教师不单是课堂教学的探索实践者，更是机器人实践理论的研究推动者：校本教材的开发，机器人器材的合理配备，课堂教学的评价体系都在这一梯队不断创新、不断提升。中级机器人辅导教师（钱仙峰、曹骏、沈华、张丽娜、钱慧瑜、李张宇）这一梯队
13、虽然不在信息技术学科第一线，但是他们是机器人实践的一线体验者，也是学校机器人课堂教学推进的有效监督岗，他们从不同学科的角度对机器人课堂教学进行审视监督，让机器人课堂教学更加具有可操作性。学校行政部门有效领导（校长室、教科室、教导处、信息技术中心、大队部、课程开发部）这是机器人课堂教学得以高效推进的行政保障：教研活动的开展，学生竞赛的举办，教材开发，论文、案例撰写，课题研究的推进，机器人课堂实践的落实都需要这些部门的高度支持。2. 打造了厚积薄发的校本机器人课程活动环境 （1）软环境打造：嘉兴市实验小学机器人实验室成立于2004年3月，经过这几年的改进和提高，我们正慢慢走向成熟，无论是课堂教学还
14、是兴趣小组活动，无论是常规学员培训还是竞赛选手集训都有自己的特色。在这段时间里，我们参加了市、省、全国各类比赛，也取得了比较好的成绩。2006年1月被评为首批“全国中小学机器人教学实验学校”。 2007学年，六年级机器人课堂教学全面铺开，每周一节机器人课，学生积极性都非常高涨。2008年智能机器人校本课程开发与实施研究课题立项，并开始实施，首先进行了机器人仿真平台的探索使用取行了非常不错的成项，2009学年东西校区联合推广，2010学年正红红火火走向纵深。在实验室里，每天中午的自由创作实践，学生更是乐此不彼，实验室里总是人头颤动：积木搭建一般是三四年级学生的最爱，程序设计创作是五六年级的强项。
15、时间阶段事项机器人工作室课堂教学对校外推广2004年机器人工作室成立20人无2006年全国中小学机器人教学实验学校、六年级班级机器人教学试点30人2个教学班兄弟学校参观、学习2007年六年级机器人课堂教学全面铺开40人8个教学班兄弟学校参观、学习2008年智能机器人校本课程开发与实施研究课题立项40人8个教学班兄弟学校参观、学习。对外进行讲座、交流2009年课题进一步实施、形成了初步的机器人校本课程活动体系1009全市仿真机器教学活动在我校进行。我校三位老师进行了机器人课程教学展示课。2010年课题研究成果进一步成熟，形成了较为成熟的机器人校本课程体系，3-6年级的孩子都能参与到机器人学习中。
16、2403-6年级南湖区机器人仿真竞赛在我校进行，并在赛后，由我校提供培训老师及实体机器人，对南湖区所有参赛的孩子及指导老师进行了实体机器人培训。(2) 硬件环境打造 机器人校本课程的蓬勃发展，离不开机器人硬件的支持。课题组成员结合以下几个方面，慎重选择合适的硬件设备，供学生机器人课程学习。A. 机器人主流发展方向。（如引入人型机器人）B. 学生学习活动的适合性。（a) 受益面广。（如乐高的积木机器人，有上千个积木零件，可以供多个学生使用）（b) 可培养孩子的多种能力。（如乐高机器人，可以培养学生的动手能力、编程能力,团队精神等）C.设备的性价比。（如中鸣的教育套装，价廉物美，适合班级授课。）D.分类采购、
