智能機器人在小學(xué)信息技術(shù)教育中的應(yīng)用

1、智能機器人在小學(xué)信息技術(shù)教育中的應(yīng)用聞 迪北京市西城區(qū)半步橋小學(xué)智能機器人在小學(xué)信息技術(shù)教育中的應(yīng)用半步橋小學(xué) 聞 迪內(nèi)容摘要：隨著信息技術(shù)的開展，人工智能機器人教育逐步走入了中小學(xué)課堂，為了開拓信息技術(shù)教育更廣闊的空間，我校將樂高機器人引入了課堂，為學(xué)生搭建了一個新的學(xué)習(xí)平臺。本文作者根據(jù)本校開展樂高機器人教學(xué)實踐經(jīng)驗，闡述了其與信息技術(shù)教學(xué)相結(jié)合的新的教育思路，以機器人教學(xué)的優(yōu)勢、機器人教學(xué)的作用以及通過機器人教學(xué)所帶來的經(jīng)驗等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。關(guān)鍵詞：智能機器人 小學(xué) 信息技術(shù) 正文：隨著信息技術(shù)的開展，人工智能教育走入中、小學(xué)校已經(jīng)成為現(xiàn)實。其相關(guān)技術(shù)手段，給我們教育領(lǐng)域帶來了革命

2、性的變革。最為突出的是為信息技術(shù)根底教育注入了新的活力。智能機器人已成為青少年能力、素質(zhì)培養(yǎng)的智能平臺之一。進(jìn)入新世紀(jì)以來，科技開展日新月異，作為小學(xué)信息技術(shù)學(xué)科教師能夠深刻的感受到這些變化。信息技術(shù)學(xué)科進(jìn)入小學(xué)課堂十年中，一直沿用著十年前的教學(xué)內(nèi)容，而學(xué)生已經(jīng)不是十年前的學(xué)生，現(xiàn)在的孩子接觸計算機的年齡很早，家庭計算機教育已經(jīng)大大領(lǐng)先于學(xué)校計算機教育，學(xué)校教材上的教學(xué)內(nèi)容已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足學(xué)生的求知欲，這就要求我們要根據(jù)學(xué)生的情況不斷改進(jìn)適合學(xué)生開展的教學(xué)內(nèi)容。而以智能機器人教育為代表的人工智能技術(shù)成為了我校信息技術(shù)教育的突破口，我們正嘗試著把這個新興工程融入信息技術(shù)教育中。人工智能技術(shù)在信息

3、技術(shù)領(lǐng)域是一項高尖端技術(shù)。我校嘗試著引入了丹麥的“樂高智能機器人工程。在中高年級的一局部同學(xué)中開展機器人競速、機器人尋軌跡、機器人投籃、機器人滅火以及機器人足球等活動?！皹犯邫C器人是綜合性很強的機器人平臺，它包含近千個工程小配件，有著適合小學(xué)生接受的程序界面，每一個程序模塊圖標(biāo)，都從其外形上直觀地告訴了我們它的根本功能。經(jīng)過一段時間的學(xué)習(xí)，同學(xué)們都可以編寫一些根底的程序，并且能將它下我到搭建好的模型機器人中，來完成一些任務(wù)。一、智能機器人是技術(shù)學(xué)習(xí)領(lǐng)域，特別是信息技術(shù)科目的嶄新平臺，它有多方面的優(yōu)勢：1、技術(shù)的綜合性。智能機器人是信息技術(shù)的集成體，它集中表達(dá)了信息技術(shù)的精髓，即信息的收集、處理

4、和反響。2、技術(shù)的先進(jìn)性。智能機器人公認(rèn)是21 世紀(jì)的技術(shù)至高點之一，在開展中不斷集成了眾多領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。3、實踐性。學(xué)生在實現(xiàn)智能機器人工程的過程中，充分培養(yǎng)了動手能力、創(chuàng)造能力、協(xié)作能力和進(jìn)取精神。4、興趣性。機器人本身就具有很大的吸引力，但并非高不可攀，只要選擇的平臺恰當(dāng)，學(xué)生即可以由淺入深地學(xué)習(xí)，逐步獲得成功的喜悅，增強學(xué)習(xí)興趣和信心。 二、通過一段時間的教學(xué)，我認(rèn)為，機器人教育在根底教育中的作用主要有以下三個方面： 1、開闊眼界、培養(yǎng)根本技能 一使用Internet等媒介手段博覽部和相關(guān)信息技術(shù)網(wǎng)站，既鍛煉了計算機技能也使學(xué)生時時了解人工智能技術(shù)的最新開展和應(yīng)用狀況，了解智能機器人

5、的概念和工作方式，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機器人的有關(guān)知識打下堅實的根底。 2、提高邏輯思維、規(guī)劃能力，分析問題和解決問題的能力在學(xué)習(xí)中幫助學(xué)生掌握為一種智能機器人下載程序的方法，了解機器人是怎樣感知外界環(huán)境的，體會程序是機器人的靈魂，了解機器人是怎樣在人的指揮下工作的。學(xué)習(xí)為一種智能機器人編寫程序，通過為機器人編寫程序?qū)W到科學(xué)而高效的思維方式，提高邏輯思維能力、規(guī)劃能力，提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。3、培養(yǎng)動手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力通過三、四名學(xué)生合作完成既定任務(wù)和模擬工程，使學(xué)生在完成任務(wù)的過程中學(xué)會怎樣與他人合作、怎樣充分利用身邊的有限資源、怎樣才能做到低耗高效。也就是說，組裝機器人的過程中

6、培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、協(xié)作能力和創(chuàng)造能力。 三、從以學(xué)生喜聞樂見的形勢，嘗試在活動課中開展人工智能技術(shù)教育，可以啟迪學(xué)生思維，培養(yǎng)創(chuàng)新和實踐能力。經(jīng)過不斷的探索與嘗試我們總結(jié)出了以下教學(xué)經(jīng)驗：1、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣是出發(fā)點 受年齡的局限，小學(xué)生認(rèn)知事物的第一步是“感受。只有當(dāng)他們對一事物感知后才有可能對其產(chǎn)生興趣，進(jìn)而引發(fā)求知的欲望，最后形成主動學(xué)習(xí)的動力，也就是說“感受引發(fā)興趣，興趣引導(dǎo)學(xué)習(xí)。在活動中，首先利用學(xué)校擁有高速寬帶網(wǎng)絡(luò)和我校學(xué)生計算機水平普遍較高這個優(yōu)勢，引領(lǐng)學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上大量瀏覽形形色色的機器人圖片、文字。讓他們在的腦海中建立起一個“模糊的機器人概念。其次我們將各級、各類比賽都視為

7、一次開闊眼界，增長見聞的契機，不但努力借鑒同級別選手的設(shè)計方案，也不放過向高水平同學(xué)學(xué)習(xí)的時機；再次我們充分利用學(xué)生家長這個有利的教學(xué)資源，在多個場合向?qū)W生家長介紹“樂高機器人的相關(guān)信息及我校的教學(xué)進(jìn)度，為他們支持孩子學(xué)習(xí)初級機器人知識的創(chuàng)造了有利條件。從而構(gòu)建起了學(xué)校、社會、家庭三個維度的立體的學(xué)習(xí)空間。2、培養(yǎng)學(xué)生動手能力是落腳點 我們的落腳點是使學(xué)生“動手能組建模型，動腦能編寫程序。要實現(xiàn)這一點并非是一件容易的事。我們制定了“三步走的策略，第一步是初級水平，做到能學(xué)能用；第二步是中級水平，做到活學(xué)會用。第三步是高級水平，做到博學(xué)活用。1初級水平，做到能學(xué)能用“能學(xué)會用是指能夠?qū)⒚媲暗牧闵?/p>

8、配件組建成簡單的模型，知道“調(diào)頭、“尋軌跡的程序編寫方法?！叭嗆?、“小甲蟲是很具代表性的小模型。教師往往要先操作演示一個建好的模型，讓學(xué)思考分析程序要分成幾各個狀態(tài)來寫，經(jīng)過教師點評后再由學(xué)生動手搭建編寫。最后，師生一起做場地調(diào)試。 2中級水平，做到活學(xué)會用 “活學(xué)會用是指能夠以小組為單位獨立按照擬定的任務(wù)，在規(guī)定的時間內(nèi)，根據(jù)自己的理解，動手搭建模型，編寫指令程序，并且做好現(xiàn)場調(diào)試?！皺C器人投籃、“機器人搬運都是很好的工程。 3高級水平，做到博學(xué)活用 博學(xué)活用是指能夠以機器人配件為主，并可以借助所有外在資源.發(fā)揮想象力，盡可能創(chuàng)作出新穎獨特的作品，這就是“創(chuàng)意設(shè)計階段3、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力是

9、努力方向在平時的活動中，我們鼓勵獨特的想法與設(shè)計，鼓勵多上網(wǎng)瀏覽各國先進(jìn)的機器人的信息，多在小組內(nèi)交流，多吸收借鑒他人優(yōu)秀的設(shè)計方案。多動手實踐.做到“有想法動雙手出作品。老師那么不妄加評判同學(xué)的設(shè)計是否可行，而是讓制作小組將模型放到場地中去運行、檢驗。例如，在研究“如何提高車輛模型的行過速度時，教師只給出了“可以使用大直徑的車輪一種方法，經(jīng)過同學(xué)們的動手試驗，有的同學(xué)向老師詢問“我用大齒輪帶動小齒輪用來提高速度行么？多么令人驚喜的閃光點呀！這不正是我們所期待的么？我們堅信，當(dāng)一切都調(diào)試成功的那一刻，洋溢在孩子臉頰上的喜悅之情，比任何獎勵都要珍貴的多。創(chuàng)新能力的表達(dá)絕非一朝一夕之功，是需要我們

10、下大力氣，花大時間，慢慢培養(yǎng)的。每一個孩子都有創(chuàng)新潛質(zhì)。關(guān)鍵是要看我們?nèi)绾稳ネ诰蛩?。四、在未來機器人課程學(xué)習(xí)中應(yīng)注意的幾個方面1、在飛速開展的信息時代，機器人產(chǎn)業(yè)的開展與時俱進(jìn)。信息的收集已經(jīng)成為這個活動開展過程中非常重要的一環(huán)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的信息收集能力應(yīng)該引起重視。除了目前從日常生活、相關(guān)網(wǎng)站及其相關(guān)的機器人公司獲得信息外，我們還可以適時的組織參觀相關(guān)的工廠、研究所等，因為在那里，學(xué)生可以感受到機器人技術(shù)真正的投入現(xiàn)實社會生產(chǎn)的情景，學(xué)生可以更為深刻地體會到機器人能代替人進(jìn)行更精密、更危險、更高效率的工作，從關(guān)注科技與社會生產(chǎn)力的關(guān)系的角度出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作激情。2、在學(xué)校機器人活動初

11、具規(guī)模的情況下，更應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)機器人的管理，提高其使用率，及時維修是保證正常使用的根底。五、課程整合創(chuàng)新思路。機器人的優(yōu)勢前面已經(jīng)提到，它是一項綜合的技術(shù)，所以一旦引進(jìn)學(xué)校，它就不是只能存在信息技術(shù)的課堂。實際上，機器人的結(jié)構(gòu)與物理學(xué)密切相關(guān)，我們可以用機器人做出經(jīng)典的物理實驗，也可以用機器人高精度的傳感器設(shè)計完美的化學(xué)實驗，這些不但有演示，而且有數(shù)據(jù)反響過程，可及時完成數(shù)據(jù)采集和分析過程。課程整合可以從這個角度出發(fā)，為傳統(tǒng)的教學(xué)注入新的活力。在全校范圍內(nèi)廣泛的開展機器人活動是全國信息技術(shù)教育的一個趨勢，北京、上海、廣州都已嘗試著將智能機器人課程領(lǐng)進(jìn)課堂，并先后推出了機器人與信息技術(shù)整合的教材。又由于機器人技術(shù)的綜合性，它同時又可以整合自然科學(xué)的多門學(xué)科。有效的利用好機器人這個平臺對教育教學(xué)將有更大的促進(jìn)?？傊?，我國人工智能技術(shù)的根底教育方興未艾，在根底教育改革創(chuàng)新的大潮中，思考未來社會對人才培養(yǎng)的需求，努力培養(yǎng)出高素質(zhì)