機器人課程開發(fā)計劃

1、機器人課程開發(fā)計劃塔河縣第三小學(xué)姜宏一、課程開發(fā)背景現(xiàn)在我們學(xué)校設(shè)有完備的機器人教室。如何能夠充分的發(fā)揮機器人教室及機器 人的作用。智能機器人是當代信息技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，智能機器人課程是一門具 有高度綜合滲透性、前瞻未來性、創(chuàng)新實踐性的學(xué)科，蘊涵著極其豐富的教育資源。鄧小平提出“教育要面向現(xiàn)代化，面向世界，面向未來”。“三個面向”思想是 中國教育改革的指路航標?；A(chǔ)教育要具有超前意識，要關(guān)注世界經(jīng)濟的發(fā)展趨勢， 要思考未來社會對人才培養(yǎng)的需求，并為培養(yǎng)高素質(zhì)的人才打好基礎(chǔ)。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能機器人這一信息技術(shù)的前沿領(lǐng)域也得到了飛速的發(fā) 展。從信息技術(shù)發(fā)展的角度來看，如果上個世紀的八十年

2、代稱為個人計算機（PC） 的時代;九十年代稱為Internet時代;那么，本世紀前二十年將會是個人機器人（PR） 的時代?，F(xiàn)在計算機技術(shù)已經(jīng)成熟，Internet技術(shù)快速走向成熟，個人機器人產(chǎn)業(yè) 剛剛開始形成。隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，PC機可能成為智能機器人的大腦，Internet 也會成為PR的通信平臺，而個人機器人將會成為人類學(xué)習、生活和生產(chǎn)的好伙伴! 有專家預(yù)言，21世紀中期，人類社會將全面進入以智能機器人為代表的智能時代。一些發(fā)達國家高度重視機器人學(xué)科教育對高科技社會的作用和影響，已在中小 學(xué)信息技術(shù)教育和課外科技活動中廣泛開設(shè)了有關(guān)機器人的課程內(nèi)容。讓智能機器 人走進課堂，開發(fā)智能機器

3、人的教育功能、發(fā)掘智能機器人的教育價值，使學(xué)生盡 早感受當代高新技術(shù)，對推進教育創(chuàng)新、促進教育改革，對提高學(xué)生的實踐創(chuàng)新能 力，具有重要的現(xiàn)實意義和長遠的戰(zhàn)略意義。隨著國內(nèi)智能機器人市場的逐步形成，使得一些為適應(yīng)青少年普及的智能機器 人平臺應(yīng)運而生，為中小學(xué)開展智能機器人的教學(xué)創(chuàng)造了物質(zhì)條件；各級教育主管 部門越來越重視在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域開展智能機器人教育，我們省也經(jīng)常組織各級各類 智能機器人競賽活動以及每年一屆的全國中小學(xué)機器人大賽。我校智能機器人教育走進中小學(xué)校已經(jīng)成為一種現(xiàn)實，計算機已經(jīng)不再是信息 技術(shù)教育的唯一載體。智能機器人會成為中小學(xué)生多元智能發(fā)展的活動平臺、學(xué)習 平臺、探究與創(chuàng)新平臺

4、。在中小學(xué)課堂上，智能機器人將會與計算機一起，共同承 擔起信息技術(shù)教育的任務(wù)。二、課程研究的意義：（1）在學(xué)科教學(xué)的層面上計算機的操作已經(jīng)越來越“傻瓜化” 了。雖然這對于信息技術(shù)的普及是一種進 步，但是如果信息技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容僅僅停留在對計算機應(yīng)用技能的簡單操作和 機械訓(xùn)練的層面上，這會不會使我國的學(xué)生在信息技術(shù)的學(xué)習領(lǐng)域中也會越來越傻 瓜化”？不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。而智能機器人作為信息技術(shù)教育 的另一載體的出現(xiàn)，集計算機和計算機語言、通信、網(wǎng)絡(luò)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、 人工智能等為一體，為信息科技教育提供了一個生態(tài)學(xué)習環(huán)境。從智能機器人系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)和功能要素看，由于智能機器人

5、的信息獲取模塊、信息加工、處理模塊、信 息應(yīng)用模塊的功能與人類的感覺器官、大腦、四肢是一一對應(yīng)的，以此作為學(xué)生全 面接觸、學(xué)習信息科技，理解信息科技內(nèi)涵的智能化學(xué)習平臺，有利于學(xué)生信息素 養(yǎng)、想象力、創(chuàng)造力的全面提高。智能機器人教學(xué)強調(diào)動手與動腦的緊密結(jié)合、應(yīng) 用與認知的有機統(tǒng)一，在實際活動中培養(yǎng)學(xué)生對科技的探究意識和創(chuàng)新能力，這就 不僅拓展了信息技術(shù)教學(xué)的內(nèi)涵，而且使我們對信息技術(shù)教育的本質(zhì)有了一個全新 的認識。（2）在課程整合的層面上目前我們在多媒體計算機網(wǎng)絡(luò)條件下開展的課程整合。大多是以教師設(shè)計的“教 學(xué)情境”作為一種學(xué)習平臺，對促進學(xué)生的“自主、合作、探究”學(xué)習具有一定的 積極意義。但

6、是，事先預(yù)定的“教學(xué)情境”一方面可能會限制一些創(chuàng)新意識較強學(xué) 生的思維發(fā)展空間，另一方面也造成了大多數(shù)學(xué)生僅停留在對信息的分析、歸納和 概括層面上，思維創(chuàng)新水平并不高。而由于智能機器人學(xué)科本身的綜合性特點，集 成了當代眾多領(lǐng)域的科學(xué)與技術(shù)知識，這就可以自然地在各學(xué)科教育中，引導(dǎo)學(xué)生 運用所學(xué)信息技術(shù)知識分析和解決學(xué)習、生活和生產(chǎn)中的實際問題，使智能機器人 成為信息技術(shù)與課程整合、研究性學(xué)習、綜合創(chuàng)新活動的優(yōu)秀學(xué)習平臺。（3）在素質(zhì)教育的層面上近十年來，我們在發(fā)展“計算機特色教育”的實踐和探索中認識到：教育信息 化的終極目標是實現(xiàn)人的信息化，是培養(yǎng)能夠適應(yīng)信息化社會生存、能夠在信息化 社會中利用

7、信息技術(shù)和信息資訊進行信息創(chuàng)新的現(xiàn)代人。這是當代素質(zhì)教育不可或 缺的重要內(nèi)容，也是“三個面向”思想的重要體現(xiàn)。探索無止境，認識無止境。開展智能機器人教育對基礎(chǔ)教育的課程改革，對教 學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變，對推進教育創(chuàng)新，對提高學(xué)生素質(zhì)，都會有積極的促進意義。三、開發(fā)機器人課程研究的內(nèi)容1、機器人課程研究的內(nèi)容：開設(shè)智能機器人課程，借鑒建構(gòu)主義理論和多元智能理論，研究和探索智能機 器人課程在基礎(chǔ)教育中的教學(xué)模式、內(nèi)容以及教育價值。2、智能機器人課程的教學(xué)目標：將智能機器人課程的具體教學(xué)目標初步定位為：（1）知識方面：使學(xué)生了解智能機器人這個學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用狀況， 了解智能機器人的概念和工作方式，破

8、除青少年對機器人的神秘感，提高對機器人 的認識，為進一步學(xué)習機器人的有關(guān)知識打下基礎(chǔ)。（2）能力方面：學(xué)習和掌握機器人的編程、改裝、擴展、搭建，培養(yǎng)學(xué)生的動手實踐能力。（3）情感方面：培養(yǎng)對人工智能技術(shù)的興趣，真正認識到技術(shù)在社會進步與經(jīng) 濟發(fā)展的作用。3、開發(fā)課程的教學(xué)內(nèi)容：所開發(fā)的課程按學(xué)生的年級段進行劃分：初中階段（七、八年級）：模塊一機器人概況包括：機器人概念、機器人原理、機器人歷史、機器人與人、機器人與社會等內(nèi)容。模塊二機器人編程包括：學(xué)會使用計算機編程語言及編程平臺的使用，學(xué)會數(shù)據(jù)庫程序的編寫，能面 向問題、面向?qū)ο筮M行編程設(shè)計，開發(fā)出實用機器人程序。（我們學(xué)校現(xiàn)有的編程就 是模塊

9、式平臺）模塊三機器人硬件了解機器人的硬件結(jié)構(gòu)體系，重點了解其機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、感覺系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)，學(xué)會機器人的模塊化組裝、控制與維護方法。模塊四機器人應(yīng)用了解機器人的功能、應(yīng)用領(lǐng)域、應(yīng)用方法與效能，了解機器人或其他智能機器的操 作、使用與維護方法。能在各種機器人知識與能力競賽中，創(chuàng)造性地綜合運用所學(xué) 知識。我們開發(fā)的課程適合中學(xué)七、八年級，課程融合了美術(shù)、數(shù)學(xué)、自然、物理、 結(jié)構(gòu)、機械、能源、電子、信息技術(shù)、工程教育等多學(xué)科知識的綜合學(xué)習。、開發(fā)機器人課程可能遇到的不利條件:這門課程可以說是新興學(xué)科，無論從課程內(nèi)容、教材體系、教學(xué)模式、教學(xué)管 理、教學(xué)評價等各方面都需要我們不斷實踐，不斷探索。同時，我們面對的學(xué)生是 來自不同的學(xué)校不同的年齡段，所以課程的開設(shè)，可能會遇到